запорное устройство

Формула изобретения

1. Запорное устройство для аппаратов с боковой выгрузкой, содержащее корпус с седлом, соединенный с приводом и установленный вертикально ходовой винт с двумя равными по длине участками резьбы противоположного направления и одинакового угла подъема витков, запорный орган, размещенные на указанных участках резьбы винта и взаимодействующие с направляющей в корпусе две гайки, каждая из которых соединена тягой с запорным органом, причем тяги соединены с гайками и запорным органом посредством шарниров, отличающееся тем, что оно снабжено конечными выключателями, взаимодействующими с одной из гаек, привод выполнен в виде электродвигателя с червячным редуктором, ходовой винт закреплен в подшипниковых опорах, запорный орган снабжен Г-образным кронштейном, вертикальное плечо которого закреплено на верхней части запорного органа, а в горизонтальном плече, обращенном в сторону, противоположную седлу, выполнен паз, взаимодействующий с горизонтальным выступом, выполненным в корпусе, при этом шарнир, соединяющий запорный орган с тягами, снабжен дополнительным звеном, торец которого выполнен в виде полуцилиндра, контактирующего с цилиндрической поверхностью полости, выполненной в запорном органе со стороны, противоположной седлу.

2. Запорное устройство по п.1, отличающееся тем, что рабочие узлы и тяги снабжены защитным горизонтальным рукавом в виде усеченного конуса, меньшее основание которого соединено с запорным органом, а большее - с внутренней стенкой корпуса.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области химического машиностроения, а именно к запорным устройствам, применяемым в емкостных фильтрах с боковой выгрузкой и в других аппаратах с аналогичным расположением выгрузочных узлов.

Известно запорное устройство, содержащее корпус, запорный орган, установленный на консоли ходового винта и снабженный размещенным в нем поджимным узлом, связанным с приводом [1].

Запорный орган устройства выполнен в виде герметичного стакана с крышкой, внутренняя поверхность торцевой стенки которого, обращенная к приводу, снабжена кольцевым выступом со спиралеобразными зубьями, а поджимной узел выполнен в виде диска с ответными зубьями, расположенными коаксиально винту, связанного с ним шлицевым соединением и установленного с возможностью взаимодействия с зубьями запорного органа. Между диском и запорным органом установлена пружина кручения, концы которой соединены соответственно с диском и выступом запорного органа, а связь поджимного узла с приводом выполнена в виде упорного диска, установленного на ходовом винте и подпружиненного относительно выполненного на винте бурта.

В период закрытия запорного органа подается сигнал на привод и червячное колесо редуктора, связанное шлицевым соединением с ходовым винтом, передает ему крутящий момент, направленный против часовой стрелки.

При вращении ходового винта с помощью неподвижной части ему сообщается осевое перемещение в сторону выгрузочного люка аппарата. Осевое перемещение и вращение запорного органа прекращаются после упора в кольцевой выступ выгрузочного люка. Диск, связанный шлицевым соединением с консолью ходового винта, продолжает вращаться вместе с ним в клиновом соединении, сдвигаясь спиралеобразными зубьями по неподвижным зубьям кольцевого выступа, и перемещаясь при этом по шлицам вправо, сжимает через упорный диск пружину.

Происходит дожатие запорного органа.

Недостатками устройства являются сложность конструкции, большая металлоемкость и повышенный износ сопрягающихся деталей.

Недостатком является и то, что для обеспечения поступательной подвижки с одновременным вращением ходовой винт при горизонтальном расположении требует значительного увеличения длины корпуса, ухудшающего габариты основного аппарата (фильтра) и его компоновку.

Известно запорное устройство, использующее направляющие для запорного органа, который соединен с тягой привода шарнирно [2].

Имеющиеся в запорном органе (клапане) направляющие перья предназначены для ориентации последнего строго в горизонтальной плоскости относительно седла и его вертикальной оси. При этом перья клапана позволяют осуществлять ориентацию только в случае его небольшой поступательной подвижки и всегда находятся в вертикальном канале.

Известно также запорное устройство, содержащее корпус с патрубками, размещенные в корпусе запорный орган, винт с одинаковыми по длине и углу подъема участками с левой и правой ходовыми резьбами, две гайки с установленными между ними и запорным органом двумя тягами, связанными с гайками и запорным органом посредством шарнирных соединений, причем для гаек в корпусе выполнены направляющие [3].

Данное устройство является наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту.

Осевое перемещение запорного органа обеспечивается вращением винта, сопрягаемого через тяги с гайками, поступательно перемещающимися по ходовым резьбам. Движение запорного органа прекращается после упора его в привалочную поверхность седла люка.

Недостатком данного устройства является то, что поворотная система (узел) не может обеспечить большое силовое прижатие запорного органа по нормали к люку из-за возможности люфта в сопрягаемых поверхностях блока с втулкой и связанного с этим перекоса гаек с тягами, вызывающих отклонение результирующей составляющей (усилия, прилагаемого в запорному органу).

Недостатками являются большая металлоемкость блока совместно с направляющей и цилиндрическим поясом, отсутствие фиксирования клапана, шарнирно установленного на оси в вертикальном положении при подвижке, что может приводить к заклиниванию его в седле, а также наличие ручного привода, требующего приложения мускульного усилия.

Целью предложенного изобретения являются повышение надежности и автоматизация управления запорным устройством.

Для достижения указанной цели запорное устройство для аппаратов с боковой выгрузкой, содержащее корпус с седлом, соединенный с приводом и установленный вертикально ходовой винт с двумя равными по длине участками резьбы противоположного направления и одинакового угла подъема витков, запорный орган, размещенные на указанных участках резьбы винта и взаимодействующие с направляющей в корпусе, две гайки, каждая из которых соединена тягой с запорным органом, причем тяги соединены с гайками и запорным органом посредством шарниров, согласно изобретению оно снабжено конечными выключателями, взаимодействующими с одной из гаек, привод выполнен в виде электродвигателя с червячным редуктором, ходовой винт закреплен в подшипниковых опорах, запорный орган снабжен Г-образным кронштейном, вертикальное плечо которого закреплено на верхней части запорного органа, а в горизонтальном плече, обращенном в сторону противоположную седлу, выполнен паз, взаимодействующий с горизонтальным выступом, выполненным в корпусе, при этом шарнир, соединяющий запорный орган с тягами, снабжен дополнительным звеном, торец которого выполнен в виде полуцилиндра, контактирующего с цилиндрической поверхностью полости, выполненной в запорном органе со стороны, противоположной седлу, рабочие узлы и тяги снабжены защитным гофрированным рукавом в виде усеченного конуса, меньшее основание которого соединено с запорным органом, а большее - с внутренней стенкой корпуса.

Запорное устройство принципиально изображено на чертежах: на фиг. 1 - продольный разрез устройства; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 1; на фиг. 5 - вид I на фиг. 1.

Запорное устройство для аппаратов с боковой выгрузкой содержит корпус 1 с седлом 2, соединенный с приводом 3 и установленный вертикально ходовой винт 4 с двумя равными по длине участками резьбы 5, 6 противоположного направления и одинакового угла подъема витков, запорный орган 7. Размещенные на указанных участках резьбы 5, 6 винта и 4 взаимодействующие с направляющей 8 в корпусе 1, две гайки 9 и 10, каждая из которых соединена тягами 11 и 12 с запорным органом 7, причем тяги 11, 12 соединены с гайками 9, 10 и запорным органом 7 посредством шарниров 13 и 14.

Запорное устройство снабжено конечными выключателями 15, взаимодействующими с одной из гаек 9, 10. Привод 3 выполнен в виде электродвигателя 16 с червячным редуктором 17. Ходовой винт 4 закреплен в подшипниковых опорах 18, 19. Запорный орган 7 снабжен Г-образным кронштейном 20, вертикальное плечо 21 которого закреплено на верхней части запорного органа 7, а в горизонтальном плече 22, обращенном в сторону, противоположную седлу 2, выполнен паз 23, взаимодействующий с горизонтальным выступом 24, выполненным в корпусе 1.

Шарнир, соединяющий запорный орган с тягами 11, 12, снабжен дополнительным звеном 25, торец которого выполнен в виде полуцилиндра 26, контактирующего с цилиндрической поверхностью полости 27, выполненной в запорном органе 7 со стороны, противоположной седлу 2.

Рабочие узлы и тяги 11, 12 устройства обеспечены защитным гофрированным рукавом 28 в виде усеченного конуса, меньшее основание которого соединено с запорным органом 7, а большее - с внутренней стенкой корпуса 1. Корпус 1 обеспечен выгрузочным патрубком 29, а запорный орган - прокладкой 30.

Устройство работает следующим образом.

Для закрытия люка выгрузки запорным органом 7, находящимся в отведенном крайнем правом положении, подается сигнал на привод 3 и червячное колесо редуктора 17, жестко соединенное с ходовым винтом 4, передает ему крутящий момент в направлении по часовой стрелке.

При вращении ходового винта 4 сопрягающиеся с его резьбами противоположного направления 5, 6 гайки 9, 10, удерживаемые от проворачивания направляющей 8, поступательно перемещаются навстречу друг другу, приближаясь к горизонтальной оси симметрии запорного органа 7. При этом тяги 11, 12, связанные шарнирными соединениями 13, 14 с гайками 9, 10 и запорным органом 7, одновременно уменьшают свой угол наклона к горизонтали и запорный орган 7 совершает осевое перемещение влево в сторону выгрузочного люка аппарата.

Осевое перемещение запорного органа 7 прекращается после сжатия и упора его прокладки 30 в кольцевой выступ выгрузочного люка.

В период сжатия прокладки 30 винт 4 продолжает в коротком диапазоне времени свое вращение, еще более уменьшая угол между тягами 11, 12, сближая между собой гайки 9, 10 и обеспечивая тем самым усилие дополнительного прижатия (дожатия) запорного органа 7 к люку.

После этого подается сигнал на привод (например, с помощью токового реле) для остановки двигателя.

Самотормозящаяся многозаходная ходовая резьба 5, 6 винта 4 и гаек 9, 10 обеспечивает надежную фиксацию запорного органа 7 в прижатом положении.

В период открытия люка выгрузки подается управляющий сигнал на привод 3 и ходовой винт 4 начинает вращаться в направлении против часовой стрелки. Тяги 11, 12 увеличивают угол к горизонтали, а гайки 9, 10 поступательно перемещаются от горизонтальной оси симметрии запорного органа 7, удаляясь друг от друга и обеспечивая осевое перемещение запорного органа 7 в крайнее правое положение, по достижении которого происходит отключение двигателя привода 3 (например, с помощью конечного выключателя 15).

Предложенное техническое решение позволяет повысить надежность и автоматизировать управление запорным органом путем исключения поступательной подвижки ходового винта, который совершает только вращательное движение.

Эффективность дожатия запорного органа обеспечивается за счет небольшого уменьшения угла наклона тяг к горизонтали (уменьшая углы между тягами).

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР N 1464003, МКИ F 16 K 31/46, бюл. N 9, от 7.03.89 г.

2. Патент США N 3721424, кл. F 16 K 1/00, 1973 г.

3. Патент Франции N 1529818, кл. F 16 K 11/04, 1968 г. (прототип).