установка для смешения взрывопожароопасного состава

Формула изобретения

Установка для смешения взрывопожароопасного состава, содержащая вертикальный планетарный смеситель, чашу, установленную на тележке, выгрузочную головку и стыковочные фиксирующие элементы для стыковки чаши с выгрузочной головкой, отличающаяся тем, что стыковочные фиксирующие элементы содержат закрепленные на обечайке крышки выгрузочной головки направляющие втулки, в которых установлены подвижные штоки с клиновым скосом на конце, контактирующие при стыковке с клиновыми подкладками, установленными на нижней поверхности фланца чаши, снабженные возвратными пружинами и выполненные с вертикально расположенными отверстиями прямоугольного сечения, причем на одной из стенок отверстия, расположенной перпендикулярно оси подвижного штока, выполнен паз с входным скосом 15...20°, на противоположной ей стенке последовательно выполнены скосы под углом 7...10° и 30...35°, в отверстии подвижного штока расположен подвижный двусторонний клин, подвешенный шарнирно на штоке вертикально расположенного гидроцилиндра и выполненный с одной стороны с двумя клиновыми поверхностями под углом 7...10° и под углом 30...35°, контактирующими с соответствующими скосами стенки отверстия подвижного штока, а с другой стороны с клиновой поверхностью под углом 15...20°, контактирующей с соответствующим скосом паза в стенке отверстия подвижного штока, причем каждая направляющая втулка снабжена датчиками конечных положений подвижного штока.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области химического машиностроения и может быть применено для смешения взрывопожароопасных составов, в том числе порохов и взрывчатых веществ и последующего формования изделий из них.

Установка предназначена для смешения порошкообразных и жидковязких компонентов в чаше и транспортировки полученной массы к выгрузочной головке для принудительного вытеснения в изделие.

Известна смесительная установка по патенту РФ №2176229, содержащая вертикальный планетарный смеситель, сменные чаши с тележками, гидроподъемниками в позиции смешения и выгрузки, выгрузочную головку с вытеснительным поршнем и силовым гидроцилиндром, гидрокоммуникации приводов механизмов управления установкой.

Достоинствами известной установки являются:

- высокая безопасность технологического процесса за счет разделения фаз смешения и формования и применения чаш с тележками;

- максимальная степень вытеснения массы из чаши при формовании изделий, что сводит до минимума трудозатраты на ее чистку и повышает коэффициент использования материала;

- возможность ведения процесса в автоматическом, дистанционном и местном режимах управления.

Недостатками приведенной установки является то, что на фазе вытеснения массы чаша должна гидроподъемником подниматься вверх и соединяться с устройством для формования, что усложняет процесс стыковки ее с формуемым изделием, а наличие заглубленного гидроподъемника затрудняет его обслуживание.

Известна также установка для смешения и формования по патенту РФ №2206555, принятая авторами за прототип. В известной конструкции в выгрузочной головке гидроцилиндр выполнен телескопическим с возможностью горизонтального и осевого перемещения, причем вытеснительный поршень установлен на конце штока внутреннего гидроцилиндра; чаша подсоединяется к крышке выгрузочной головки с помощью стыковочных фиксирующих элементов, выполненных в виде гидроцилиндров, установленных радиально на крышке выгрузочной головки; штоки гидроцилиндров имеют клиновые скосы, взаимодействующие с фланцем чаши.

Такая конструкция обеспечивает быструю и точную стыковку чаши с выгрузочной головкой, исключает необходимость заглубленного гидроподъемника, а также упрощает стыковку чаши с формуемым изделием.

Однако и эта конструкция имеет следующие недостатки:

- радиальное расположение гидроцилиндров стыковочных фиксирующих элементов, число которых составляет 12...16 штук, значительно увеличивает габариты устройства и затрудняет обслуживание;

- тенденция повышения вязкости перерабатываемых составов и усложнение конструкции формуемых изделий привело к необходимости повышения давления формования за счет увеличения усилия гидроцилиндра вытеснительного поршня, что, в свою очередь, требует повышения усилия в гидроцилиндрах стыковочных фиксирующих элементов, что приводит к увеличению контактного давления между клиновыми элементами фиксирующих устройств и фланцем чаши. При этом на практике наблюдаются повышенный износ фланца чаши, а также случаи «закусывания» клинового конца штока гидроцилиндра.

Технической задачей предлагаемого изобретения является:

- уменьшение габаритов выгрузочной головки и упрощение ее обслуживания;

- обеспечение надежного раскрытия стыковочных элементов (исключение закусывания клинового конца штока);

- увеличение межремонтного цикла работы установки за счет исключения износа фланца чаши.

Указанный технический результат достигается тем, что стыковочные фиксирующие элементы выгрузочной головки содержат закрепленные на обечайке крышки выгрузочной головки направляющие втулки, в которых установлены подвижные штоки с клиновым скосом на конце, контактирующим при стыковке с клиновыми подкладками, установленными на нижней поверхности фланца чаши, снабженные возвратными пружинами и выполненные с вертикально расположенными отверстиями прямоугольного сечения, причем на одной из стенок отверстия, расположенной перпендикулярно оси подвижного штока, выполнен паз с входным скосом 15...20°, на противоположной ей стенке последовательно выполнены скосы под углом 7...10° и 30...35°, в отверстии подвижного штока расположен подвижный двусторонний клин, подвешенный шарнирно на штоке вертикально расположенного гидроцилиндра и выполненный с одной стороны с двумя клиновыми поверхностями под углом 7...10° и под углом 30...35°, контактирующими с соответствующими скосами стенки отверстия подвижного штока, а с другой стороны с клиновой поверхностью под углом 15...20°, контактирующей с соответствующим скосом паза в стенке отверстия подвижного штока, причем каждая направляющая втулка снабжена датчиками конечных положений подвижного штока.

Предлагаемая установка для смешения и формования изображена на фиг.1. Установка состоит из вертикального смесителя 1 с приводом 2, чаши 3, установленной на тележке 4, выгрузочной головки 5 со стыковочными фиксирующими элементами 6.

Выгрузочная головка изображена на фиг.2 и состоит из телескопического гидроцилиндра 7, закрепленного на неподвижной раме 8. Внутренний гидроцилиндр 9 является одновременно штоком гидроцилиндра 7. На штоке гидроцилиндра 9 закреплен вытеснительный поршень 10. Стыковочные фиксирующие элементы снабжены гидроприводами в виде вертикально расположенных гидроцилиндров 11 и закреплены на крышке 12 выгрузочной головки, подвешенной к корпусу внутреннего гидроцилиндра 9. Чаша 3 изображена состыкованной с выгрузочной головкой. Чаша снабжена сливным затвором 13 и установлена на тележке 4.

Стыковочный фиксирующий элемент изображен на фиг.3 в расстыкованном состоянии чаши с крышкой 12 выгрузочной головки. В него входит направляющая втулка 14, внутри которой установлен подвижный шток 15 с клиновым скосом на конце. Подвижный шток снабжен возвратной пружиной 16 и имеет вертикально расположенное отверстие прямоугольного сечения. На штоке 17 вертикально расположенного гидроцилиндра 11 (фиг.2) подвешен шарнирно двусторонний клин 18 (фиг.3). При этом одна сторона клина имеет две клиновые поверхности - одна с углом ₁=7...10°, другая с углом ₂=30...35°, контактирующие при работе с соответствующими скосами отверстия прямоугольного сечения подвижного штока. Другая сторона клина имеет направляющую клиновую поверхность с углом ₃=15...20° и контактирующую при работе с соответствующим скосом паза в другой стенке отверстия прямоугольного сечения подвижного штока. Конечные положения подвижного штока контролируются датчиками 19, установленными на направляющей втулке.

На фиг.4 стыковочный фиксирующий элемент изображен в положении, когда чаша пристыкована к крышке выгрузочной головки. При этом подвижный шток выдвинут, клиновой скос его поджимается к фланцу чаши через клиновую прокладку 20.

Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.

Порошкообразные и жидковязкие компоненты, загруженные в чашу 3 (фиг.1), перемешиваются вертикальным смесителем 1. Чаша с готовой массой на тележке 4 перемещается к выгрузочной головке 5 и устанавливается под телескопическим гидроцилиндром 7 (фиг.2) соосно с ним. Внутренний гидроцилиндр 9 при этом находится в крайнем верхнем положении; шток его с вытеснительным поршнем 10 на конце втянут внутрь. Далее корпус внутреннего гидроцилиндра 9 с крышкой 12 выгрузочного устройства опускается вниз, и крышка устанавливается на чашу 4. При этом положение стыковочного фиксирующего элемента изображено на фиг.3. Двусторонний клин 18, шарнирно подвешенный на штоке 17 гидроцилиндра 11 (фиг.2), опущен вниз; подвижный шток 15 (фиг.3), установленный в направляющей втулке 14, закрепленной на крышке 12 выгрузочной головки, под действием возвратной пружины 16 утоплен в направляющей втулке. Далее с помощью стыковочных фиксирующих элементов производится поджатие и фиксация фланца чаши к крышке выгрузочной головки. Для этого поднимается двусторонний подвижный клин 18, шарнирно закрепленный на штоке 17 гидроцилиндра 11 (фиг.2). При этом скос клина под углом ₂ воздействует на соответствующий скос в стенке отверстия подвижного штока, обеспечивая выход подвижного штока к фланцу чаши. Угол ₂=30...35° является оптимальным, т.к. обеспечивает быстрое продвижение, преодолевая только сопротивление пружины 16. Дальнейшее увеличение угла нецелесообразно из-за увеличения в зоне контакта вектора сил, перпендикулярного направлению движения. Клиновой скос подвижного штока подходит к фланцу чаши, и дальнейшее продвижение его обеспечивается контактом угла ₁ двустороннего подвижного клина 18 с соответствующей поверхностью в стенке отверстия подвижного штока при контакте противоположной стороны клина 18 с вертикальной стенкой отверстия подвижного штока. Шарнирная подвеска двустороннего клина обеспечивает его самоустановку в отверстии прямоугольного сечения подвижного штока. Угол ₁=7...10° обеспечивает усиленное поджатие клинового скоса подвижного штока к фланцу чаши. При этом уменьшение угла приводит к увеличению хода двустороннего клина, т.е. к увеличению габаритов устройства и увеличению усилия для операции отжатия подвижного штока. Клиновые скосы подвижных штоков поджимаются к фланцу чаши через клиновые подкладки 20 (фиг.4). Такая конструкция позволяет исключить износ фланца чаши в местах контакта и путем подбора материала обеспечить их высокую износостойкость, а при необходимости обеспечить быструю замену.

Для расстыковки чаши с крышкой выгрузочной головки двусторонний клин 18 (фиг.3) штоком 17 гидроцилиндра опускается вниз и клиновой поверхностью ₃ начинает воздействовать на соответствующий входной скос отверстия штока, производя отрыв конца штока от подкладки 20 (фиг.4). Дальнейшее продвижение подвижного штока обеспечивается возвратной пружиной.

Угол клиновой поверхности ₃=15...20° подобран исходя из обеспечения необходимого усилия отрыва и оптимальной длины хода двустороннего клина.

Конечные положения подвижного штока могут дистанционно контролироваться датчиками конечных положений 19 (фиг.3).

Элементы конструкции испытаны с положительными результатами в опытном производстве ФГУП «НИИПМ».