ПРИВОД КЛАПАНА РАЗГРУЗОЧНОГО УСТРОЙСТВА ФИЛЬТРАЦИОННОГО ЧАНА Российский патент 1997 года по МПК F16K31/50 

Изобретение относится к средствам управления створчатыми (откидными) клапанами и используется в пивоваренном производстве в составе фильтрационного и заторно-фильтрационных чанов в устройствах, предназначенных для выгрузки дробины после фильтрации пивного сусла.

В качестве приводного механизма для управления створчатыми клапанами изобретение может быть использовано и в обычной трубопроводной арматуре.

Известен привод клапана, используемый в фильтрационном чане для управления клапаном при выгрузке дробины (см. Ф.Главачек, А.Лхотский. "Пивоварение". М. Пищевая промышленность. 1977 г. см. с. 173, начиная со строки 4 снизу, а также рис. 31 и рис.36).

У этого клапана в качестве силового привода служит червяк, сцепленный с червячным сектором, жестко соединенным с валом. К валу жестко крепится рычаг с шарнирно закрепленной на конце тарелью клапана.

Червяк соединен с валом, который выведен на верхнюю площадку и снабжен штурвалом для его управления.

Корпусом клапана служит воронка, установленная под отверстием клапана на дне фильтрационного чана, через которую выгружаемая дробина отводится в приемник.

Недостатком этого привода является размещение его внутри корпуса. В этом случае его детали коррозируют, соприкасаясь с выгружаемым материалом и, если они выполнены из обычной стали, выходят из строя, так как разбавленная водой дробина способствует коррозии металла.

Другим недостатком является весьма сложный технологический процесс изготовления червячного сектора и червяка в производстве, который требует применения большого количества дорогостоящего сплава (бронзы), например, для изготовления червячного сектора, имеющего, как правило, большой модуль.

Известен привод клапана, выпускаемый серийно и используемый в фильтрационных чанах типа ВФЧ и заторно-фильтрационных чанах типа ВЭЧ-1 для управления клапаном при выгрузке дробины (см. "Оборудование для пиво-безалкогольной промышленности". Отраслевой каталог. М. 1989 г. ЦНИИ "Румб 4"), который по назначению и по отличительным признакам весьма близко подходит к предлагаемому приводу и может служить в качестве прототипа.

В упомянутом отраслевом каталоге этот привод показан на стр. 24 (см. рис.1 разрез Б-Б) и на стр. 30 (см. рис.1 разрез А-А).

Положительным качеством этого привода является то, что он размещен вне корпуса клапана и его детали в процессе выгрузки дробины не соприкасаются с выгружаемым материалом. Аналогичными приводами снабжены и все фильтрационные чаны на пивзаводе А.О. "Бавария".

В этом приводе рычаг, с шарнирно закрепленной тарелью клапана, жестко прикреплен к приводному валу и размещен внутри корпуса (на рис.1 не показан).

Как и в первом варианте, этот привод состоит из червяка, сцепленного с червячным сектором, жестко соединенным с приводным валом, к которому в свою очередь жестко прикреплен рычаг с шарнирно закрепленной на конце тарелью клапана. Червяк соединен с валом, который выведен на верхнюю площадку и снабжен штурвалом для его управления.

Как и в первом случае, недостатком привода такой конструкции является сложный технологический процесс изготовления в производстве червячной передачи, который требует применения специального зуборезного оборудования и большого количества дорогостоящего сплава (бронзы) для изготовления венца червячного сектора.

Другим недостатком является то, что передача выполнена в открытом исполнении и червяк консольно установлен в другом корпусе и на разных основаниях относительно червячного сектора.

Такое исполнение снижает долговечность и надежность работы привода. Как показан опыт работы подобных приводов на пивзаводе А.О. "Бавария", из-за того, что передача выполнена не в одном корпусе и червяк, установленный консольно относительно червячного сектора, под воздействием радиальных усилий, возникающих в зацеплении, отжимается в сторону, при этом нарушается нормальное зацепление и поэтому происходит более интенсивный износ трущихся поверхностей червячного сектора и червяка.

Целью настоящего изобретения является создание привода клапана разгрузочного устройства для фильтрационного чана, который будет простым в изготовлении и надежным в работе.

Другой целью настоящего изобретения является создание такого привода разгрузочного устройства, в котором расход дорогостоящей бронзы сведен до минимума.

В основу настоящего изобретения была поставлена задача: разработать привод такой конструкции, которую можно изготовить на обычных металлорежущих станках без использования специального зуборезного оборудования и отливки из бронзы венца червячного сектора.

Эта задача решается тем, что привод клапана разгрузочного устройства фильтрационного чана, содержащий кинематически связанный с приводом приводной вал, к которому жестко присоединен рычаг с шарнирно закрепленной на конце тарелью, снабжен цилиндрическим корпусом, состоящим из трех частей со сквозным пазом в средней его части, грузовым винтом, расположенным внутри корпуса с возможностью вращения в шарикоподшипниках, установленных в крайних частях корпуса, и грузовой гайкой, выполненной в виде ползуна, размещенного на грузовом винте с возможностью возвратно-поступательного перемещения в средней части корпуса.

Грузовая гайка снабжена двумя проушинами, которые расположены в ее средней части с возможностью перемещения в сквозном пазу корпуса. В отверстиях проушин на оси шарнирно установлена серьга, соединенная с рычагом, который закреплен на противоположном конце приводного вала со стороны цилиндрического корпуса.

Каждая проушина на грузовой гайке выполнена съемной с элементом крепления ее к грузовой гайке, выполненном в виде полукольца, а средняя часть грузовой гайки выполнена цилиндрической, и на ней выполнена кольцевая проточка для размещения полуколец проушин.

При таком исполнении привода значительно упрощается конструкция и обеспечивается высокая надежность работы его узлов. Механизм становится компактным, и меньше расходуется дорогостоящего сплава (бронзы).

Другие преимущества настоящего изобретения будут рассмотрены ниже на конкретных примерах прилагаемых чертежей.

На фиг. 1 дан вертикальный вырез привода в положении, когда клапан закрыт; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 разрез Б-Б- на фиг.1.

Привод клапана рагрузочного устройства фильтрационного чана содержит приводной вал 1 (см. фиг.1 и 2), к которому жестко присоединен рычаг 2 с шарнирно закрепленной на конце тарелью 3 клапана.

Возможность кинематической связи приводного вала 1 с приводом обеспечивается с помощью другого рычага 4, который при помощи оси 5 шарнирно соединен с серьгой 6 и жестко на шпонке насажен на конец приводного вала 1.

Привод снабжен цилиндрическим корпусом, состоящим из трех частей 7, 8, 9 и имеющим сквозной паз на средней части 8.

Внутри цилиндрического корпуса размещен грузовой винт 10, который установлен в крайних частях 7, 9 корпуса с возможностью вращения в шарикоподшипниках: в верхней части 7 в радиальном шарикоподшипнике 11, в нижней части 9 в радиально-упорном шарикоподшипнике 12.

Грузовая гайка 13, выполненная в виде ползуна и соединенная с грузовым винтом 10, размещена с возможностью возвратно-поступательного перемещения в средней части 8 цилиндрического корпуса.

Для обеспечения возможности кинематической связи приводного вала 1 с приводом на грузовой гайке 13 выполнены две проушины 14, расположенные в ее средней части. В отверстия проушин на оси 15 (см. фиг. 3) шарнирно установлена упомянутая выше серьга 6, соединенная в свою очередь шарнирно с рычагом 4 приводного вала 1.

Каждая проушина 14 на грузовой гайке выполнена съемной с элементом крепления ее к грузовой гайке, выполненном в виде полукольца, а средняя часть грузовой гайки 13 выполнена цилиндрической и на ней выполнена кольцевая проточка для размещения полуколец проушин.

Привод клапана с помощью болтов 16 и гаек 17 крепится к плите 18. Последняя крепится к плите 19, на которой предусмотрено разгрузочное отверстие с седлом 20 для клапана. Для крепления привода к плите 18 на частях 7 и 8 цилиндра предусмотрены фланцы. Плита 19 крепится герметично с помощью шпилек 21 и гаек 22 к фланцу 23, приваренному к днищу 24 чана (на чертеже не показан).

В качестве опор для приводного вала 1 служат самоустанавливающие подшипники скольжения 25, 26 (см. фиг.2), один из которых жестко крепится к плите 18, а другой к плите 19.

К плите 19 с помощью болтов 27 и гаек 28 крепится корпус 29 разгрузочного устройства, выполненного в форме воронки и соединенного с приемником (на чертеже не показан).

Приводной вал 1 герметично соединен с корпусом 29 с помощью уплотняющего устройства 30.

Грузовой винт 10 жестко соединен с помощью муфты 31 с валом 32, снабженным штурвалом 33, который для удобства управления приводом выведен на верхнюю площадку.

Для предотвращения заклинивания (самоторможения) грузовой гайки 13 внутри цилиндра, длина L цилиндрической части и расстояние h от оси гайки до центра шарнирного соединения с серьгой 6 (см. фиг.1) подобраны таким образом, чтобы соблюдалось условие отсутствия заклинивания, выражаемое неравенством
,
где
f 0,2 коэффициент трения;
k 6,5 коэффициент запаса против заклинивания для цилиндрических направляющих.

Углы давления γ₁ и γ₂, которые образуются под действием сил, направленных под углом к направлению движения грузовой гайки 13 в ее крайних положениях, подобраны таким образом, чтобы γ₁<γ₂ и γ₂ не превышал 45^o, т.е. γ_2max≅45^°.

При таком исполнении обеспечивается высокая надежность и долговечность работы привода.

Работа привода происходит следующим образом. При выгрузке дробины из фильтрационного чана клапан открывают вращением штурвала 33 по часовой стрелке, при условии, что в винтовой паре нарезка правосторонняя. В этом случае грузовая гайка 13 перемещается в вертикальном направлении вверх и вместе с ней перемещается серьга 6, увлекая за собой рычаг 4, который поворачивает приводной вал 1 против часовой стрелки.

Рычаг 2, жестко соединенный с приводным валом 1, опускается вниз, и клапан открывается. На фиг.1 это положение показано штрих-пунктирными линиями.

Ось серьги 6 в шарнирном соединении грузовой гайки 13 направлена вверх и при силовом замыкании клапана с седлом серьга находится в выгодном положении, т.к. испытывает только растяжение.

При открытии клапана серьга 6 практически не испытывает нагрузок, потому что рычаг 2 с тарелью 3 до момента, когда они займут вертикальное положение, опускаются вниз под собственным весом.

Использование: в пивоваренном производстве в состав фильтрационного или заторно-фильтрационного чана, для управления створчатым (откидным) клапаном при выгрузке дробины из чана. Сущность изобретения: привод снабжен цилиндрическим корпусом, состоящим из трех частей со сквозным пазом в средней его части, грузовым винтом, расположенным внутри корпуса с возможностью вращения в шарикоподшипниках, установленных в крайних частях корпуса. Гайка грузового винта выполнена в виде ползуна, размещена с возможностью возвратно-поступательного перемещения в средней части корпуса и снабжена двумя проушинами, которые расположены в ее средней части с возможностью перемещения в сквозном пазу корпуса. Для кинематической связи в отверстиях проушин на оси шарнирно установлена серьга, соединенная с рычагом, соединенная с рычагом, который закреплен на противоположном конце приводного вала со стороны привода. Каждая проушина на грузовой гайке выполнена съемной с элементами крепления ее к грузовой гайке, выполненной в виде полукольца, а средняя часть грузовой гайки выполнена цилиндрической и на ней выполнена кольцевая проточка для размещения полуколец проушин. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Привод клапана разгрузочного устройства фильтрационного чана, содержащий кинематически связанный с приводом приводной вал, к которому жестко присоединен рычаг с шарнирно закрепленной на конце тарелью, отличающийся тем, что он снабжен цилиндрическим корпусом, состоящим из трех частей со сквозным пазом в средней его части, грузовым винтом, расположенным внутри корпуса с возможностью вращения в шарикоподшипниках, установленных в крайних частях корпуса, и грузовой гайкой, выполненной в виде ползуна, размещенного на грузовом винте с возможностью возвратно-поступательного перемещения в средней части корпуса, при этом грузовая гайка снабжена двумя проушинами, расположенными в ее средней части с возможностью перемещения в сквозном пазу средней части корпуса, а в отверстиях проушин на оси шарнирно установлена серьга, причем на противоположном конце приводного вала со стороны цилиндрического корпуса закреплен рычаг, с которым шарнирно связана серьга. 2. Привод по п.1, отличающийся тем, что каждая проушина на грузовой гайке выполнена съемной с элементом крепления ее к грузовой гайке, выполненном в виде полукольца, а средняя часть грузовой гайки выполнена цилиндрической и на ней выполнена кольцевая проточка для размещения полуколец проушин.