БАЙОНЕТНЫЙ ЗАТВОР Российский патент 1997 года по МПК F16J13/12 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в качестве быстродействующего затвора съемных крышек сосудов и аппаратов, например, реакторов установок замедленного коксования (УЗК).

Известен байонетный затвор, содержащий крышку с фланцем и уплотнитель между ними, охваченные байонетным кольцом, а также привод, выполненный, например, в виде силового цилиндра со штоком для поворота крышки затвора относительно байонетного кольца [1]
Недостатком этой конструкции является повышенный износ уплотнителя вследствие трения об него крышки и/или фланца люка.

Кроме того, в условиях работы реакторов УЗК требуется приложение значительного усилия для поворота крышки из-за того, что к ее внутренней поверхности прикипает образующийся в реакторе нефтяной кокс в момент открывания затвора.

Кроме того, требуется повышенная точность изготовления сопряженных поверхностей деталей затвора для обеспечения требуемой герметичности.

Известен также байонетный затвор, содержащий крышку и зубчатый фланец с уплотнителем между ними, охваченные байонетным кольцом со скошенными зубьями, а также механизм поворота в виде силового цилиндра со штоком [2]
В данном байонетном затворе уплотнитель нагружают перемещением крышки только в осевом направлении за счет поворота байонетного кольца.

Недостатками этого байонетного затвора являются недостаточная надежность поджатия уплотнителя крышкой, а также необходимость значительных усилий для поворота кольца из-за сил трения скольжения, возникающих при контактировании друг с другом зубьев фланца и байонетного кольца.

Изобретение направлено на повышение надежности работы затвора путем снижения сил трения между зубьями затвора и уменьшение усилий, затрачиваемых на работу затвора.

Указанная задача достигается тем, что в байонетном затворе, содержащем крышку и зубчатый фланец с уплотнителем между ними, охваченные байонетным зубчатым кольцом, нижняя часть которого имеет скошенные зубья, а верхняя - пазы для входа зубьев фланца, и привод, между крышкой и байонетным кольцом установлено приводное кольцо с роликами над и под ним. Целесообразно на приводном кольце со стороны крышки выполнить скошенные зубья с направлением подъема, противоположным направлению подъема зубьев байонетного кольца.

Такое конструктивное решение описываемого затвора позволит снизить усилие, затрачиваемое на работу затвора за счет замены трения скольжения на трение качения. При этом при одинаковом усилии штока силового цилиндра на байонетное и приводное кольцо в предлагаемом затворе на уплотнитель воздействует значительно большая осевая нагрузка, так как подводимая энергия не расходуется на образование тепла, как в парах трения затвора по прототипу.

На фиг. 1 изображен предлагаемый байонетный затвор (общий вид, совмещенный с разрезом по А-А); на фиг. 2 поперечное сечение на фиг. 1; на фиг. 3 сечение в сопряжении зубьев байонетного кольца и приводного кольца с роликами.

Байонетный затвор содержит зубчатый фланец 1 с крышкой 2 и уплотнитель 3 между ними, которые охватывает байонетное кольцо 4. Сопряженная с зубчатым фланцем 1 верхняя часть байонетного кольца 4 выполнена гладкой, а нижняя часть имеет скошенные зубья 5. Между крышкой 2 и скошенными зубьями 5 байонетного кольца 4 расположено приводное кольцо 6, верхняя часть которого снабжена скошенными зубьями 7. Над приводным кольцом 6, а также под ним размещены ролики 8 и 9, укрепленные подвижно при помощи сепаратора 10. Поворот приводного кольца 6 осуществляют при помощи механизма, например, гидропривода, выполненного в виде силового цилиндра 11 со штоком 12. Зубья 7 приводного кольца 6 имеют направления подъема в сторону противоположную направлению подъема зубьев 5 байонетного кольца 4. К нижней части приводного кольца 6 прикреплены ограничители 13 опускания байонетного кольца при разгерметизации затвора. Зубья 5 и 7 снабжены ограничителями 14 и 15 перемещения роликов 8 и 9. На верхней части байонетного кольца 4 выполнены пазы 16 для совмещения их с зубьями фланца 1.

Байонетный затвор работает следующим образом.

При включении гидропривода шток 12 выдвигается из силового цилиндра 11 и поворачивает приводное кольцо 6 вокруг своей оси. При этом ролики 8 и 9 движутся по скосам зубьев 5 и 7 байонетного и приводного колец 4 и 6, поворачиваясь вокруг своих осей, сближая при этом крышку 2 и фланец 1 и нагружая уплотнитель 3. При обратном ходе штока 12 силового цилиндра 11 приводное кольцо 6 поворачивается вокруг оси затвора. При этом ролики 8 и 9 движутся по скосам зубьев 5 и 7 байонетного и приводного колец 4 и 6 в обратном направлении. При этом происходит разгерметизация затвора. После того как ролики 8 и 9 упрутся в ограничители 14 и 15 на байонетном кольце 4 и приводном кольце 6, байонетное кольцо начинает поворачиваться вместе с приводным кольцом 6. При совмещении зубьев фланца 1 с пазами 16 байонетного кольца поворот диска 6 прекращают и крышку 2 отводят с кольцами 4 и 6 от фланца 1 байонетного затвора.

Замена сил трения скольжения между зубьями затвора на силы трения качения посредством применения роликов, смонтированных подвижно над и под приводным кольцом, позволит на порядок снизить мощность привода. При этом на контактирующих поверхностях выделяется значительно меньше тепла, что снижает вероятность возникновения условий для образования задиров на зубьях затвора и, следовательно, способствует повышению надежности байонетного затвора.

Использование: в машиностроении. Сущность: байонетный затвор содержит крышку с зубчатым фланцем, уплотнитель и байонетное кольцо, а между крышкой и байонетным кольцом установлено приводное кольцо с роликами над и под ним. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Байонетный затвор, содержащий крышку с зубчатым фланцем и уплотнителем между ними, охваченные байонетным кольцом, нижняя часть которого имеет скошенные зубья, а верхняя пазы для входа зубьев фланца и привод, отличающийся тем, что между крышкой и байонетным кольцом установлено приводное кольцо с роликами над и под ним. 2. Затвор по п. 1, отличающийся тем, что приводное кольцо со стороны крышки имеет скошенные зубья с направлением подъема, противоположным направлению подъема зубьев байонетного кольца.