ЭЛЕКТРОПНЕВМАТИЧЕСКИЙ КРАН ДЛЯ ТРУБОПРОВОДОВ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 1997 года по МПК F16K31/12 F15B11/06 F15B11/15 

Изобретение относится к области узлов и деталей машин, в частности к кранам, и может быть использовано для перекрытия потока сыпучих материалов, например цемента, в трубопроводах, мучных продуктов и др.

Широко известны краны для перекрытия потока сыпучих материалов в трубопроводах. Для перекрытия потока сыпучих материалов в трубопроводах применяются цилиндрические, конические, шаровые краны, а также краны других конструкций.

Известен, например, шаровой кран по а.с. N 1031271, который в принципе может применяться для перекрытия потока сыпучих материалов транспортируемых в трубопроводе. Известный шаровой кран имеет проходной канал, поворотную шаровую пробку с цапфами, седло, механизм поворота и уплотнения.

Этот шаровой кран имеет ручной привод и не может использоваться в системах с автоматическим управление дозирования материала.

Известна пневматическая система управления для шарового крана по а. с. N 934125 кл. F 16 K 31/12. В этом устройстве, принятом за прототип, пневматическая система управления для шарового крана с подвижными седлами, содержит снабженное командной полостью перепускное клапанное устройство, пневматически связанное с силовыми пневмоцилиндрами управления запорной пробкой и седлами крана через золотниковые распределители с командными пневмоцилиндрами, и конечные выключатели приводов пробки и седел, а перепускное клапанное устройство снабжено двусторонним обратным клапаном.

Пневматическая система управления для шарового крана по а. с. N 934125 не удовлетворяет требованиям по точности при использовании в системах управления, например, дозирования сыпучих материалов, что является ее техническим недостатком.

Технической задачей изобретения является повышение точности и надежности управления потоком сыпучего материала, транспортируемого в трубопроводе.

Это достигается тем, что в электропневматическом кране для трубопроводов сыпучих материалов, содержащем установленный на трубопроводе корпус, в канале которого размещено подвижное седло с уплотнением и поворотная шаровая пробка с цапфами, а также пневмоцилиндр, шток которого кинематически связан поворотным рычагом с шаровой пробкой, а полости подключены к пневмомагистрали через пневматическое реле управления, корпус выполнен с кронштейном, на котором шарнирно установлен пневмоцилиндр, а поворотный рычаг выполнен в виде кривошипа, шарнирно соединенного со штоком пневмоцилиндра и жестко соединенного с одной из цапф поворотной шаровой пробки, которая выполнена с косым срезом, параллельным оси цапф и под углом к оси канала корпуса, а последний снабжен боковым продувочным патрубком, размещенным в зоне косого среза поворотной шаровой пробки и подключенным к пневмомагистрали.

Пневматический усилитель выполнен в виде трехпояскового золотника, торцевые полости которого сообщены с электропневматическим реле, а межпоясковые полости с полостями пневмоцилиндра.

Подвижное седло крана выполнено плавающим.

На фиг. 1 изображен общий вид электропневматического крана. На фиг. 2 изображен вид в плане электропневматического крана. На фиг.3 приведена принципиальная схема электропневматического крана.

Электропневматический кран для трубопроводов сыпучих материалов имеет корпус 1 в виде стакана с фланцами 2, с помощью которых корпус встроен в трубопровод 3. Внутри корпуса размещена шаровая пробка 5 с цапфами 6, установленными в подшипниках 7. К шаровой пробке 5 с помощью упругого элемента 8 и крыши 4 прижимается плавающее седло 9, обеспечивая герметичность крана. В цилиндрической части корпуса 1 имеется продувочный патрубок 10, к которому присоединен воздуховод для продувки крана. В нижней части корпуса имеется воронка 11, с конической поверхностью, обращенной к выходной части этого корпуса, что не позволяет скапливаться остаткам сыпучего материала при перерывах и остановках в работе. На одной из цапф 6 жестко установлен кривошип 13, который осью 12 шарнирно соединен со штоком 14 пневмоцилиндра 15 и преобразует поступательное движение штока во вращательное движение шаровой пробки. К корпусу 1 прикреплен кронштейн 16, который имеет палец 17. Пневмоцилиндр 15 имеет хвостовик 18 с отверстием для установки пальца 17. Такая установка позволяет пневмоцилиндру совершать качательное движение при повороте кривошипа.

На пневмоцилиндре 15 с помощью обоймы 19 закреплены фильтр 20, электропневматическое реле 21 и пневматический усилитель мощности 22. Фильтр 20 присоединен к воздушной магистрали 23. Электропневматическое реле 21 имеет электромагниты 24 и 25 с якорями-сердечниками 26 и 27, запорные шаровые клапаны 28 и 29, возвратные пружины 30 и 31, защитные крышки 32 и 33, направляющие шайбы 34 и 35. В якори-сердечники 26 и 27 запрессованы ограничительные упоры 36 и 37. В корпусе электропневматического реле имеются воздушные каналы а, б, в, соединенные с полостями корпуса пневматического усилителя мощности.

Пневматический усилитель мощности выполнен в виде трехпояскового золотника 38.

Золотник 38 удерживается в крайнем левом положении с помощью возвратной пружины 39. К корпусу пневмоцилиндра 15 прикреплен датчик 40 конечного положения штока 14 пневмоцилиндра.

Две полости, образованные золотником 38 пневматического усилителя мощности, соединены каналами "е" и "ж" с рабочими полостями пневмоцилиндра 15.

Электропневматический кран работает следующим образом.

В исходном положении кран находится в закрытом положении, при этом поршень пневмоцилиндра 15 находится в крайнем левом положении. Перевод крана в открытое положение, показанное штрих-пунктирными линиями, осуществляется следующим образом. От системы управления (на фигурах не показано) поступает электрический сигнал на катушку электромагнита 24. При этом образующееся магнитное поле втягивает якорь-сердечник 26, сжимая пружину 30.

Воздух от пневмомагистрали через фильтр 20 поступает в канал "а", отжимает шарик 28 до упора 36 и далее по каналу "б" поступает в полость "д". Золотник 38 перемещается вправо, сжимая возвратную пружину 39. При этом средний поршень перекрывает поступление воздуха из полости "а" в канал "ж" и воздух от магистрали поступает по каналу "е" в пневмоцилиндр 15. Поршень со штоком перемещается вправо, поворачивая кривошип 13 и жестко связанную с ним шаровую пробку, которая открывает канал для прохода сыпучего материала.

Для закрытия крана электромагнит 24 обесточивается. При этом якорь-сердечник 26 под действием пружины 30 перемещается вправо и упором 36 перемещает шарик 28, который закрывает канал "б".

Далее включается электромагнит 25, который перемещает якорь- сердечник 7, а шарик 29 под давлением воздуха перемещается до упора 37. В результате воздух из канала "а" по каналу "в" поступает в полость "г" и дополнительно к пружине 39 поджимает золотник 38. Воздух их канала "а" поступает в пневмоцилиндр 15 по каналу "ж", перемещая поршень в крайнее левое положение, при этом кривошип 13 поворачивается по часовой стрелке и шаровая пробка 5 надежно перекрывает трубопровод сыпучего материала.

Из полости электропневматического реле отработанный воздух выпускается в атмосферу через дренажные каналы "и", "к", а из пневматического усилителя 22
через дренажные каналы "л" и "м".

Использование: в области пневмогидроавтоматики. Сущность изобретения: в электропневматическом кране для трубопроводов сыпучих материалов, содержащем установленный на трубопроводе корпус, в канале которого размещено подвижное седло с уплотнением и поворотная шаровая пробка с цапфами, а также пневмоцилиндр, шток которого кинематически связан поворотным рычагом с шаровой пробкой, а полости подключены к пневмомагистрали через пневматический усилитель, имеющий электропневматическое реле управления, корпус выполнен с кронштейном, на котором шарнирно установлен пневмоцилиндр, а поворотный рычаг выполнен в виде кривошипа, шарнирно соединенного со штоком пневмоцилиндра и жестко соединенного с одной из цапф поворотной шаровой пробки, которая выполнена с косым срезом, параллельным оси цапфы и под угол к оси канала корпуса, а последний снабжен боковым продувочным патрубком, размещенным в зоне косого среза поворотной шаровой пробки и подключенным к пневмомагистрали. 2 з. п. ф-лы, 3 ил.

1. Электропневматический кран для трубопроводов сыпучих материалов, содержащий установленный на трубопроводе корпус, в канале которого размещено подвижное седло с уплотнением и поворотная шаровая пробка с цапфами, а также пневмоцилиндр, шток которого кинематически связан поворотным рычагом с шаровой пробкой, а полости подключены к пневмомагистрали через пневматический усилитель, имеющий электропневматическое реле управления, отличающийся тем, что корпус выполнен с кронштейном, на котором шарнирно установлен пневмоцилиндр, а поворотный рычаг выполнен в виде кривошипа, шарнирно соединенного со штоком пневмоцилиндра и жестко соединенного с одной из цапф поворотной шаровой пробки, которая выполнена с косым срезом, параллельным оси цапф, и под углом к оси канала корпуса, а последний снабжен боковым продувочным патрубком, размещенным в зоне косого среза поворотной шаровой пробки и подключенным к пневмомагистрали. 2. Кран по п.1, отличающийся тем, что пневматический усилитель выполнен в виде трехпояскового золотника, торцовые полости которого сообщены с электропневматическим реле, а межпоясковые полости с полостями пневмоцилиндра. 3. Кран по п.1, отличающийся тем, что подвижное седло выполнено плавающим.