УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫГРУЗКИ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ ИЗ АППАРАТА Российский патент 1997 года по МПК B01J3/02 

Изобретение относится к устройствам, работающим под давлением, и может быть использовано в аппаратах химической, пищевой и других отраслей промышленности.

Известно устройство для выгрузки сыпучих материалов из аппарата, содержащее корпус с разгрузочной горловиной, в которой шарнирно закреплен люк с упругой прокладкой [1]
Недостатком этого устройства является сложность открытия люка, которому препятствует находящийся в нем материал.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для выгрузки сыпучих материалов из аппарата, включающее корпус с разгрузочной горловиной, в которой шарнирно закреплен люк с упругой прокладкой, шарнирно соединенный с установленной в корпусе над ним решеткой [2]
Недостатком этой конструкции является ее низкая надежность, связанная с неплотным прилеганием люка из-за попадания выгружаемого материала в уплотнение между люком и горловиной корпуса, что приводит к негерметичности аппарата.

Задачей изобретения является повышение надежности.

Задача решается тем, что в устройстве для выгрузки сыпучих материалов из аппарата, включающем корпус с разгрузочной горловиной, в которой шарнирно закреплен люк с упругой прокладкой, шарнирно соединенный с установленной в корпусе над ним решеткой, согласно изобретению, поверхности сопряжения люка и горловины корпуса выполнены наклонными к оси корпуса, а упругая прокладка жестко закреплена на люке и выполнена клиновой, обращенной вершиной клина к оси корпуса и углом наклона к оси корпуса поверхности, сопрягаемой с горловиной, больше, чем у последней.

Такое исполнение устройства позволяет выдавить из-под сопрягаемых поверхностей горловины и прокладки налипший материал, исключить зависание неналипающего материала на поверхности горловины корпуса, сопрягаемой с люком, обеспечить плотное прилегание и самоуплотнение прокладки независимо от наличия мелких частиц материала на сопрягаемых поверхностях.

Предпочтительным вариантом воплощения изобретения предусмотрено выполнение прокладки с максимальной толщиной, определяемой по формуле

где h -текущее значение проекции максимальной толщины прокладки на плоскость, перпендикулярную оси поворота люка, м;
x -текущее значение расстояния от оси поворота люка до точки сопряжения прокладки с горловиной корпуса, м;
h₀ проекция максимальной толщины прокладки на плоскость, перпендикулярную оси поворота люка, на расстоянии X₀ от этой оси, м;
Δ зазор между люком и горловиной в закрытом состоянии на расстоянии X₀ от оси поворота люка, м;
X₀ -максимальное расстояние от оси поворота люка до проекции максимальной толщины прокладки на плоскость, перпендикулярную этой оси, м.

Такое выполнение прокладки гарантирует отсутствие ее смятия и коробления при закрытии люка за счет одновременного прилегания по всей поверхности сопряжения с горловиной корпуса.

На фиг. 1 показано устройство; на фиг. 2 узел 1 на фиг. 1.

Устройство для выгрузки сыпучих материалов из аппарата содержит корпус 1 с разгрузочной горловиной 2. В горловине 2 на шарнире 3 закреплен люк 4 с упругой прокладкой 5, который посредством рычага 6 и шарниров 7 и 8 соединен с решеткой 9, закрепленной в корпусе 1 выше люка 4 на оси 10. Сопрягаемые поверхности 11 и 12 люка 4 и горловины 2 корпуса 1 соответственно выполнены наклонными к оси корпуса 1 с углом наклона к горизонтали больше угла естественного откоса обрабатываемого в аппарате сыпучего материала. Прокладка 5, жестко закрепленная на люке 4, выполнена клиновой, вершиной клина обращенной к оси корпуса 1 и углом наклона к ней поверхности 13, сопрягаемой с поверхностью 12 горловины 2 больше, чем у последней, при этом в предпочтительном варианте максимальная толщина прокладки 5 рассчитана по формуле (1), полученной путем геометрических построений по основным параметрам устройства.

Устройство работает следующим образом.

Аппарат в рабочем состоянии находится под давлением и загружен сыпучим материалом, удерживаемым решеткой 9. Давление газообразного или жидкого агента на люк 4 и прокладку 5 обеспечивает их плотное прилегание к горловине 2 корпуса 1 и герметичность аппарата.

По окончании технологического процесса давление в аппарате сбрасывают, затем открывают люк 4, поворачивая его относительно оси 3. При этом рычаг 6, поворачиваясь на шарнирах 7 и 3 и поднимаясь с люком 4, поворачивает решетку 9 вокруг оси 10 и ссыпает с нее материал из полости корпуса 1 через горловину 2 в открытое люком 4 отверстие. Наклон поверхности 12 горловины 2 корпуса 1 исключает зависание на ней материала, так как он выбран больше угла естественного откоса материала, однако, если в результате механических повреждений или вследствие смачиваемости материала корпуса 1 жидким рабочим агентом произойдет налипание отдельных частиц или комков материала на поверхность 12, то эти частицы удаляются с поверхности 12 при закрытии люка 4 за счет постепенного поджатия прокладки 5 от периферии к центру поверхностью 11 к поверхности 12, которое достигается с соотношением углов наклона к оси корпуса 1 поверхностей 12 и 13. Невыдавленные при закрытии люка 4 частицы материала, оставшиеся между поверхностями 12 и 13, не влияют на герметичность аппарата, так как после закрытия люка и подачи среды под давлением в полость корпуса 1 клиновая форма прокладки обеспечивает их выдавливание за счет большей степени деформации по периферии, что приводит к движению частиц материала к центру, в зону меньшей деформации прокладки 5. Таким образом, осуществляется самоочищение уплотнительного элемента, которое также повышает надежность устройства. Кроме того, даже в случае нарушения сплошности прокладки 5 при открытии люка 4, трещина или разрыв прокладки 5 самогерметизируются за счет объемной деформации прокладки 5, работающей в условиях всестороннего сжатия, которое приводит к состыковке и уплотнению прокладки в месте разрыва.

При выполнении прокладки 5 в соответствии с предпочтительным вариантом, то есть с переменной по длине максимальной толщиной, рассчитанной по формуле (1), в момент закрытия люка происходит одновременное касание горловины 2 всем периметром прокладки 5, что исключает выдавливание прокладки 5 по направлению от шарнира 3 и ее смятие и дополнительно повышает надежность устройства за счет исключения возможности разгерметизации аппарата из-за выдавливания прокладки из уплотняемого соединения.

Таким образом, данное устройство по сравнению с прототипом обладает большей надежностью, что позволяет снизить вероятность самопроизвольной разгерметизации аппаратов, работающих под давлением. Это улучшает технику безопасности и экологическую обстановку, уменьшает потери рабочей среды.

Использование: в аппаратах химической, пищевой и других отраслей промышленности. Сущность изобретения: устройство содержит шарнирно установленный в разгрузочной горловине люк с клиновой прокладкой, шарнирно соединенный с решеткой, закрепленной на оси в корпусе выше люка, причем сопрягаемые поверхности люка и горловины корпуса выполнены наклонными к его оси под углом меньше, чем угол наклона поверхности прокладки, сопрягаемой с горловиной. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство для выгрузки сыпучих материалов из аппарата, включающее корпус с разгрузочной горловиной, в которой шарнирно закреплен люк с упругой прокладкой, шарнирно соединенный с установленной в корпусе над ним решеткой, отличающееся тем, что поверхности сопряжения люка и горловины корпуса выполнены наклонными к оси корпуса, а упругая прокладка жестко закреплена на люке и выполнена клиновой, обращенной вершиной клина к оси корпуса и углом наклона к ней поверхности, сопрягаемой с горловиной, большим, чем у последней. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что прокладка выполнена с максимальной толщиной, определяемой по формуле

где h текущее значение проекции максимальной толщины прокладки на плоскость, перпендикулярную оси поворота люка, м;
X текущее значение расстояния от оси поворота люка до точки сопряжения прокладки с горловиной корпуса, м;
h₀ проекция максимальной толщины прокладки на плоскость, перпендикулярную оси поворота люка, на расстоянии X₀ от этой оси, м;
Δ - зазор между люком и горловиной в закрытом состоянии на расстоянии X₀ от оси поворота люка, м;
X₀ минимальное расстояние от оси поворота люка до проекции максимальной толщины прокладки на плоскость, перпендикулярную этой оси, м.