МЕХАНИЗМ ЗАКРЫВАНИЯ КРЫШКИ АВТОКЛАВА Российский патент 1997 года по МПК F16J13/16 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в установках для баротермической обработки изделий из композиционных и эластомерных материалов, вулканизации шин, в частности для механического закрывания крышки автоклава, вулканизационных котлов, форматоров-вулканизаторов шин, горловин герметичных резервуаров и сосудов, работающих под давлением.

Известен механизм закрывания крышки емкости, содержащий шарнирно закрепленный на поворотной крышке двуплечий рычаг, шарнирно связанный с гидроцилиндром и тягой [1]
Механизм имеет недостатки по точности закрывания крышки и ограничению по грузоподъемности, его использование возможно только для закрывания относительно небольших горловин резервуаров, для использования в автоклавах требуется иная компоновка узлов.

Наиболее близким по технической сущности, выбранный в качестве прототипа, является механизм закрывания крышки автоклава, работающего под высоким давлением, содержащий шарнирно закрепленную осью поворота на несущей стойке траверсу с шарнирной подвеской и цилиндро-штоковый привод [2]
Указанный механизм также обладает аналогичными недостатками, не может обеспечить повышенную точность закрывания крышки из-за влияния тепловых и нагрузочных деформаций, что уменьшает надежность при использовании его в автоклавах большой массы.

Задача изобретения создание механизма закрывания крышки автоклава большой массы с уменьшенным влиянием тепловых и нагрузочных деформаций, повышенной точности и надежности.

Указанная задача достигается тем, что механизм закрывания крышки автоклава содержит шарнирно закрепленную осью поворота на несущей опоре траверсу с шарнирной подвеской и цилиндро-штоковый привод, его несущая опора снабжена двумя парами вертикальных направляющих, на одной из которых со стороны корпуса автоклава установлен охватывающий ее, выполненный с возможностью перемещения по ней, бугель, закрепленный на корпусе автоклава, а в других боковых ползуны, шарнирно соединенные со штоком и штангой с траверсой, причем привод выполнен в виде пары гидроцилиндров и одной штанги или одного гидроцилиндра и одной или двух штанг с шарнирным закреплением проушин гидроцилиндров на общей оси поворота траверсы, а несущая опора выполнена в виде отдельной стойки.

Отличительными особенностями механизма закрывания крышки автоклава являются снабжение его несущей опоры двумя парами вертикальных направляющих, на одной из которых со стороны корпуса автоклава установлен охватывающий ее, выполненный с возможностью перемещения по ней бугель, закрепленный на корпусе автоклава, а в других боковых ползуны, шарнирно соединенные со штоком штангой с траверсой, причем привод выполнен в виде пары симметрично расположенных гидроцилиндров и одной штанги или одного гидроцилиндра и одной или двух симметрично расположенных штанг с шарнирным закреплением проушин гидроцилиндров на общей оси поворота траверсы, а несущая опора выполнена в виде отдельной стойки.

Указанные отличительные особенности являются существенными признаками, так как каждый из них направлен на достижение нового эффекта в соответствии с поставленной целью изобретения.

Указанные отличия являются новыми существенными признаками, поскольку характеризует предложенное техническое решение соответствующим критерию "новизна".

Единая совокупность общих известных существенных признаков направлена на создание механизма закрывания крышки автоклава большой массы и обеспечение достижения нового положительного эффекта, является результатом научно-исследовательской работы, не следует из известного уровня техники, что позволяет характеризовать предлагаемое техническое решение соответствующим критерию "изобретательский уровень".

На фиг.1 представлен общий вид автоклавной установки с механизмом закрывания крышки автоклава, на фиг. 2 вид сзади по стрелке А (вариант I), на фиг. 3 вид сверху по стрелке Б, на фиг. 4 сечение по А-А, на фиг. 5 сечение по Б-Б; на фиг. 6 вид сзади по стрелке А (вариант II).

Механизм закрывания крышки автоклава содержит несущую опору 1, жестко крепящуюся к плите-основанию 2, к которой также крепится корпус 3 автоклава.

В верхней части несущей опоры 1 (фиг. 1 и 5) соосно установлены центральная ось 4 и две полуоси 5. Целесообразность такой конструкции осей обусловлены необходимостью создания условий, облегчающих на месте монтаж деталей автоклавной установки, обладающих большой массой.

На полуосях 5 на шариковых подшипниках 6 смонтирована траверса 7, к которой (см. фиг. 3) шарнирно посредством осей 8 и 9 и проушин 10 и 11 подвешивается крышка 12 автоклава.

Несущая опора 1 снабжена двумя парами вертикальных направляющих 13 и 14 (фиг. 4), образованных соответственно в боковых снабженных ребрами жесткости стойках 15 и на прямоугольной вертикальной фланцевой плите 16, являющихся силовыми конструктивными элементами, обеспечивающими жесткость ее конструкции в целом. Между направляющими 13 перемещаются возвратно-поступательно два шарнирно насаженных на концах оси 17 ползуна 18 (фиг. 5), между которыми расположены также шарнирно связанные проушины 19, принадлежащие штокам 20 гидроцилиндров 21, и ступица 22 тяги 23 (фиг. 5 и 1), скрепленной осью 24 с траверсой 7. Гидроцилиндры 21 своими проушинами 25 со стороны поршневой полости 26 шарнирно закреплены на центральной оси 4.

По вертикальным направляющим 14, предусмотренным на фланцевой плите 16 несущей опоры 1 (фиг. 4), могут перемещаться своими привалочными поверхностями вследствие теплового удлинения от температурного воздействия технологического процесса, проводимого в автоклаве, бугель в виде параллельно приваренных к корпусу 3 через накладные листы 27 продольных ребер 28, служащих также для обеспечения точности совместного взаиморасположения корпуса 3 и самой несущей опоры 1 (фиг. 1).

На крышке 12 автоклава смонтирован привод 29 крыльчатки 30 (фиг. 1), обеспечивающей интенсификацию процесса теплообмена и снижения температурного градиента по рабочему пространству автоклава.

Крышка 12 закрывается посредством поворота бейонетного кольца 31 (фиг. 3), установленного на корпусе автоклава 3 (фиг. 1) и снабженного по внутреннему диаметру зубчатыми выступами 32, располагающимися соответственно в закрытом положении над зубчатыми выступами 33 по внешнему диаметру крышки 12. Позицией 34 условно показан уплотнительный элемент между крышкой 12 и фланцем корпуса 3 автоклава.

Работа механизма закрывания крышки 13 заключается в следующем.

В поршневую полость 26 (фиг. 5) гидроцилиндров 21 подается рабочая жидкость под давлением, под действием которой поршни 35 и связанные с ними штоки 20 перемещаются вниз, передавая усилие через ось 17 и тягу 23 на ось 24 траверсы 7 (фиг. 5 и 1), вызывая поворот последней в направлении по часовой стрелке вокруг полуосей 5. Траверса 7 поднимает крышку 12 и переводит ее торцовой плоскостью из горизонтального положения в вертикальное, создавая тем самым условия для доступа и извлечения обрабатываемого изделия из автоклава.

После загрузки автоклава все действия механизма закрывания крышки 12 осуществляются в обратной последовательности. Для этого рабочая жидкость подается под давлением в гидроцилиндры 21 со стороны штоковой полости 36 (фиг. 5), под ее действием штоки 20 поднимаются вверх и через ось 17 воздействуют на тягу 23, и поворачивают траверсу 7 в направлении против часовой стрелки, переводя крышку 12 из вертикального положения в горизонтальное. Затем поворот байонетного кольца 31 обеспечивает ее плотное прилегание через уплотнительный элемент 34 к фланцу корпуса 3 автоклава.

Как вариант II на фиг. 6 показан механизм открывания крышки автоклава с одним гидроцилиндром в качестве привода. Проушина 37 штока гидроцилиндра 38 располагается на общей оси между двумя ступицами 39, принадлежащим соответственно двум, снабженным ребрами жесткости, штангам 40, которые будучи связаны общей ступицей 41 в единое целое, образуют тягу 42, обеспечивающую поворот траверсы 7 о воздействия подаваемой в гидроцилиндр 38 рабочей жидкости. Реактивные нагрузки, возникающие от цилиндро-штокового привода, воспринимаются несущей опорой 1 и на корпус 3 не передаются.

Новый положительный эффект от использования механизма закрывания крышки автоклава состоит в уменьшении влияния тепловых и нагрузочных деформаций, повышении точности и надежности, чего не достигается в известных решениях. Таким образом, всесторонний анализ предлагаемого технического решения позволяет заключить о соответствии его и критерию "Промышленная применимость", т.е. уровню изобретения, с его использованием произведена разработка рабочего проекта для промышленного применения, целесообразна охрана исключительных прав патентом.

Использование: в области машиностроения в установках для баротермической обработки изделий. Сущность: несущая опора механизма закрывания крышки автоклава снабжена двумя парами вертикальных направляющих, на одной из которых со стороны корпуса автоклава установлен охватывающий ее, выполненный с возможностью перемещения по ним, бугель, закрепленный на корпусе автоклава, а в других боковых - ползуны, шарнирно соединенные со штоком и штангой с траверсой, причем привод выполнен в виде пары гидроцилиндров и одной штанги или одного гидроцилиндра и одной или двух штанг с шарнирным закреплением проушин гидроцилиндров на общей оси поворота траверсы, а несущая опора выполнена в виде отдельной стойки. 6 ил.

Механизм закрывания крышки автоклава, содержащий шарнирно закрепленную осью поворота на несущей опоре траверсу с шарнирной подвеской и цилиндроштоковый привод, отличающийся тем, что его несущая опора снабжена двумя парами вертикальных направляющих, на одной из которых со стороны корпуса автоклава установлен охватывающий ее, выполненный с возможностью перемещения по ним бугель, закрепленный на корпусе автоклава, а в других боковых - ползуны, шарнирно соединенные со штоком и штангой с траверсой, причем привод выполнен в виде пары гидроцилиндров и одной штанги или одного гидроцилиндра и одной или двух штанг с шарнирным закреплением проушин гидроцилиндров на общей оси поворота траверсы, а несущая опора выполнена в виде отдельной стойки.