УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТЕЙНЕРНОГО ШЛЮЗОВАНИЯ РАЗНООБРАЗНЫХ ВЕЩЕСТВ В ЗОНЫ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2003 года по МПК B01J3/03 B01J3/02 

Изобретение относится к технике и технологии высокого давления в энергетике, в процессах и аппаратах химической технологии, а также в машиностроении, в сельском хозяйстве и в других областях.

Известно устройство для контейнерного шлюзования изделий в технологические зоны высокого давления, включающее приемную камеру с платформой, контейнер для транспортирующего вещества, переходную камеру, корпус промежуточной переходной зоны, герметизирующие элементы и систему подачи газа в переходную камеру и его выпуска из нее (RU 2133521, М.кл. Н 01 L 21/3065, 20.07.1999).

Известное устройство позволяет обеспечить шлюзование только конкретных изделий, в частности полупроводниковых.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей шлюзования.

Технический результат достигается:
- возможностью шлюзования любых веществ (в жидком и/или твердом состоянии);
- обеспечением возможности шлюзования принципиально неограниченного объема единовременно транспортируемых веществ;
- высокой экологической защищенностью процессов шлюзования разнообразных веществ, в том числе токсичных.

Устройство для контейнерного шлюзования веществ в технологические зоны высокого давления, включающее приемную камеру с платформой - контейнер для транспортирующего вещества, переходную камеру, корпус промежуточной переходной зоны, герметизирующие элементы и систему подачи газа в переходную камеру и его выпуска из нее, отличающееся тем, что оно снабжено телескопическими силовыми приводами нижней и верхней зон шлюза, нижним подвижным стаканом, связанным с силовым приводом нижней зоны шлюза, приводом штока захвата переходной камеры, толкателями возврата контейнера из зоны приемной камеры, при этом силовые приводы нижней и верхней зон шлюза, а также корпус промежуточной зоны и внешний корпус зоны высокого давления расположены на общей вертикальной оси, причем переходная камера выполнена подвижной и связана с силовым приводом верхней зоны шлюза.

Устройство отличается тем, что герметизирующие элементы с использованием системы гидродинамического и/или магнитогидродинамического уплотнения выполнены в виде цилиндрической вставки, снабженной верхним кольцевым коллектором, каналами лабиринтной уплотнительной зоны и нижним сборным коллектором, обеспечивающим сбор протечек уплотнительной жидкости для ее возврата в верхний кольцевом коллектор с созданием рециркуляции.

Устройство для контейнерного шлюзования веществ в технологические зоны высокого давления, включающее приемную камеру с платформой, контейнер для транспортирующего вещества, переходную камеру, корпус промежуточной переходной зоны, герметизирующие элементы и систему подачи газа в переходную камеру и его выпуска из нее, отличающееся тем, что оно снабжено телескопическими силовыми приводами нижней и верхней зон шлюза, нижним подвижным стаканом, связанным с силовым приводом нижней зоны шлюза, приводом штока захвата переходной камеры, толкателями возврата контейнера из зоны приемной камеры, а также корпусом зоны перемещения контейнера, приводом толкателя контейнера в зоне высокого давления и выходом из шлюза, при этом силовые приводы нижней и верхней зон шлюза, а также корпус промежуточной зоны и внешний корпус зоны высокого давления расположены на общей вертикальной оси, причем переходная камера выполнена подвижной и связана с силовым приводом верхней зоны шлюза.

Устройство поясняется следующими чертежами:
Фиг. 1 изображает устройство шлюзования в его исходном положении приема контейнера с транспортируемым веществом;
Фиг.2 - то же, в предстартовом положении;
Фиг.3 - то же, в положении введения контейнера в промежуточную зону шлюза (1-ый такт);
Фиг. 4 - то же, в положении введения контейнера в зону высокого давления (2-ой такт);
Фиг.5 - то же, в положении выгрузки контейнера (3-ий такт):
Фиг. 6 - то же, в положении вывода контейнера из зоны высокого давления (4-ый такт);
Фиг. 7 - то же, во втором конструктивном варианте зоны вывода контейнера из шлюза без разгрузки;
Фиг. 8 - то же, в положении вывода контейнера из технологической зоны по второму варианту конструкции;
Фиг.9 - то же, сечение по А-А на фиг.1;
Фиг. 10 - то же, место Б (увеличено) на фиг.3 - фрагмент зоны капиллярного уплотнения во вставке 14.

Устройство содержит следующие основные элементы и узлы: 1 - контейнер с транспортируемым веществом; 2 - платформа приемной камеры; 3 - стартовое положение контейнера в приемной камере; 4 - силовой корпус нижней зоны; 5 - ребра жесткости силового корпуса 4; 6 - корпус привода толкателя контейнера; 7 - платформа нижнего подвижного стакана; 8 - нижний подвижной стакан; 9 - гидравлический привод телескопического типа; 10 - подвижные телескопические звенья гидравлического привода (фиг.3); 11 - толкатель нижнего телескопического гидропривода; 12 - корпус промежуточной зоны (фиг.1-3); 13 - ребра жесткости корпуса 12 промежуточной переходной зоны; 14 - цилиндрическая вставка системы гидродинамического и/или магнитогидродинамического уплотнения; 15 - нижний кольцевой коллектор системы уплотнения (фиг.2, 4); 16 - каналы лабиринтного уплотнения; 17 - подвижная переходная камера верхней зоны (фиг.2, 3); 18 - силовой корпус зоны высокого давления (фиг.2); 19 - коллектор связи с технологичной зоной (фиг.2, 4); 20 - кольцевой коллектор системы уплотнения (фиг. 2, 4); 21 - упорная часть подвижной переходной камеры (фиг.2, 4); 22 - узел захвата переходной камеры; 23 - подвижный шток захвата подвижного стакана 8; 24 - привод подвижного штока 23; 25 - корпус верхней зоны высокого давления (фиг.1, 2); 26 - цилиндрическая часть контейнера (фиг.5); 27 - узлы захвата цилиндрической части контейнера (фиг.5); 28 - направление подачи транспортируемого вещества в технологическую зону; 29 - направление удаления вещества из контейнера; 30 - вытеснитель (фиг.6); 31 - корпус зоны перемещения контейнера (фиг.7); 32 - привод толкателя контейнера; 33 - толкатель контейнера в зоне высокого давления; 34 - конечное положение толкателя 33 (фиг.7); 35 - контейнер в зоне выхода из шлюза (фиг.7); 36 - направление подачи контейнера в технологическую зону (фиг.7); 37 - толкатель контейнера в исходном положении (фиг.8); 38 - подвижное защитное ограждение (фиг.7, 8); 39 - контейнер в положении выхода из зоны высокого давления (фиг.8); 40 - подвижные телескопические звенья гидропривода толкателя; 41 - направление вывода контейнера из технологической зоны (фиг.8); 42 - днище контейнера (фиг.5, 6).

Работа устройства заключается в следующем.

Контейнер 1 с транспортируемым веществом помещается на платформу 2 приемной камеры шлюза и затем подается в предстартовое положение 3 на платформу 7 нижнего подвижного стакана 8 (фиг.2) устройства шлюзования. Гидравлическим приводом 9 контейнер 1 с транспортируемым веществом поднимается в промежуточную зону шлюза - внутрь подвижной переходной камеры 17 до упора в ее нижнюю кромку платформы 7 с образованием контактного уплотнения. Тем самым осуществляется условный первый такт (фиг.3).

В дальнейшем с помощью привода 9 нижний подвижный стакан 8 с установленным на его платформе 7 контейнером 1 перемещается в крайнее верхнее положение, соответственно поднимая подвижную переходную камеру 17 верхней зоны высокого давления. В процессе указанного перемещения внутри самой переходной камеры равномерно наращивается газовое давление до величины, равной давлению в верхней зоне шлюза. Этим и завершается условный второй такт (фиг.4).

Штоком 23 с помощью узла захвата 22 подвижная переходная камера 17 перемещается в свое верхнее положение внутри корпуса 25 верхней зоны (фиг.5). При этом одновременно с помощью узлов захвата 27 поднимается в верхнее положение и цилиндрическая часть 26 контейнера с транспортируемым веществом. За счет этого осуществляется высыпание транспортируемого вещества из контейнера при фиксированном положении его днища 42 на платформе 7. Совершается третий такт (фиг.5).

После выгрузки вещества из контейнера цилиндрическая часть контейнера опускается вниз до стыковки с его днищем 42 и одновременно опускается подвижная переходная камера 17 до стыковки с платформой 7 вновь с образованием контактного уплотнения. Затем освобождается захват 22 и шток 23 поднимается приводом 24 в крайнее верхнее положение. Этим завершается осуществление условного 4-го такта (фиг.6).

После завершения указанных 4-х тактов толкатель 11 опускается в нижнее положение с помощью привода 9, и соответственно в обратном порядке повторяются процессы опускания до исходного положения подвижной переходной камеры 17, а выведенный наружу контейнер с помощью толкателя 6 удаляется за пределы платформы 2, так что устройство пользования приводится в готовность к приему очередного контейнера 1 с транспортируемым веществом (см. фиг.1).

Система гидродинамического уплотнения работает следующим образом. В верхний кольцевой коллектор 20 (фиг.2), выполненный в цилиндрической вставке 14, подается под давлением (сопоставимым с давлением в верхней шлюзовой зоне) уплотнительная жидкость, например высоковязкое масло или магнитная жидкость. Под действием высокого давления в верхней зоне уплотнительная жидкость движется по зазору между стенками подвижной переходной камеры 17 и/или нижнего подвижного стакана 8 (фиг.2), проходя через поперечные каналы 16 лабиринтной уплотнительной зоны (место Б на фиг.10), а затем поступает в нижний сборный коллектор 15, из которого с помощью насоса (не указанного на фигурах) уплотнительная жидкость вновь направляется в верхний коллектор 20 и так далее с обеспечением ее постоянной рециркуляции.

На фиг. 7 и 8 показано вариантное исполнение устройства шлюзования, при котором контейнер 1 с транспортируемым веществом выдвигается с платформы 7 с помощью толкателя 33 в положение 35 (фиг.7) для его последующей передачи в направлении 36, или для разгрузки исходного вещества, или его подачи в технологическую зону без разгрузки для соответствующей технологической переработки под высоким давлением внутри самого контейнера. В этом варианте контейнер 1 возвращается в направлении 41 из технологической зоны на платформу 7 в выгруженном состоянии или в состоянии заполнения веществом, полученным в результате переработки исходного вещества под высоким давлением. При этом в конструкции используется подвижное защитное осаждение 38, предохраняющее наружную поверхность подвижного стакана 17 от возможного запыления (фиг.8).

Устройство для контейнерного шлюзования может использоваться в спаренном объединении их или в большем четном количестве. При этом спаренные устройства работают в противофазе с объединением гидравлических систем их силовых приводов для уменьшения энергетических затрат.

Изобретение относится к технике и технологии высокого давления в энергетике, в процессах и аппаратах химической технологии, а также в машиностроении, в сельском хозяйстве и в других областях. Сущность изобретения: устройство для контейнерного шлюзования веществ в технологические зоны высокого давления, включающее приемную камеру с платформой 2, контейнер 1 для транспортирующего вещества, переходную камеру 17, корпус 12 промежуточной переходной зоны, герметизирующие элементы, систему подачи газа в переходную камеру и его выпуска из нее, снабжено телескопическими силовыми приводами нижней 4 и верхней 18 зон шлюза, нижним подвижным стаканом 8, связанным с силовым приводом нижней зоны шлюза, приводом штока 23 захвата переходной камеры 17, толкателями 6 возврата контейнера из зоны приемной камеры, при этом силовые приводы нижней 4 и верхней 18 зон шлюза, а также корпус 12 промежуточной зоны и внешний корпус 25 высокого давления расположены на общей вертикальной оси, причем переходная камера 17 выполнена подвижной и связана с силовым приводом верхней зоны шлюза. Герметизирующие элементы с использованием системы гидродинамического и/или магнитогидродинамического уплотнения выполнены в виде цилиндрической вставки 14, снабженной верхним кольцевым коллектором 20, каналами лабиринтной уплотнительной зоны и нижним сборным коллектором 15, обеспечивающим сбор протечек уплотнительной жидкости для ее возврата в верхний кольцевой коллектор с созданием рециркуляции. Достигаемый технический результат: возможность шлюзования любых веществ в жидком и/или твердом состоянии, обеспечение возможности шлюзования принципиально неограниченного объема единовременно транспортируемых веществ, высокая экологическая защищенность процессов шлюзования разнообразных веществ, в том числе токсичных. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Устройство для контейнерного шлюзования веществ в технологические зоны высокого давления, включающее приемную камеру с платформой, контейнер для транспортирующего вещества, переходную камеру, корпус промежуточной переходной зоны, герметизирующие элементы и систему подачи газа в переходную камеру и его выпуска из нее, отличающееся тем, что оно снабжено телескопическими силовыми приводами нижней и верхней зон шлюза, нижним подвижным стаканом, связанным с силовым приводом нижней зоны шлюза, приводом штока захвата переходной камеры, толкателями возврата контейнера из зоны приемной камеры, при этом силовые приводы нижней и верхней зон шлюза, а также корпус промежуточной зоны и внешний корпус зоны высокого давления расположены на общей вертикальной оси, причем переходная камера выполнена подвижной и связана с силовым приводом верхней зоны шлюза. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что герметизирующие элементы с использованием системы гидродинамического и/или магнитогидродинамического уплотнения выполнены в виде цилиндрической вставки, снабженной верхним кольцевым коллектором, каналами лабиринтной уплотнительной зоны и нижним сборным коллектором, обеспечивающим сбор протечек уплотнительной жидкости для ее возврата в верхний кольцевой коллектор с созданием рециркуляции. 3. Устройство для контейнерного шлюзования веществ в технологические зоны высокого давления, включающее приемную камеру с платформой, контейнер для транспортирующего вещества, переходную камеру, корпус промежуточной переходной зоны, герметизирующие элементы и систему подачи газа в переходную камеру и его выпуска из нее, отличающееся тем, что оно снабжено телескопическими силовыми приводами нижней и верхней зон шлюза, нижним подвижным стаканом, связанным с силовым приводом нижней зоны шлюза, приводом штока захвата переходной камеры, толкателями возврата контейнера из зоны приемной камеры, а также корпусом зоны перемещения контейнера, приводом толкателя контейнера в зоне высокого давления и выходом из шлюза, при этом силовые приводы нижней и верхней зон шлюза, а также корпус промежуточной зоны и внешний корпус зоны высокого давления расположены на общей вертикальной оси, причем переходная камера выполнена подвижной и связана с силовым приводом верхней зоны шлюза.