ЗАТВОР ЛЮКА ЁМКОСТИ Российский патент 2005 года по МПК F16J13/00 

Изобретение относится к области транспортирования радиоактивных и токсических веществ и может быть использовано при проектировании и изготовлении затворов люков емкостей или средств для уплотнения затворов, прижимаемых с помощью пружин и упругих элементов.

Известно техническое решение по RU 2215921, М.кл.7: F 16 J 13/12, опубл. 10.11.2003 г., “Затвор экстрактора”.

Известный затвор содержит размещенную в горловине корпуса с возможностью ограниченного возвратно-поступательного перемещения крышку, выполненную в виде закрепленного на направляющем стержне плоского тарельчатого диска, на котором установлена выполненная в виде двух упругих концентрических - резинового и фторопластового - колец, кольцевая прокладка, контактирующая с опорной шайбой. На направляющем стержне закреплено стопорное кольцо, ограничивающее перемещение крышки на величину А. Направляющий стержень размещен в центральном отверстии наружной крышки, установленной на горловине корпуса с помощью резьбового соединения. В корпусе выполнены входной и выходной штуцеры.

Работа затвора экстрактора осуществляется следующим образом.

Предварительно закрывают выходной штуцер, в корпус загружают сырье, в горловину корпуса помещают крышку с кольцевой прокладкой и опорной шайбой. Наружную крышку плотно закрывают, при этом плоский тарельчатый диск с размещенными на нем резиновым и фторопластовым кольцами и опорная шайба опускаются в корпус на величину А до упора стопорного кольца в наружную крышку. Затем через входной штуцер подают газ, под воздействием высокого давления подаваемого газа плоский тарельчатый диск поднимается вверх на величину А, сжимает резиновое кольцо, которое радиально расширяясь и воздействуя на упорное фторопластовое кольцо, прижимает его к корпусу. Происходит уплотнение затвора экстрактора между корпусом и опорной шайбой, что обеспечивает герметизацию.

Недостатком известного затвора является возможность несанкционированного его открытия, что делает невозможным применение известного устройства в емкостях, предназначенных для транспортирования радиоактивных и токсичных веществ.

Известно техническое решение по а.с.SU 1537937, М.Кл.5: F 16 J 13/00, опубл. 23.01.90, “Герметичная крышка”, выбранное заявителем в качестве прототипа.

По известному техническому решению герметичная крышка установлена в корпусе сосуда высокого давления и выполняет функцию затвора люка емкости. Герметичная крышка содержит верхний и нижний фланцы, соединенные осью, уплотнение, пружинное устройство. Кроме того, она дополнительно содержит запорный и промежуточный диски, резьбовой палец. В корпусе крышки выполнена ступенчатая проточка в виде конических и цилиндрического участков соответственно, запорный диск выполнен в виде эластичного кольца с кольцевыми канавками на его внутреннем и внешнем диаметрах соответственно. Пружинное устройство выполнено в виде тарельчатого пружинного диска, установленного в кольцевой канавке эластичного кольца. В головке резьбового пальца установлено торцовое уплотнение. Эластичное кольцо расположено в зоне цилиндрического участка, а промежуточный диск установлен на верхней плоскости эластичного кольца и расположен между последним и верхним фланцем.

Недостатком известного технического решения является возможность несанкционированного открытия герметичной крышки, что делает невозможным применение известного устройства в емкостях, предназначенных для транспортирования радиоактивных и токсических веществ.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков прототипа, а именно исключение возможности несанкционированного доступа к радиоактивным или токсическим веществам, перевозимым или временно хранящимся в емкостях, оборудованных заявляемым затвором люка, а также - повышение герметичности этих емкостей.

Технический результат достигается тем, что в затворе люка емкости, содержащем верхний и нижний фланцы, соединенные осью, уплотнение, пружинное устройство, согласно изобретению верхний и нижний фланцы соединены осью жестко, в качестве пружинного применено пружинно-вакуумное устройство, затвор снабжен плавающим диском, на наружном поясе которого размещено входящее в кольцевой паз люка пружинное упорное кольцо, имеющее коническую внутреннюю поверхность, контактирующую с конической поверхностью плавающего диска, и торцевую поверхность, контактирующую с уплотнением, размещенным в кольцевом пазе между верхним фланцем и плавающем диском, пружинное упорное кольцо снабжено по крайней мере тремя шипами, входящими с зазором в ответные отверстия плавающего диска, в оси выполнены два продольных цилиндрических отверстия, сопряженных конической поверхностью, в верхнем отверстии с большим диаметром установлены конический запорный клапан и прижимная пружина, нижнее отверстие с меньшим диаметром пересекается с поперечным сквозным отверстием, выполненным в нижней части оси, вдоль вертикальной оси симметрии верхнего фланца выполнено сквозное отверстие с диаметром, меньшим внутреннего диаметра прижимной пружины, на центральную часть верхнего фланца установлены съемный вакуумный присос и постоянный магнит с рифлениями на опорной поверхности, прикрепленный к вакуумному присосу с внутренней его стороны при помощи пружины.

Кроме того, в затворе люка емкости верхний фланец выполнен из немагнитной стали.

Сущность заявляемого технического решения поясняется чертежами.

На фиг.1 изображен главный вид затвора, совмещенный с разрезом его фронтальной плоскостью. На фиг.2 изображено поперечное сечение запорного клапана. На фиг.3 изображен местный вырыв на фиг.1. Затвор люка емкости содержит параллельные фланцы: верхний 1, выполненный из немагнитной стали, и нижний 2. Фланцы 1 и 2 жестко соединены осью 3. В оси 3 выполнены два цилиндрических отверстия, сопряженных конической поверхностью. Отверстие с меньшим диаметром пересекается с поперечным сквозным отверстием, выполненным в нижней части оси 3. Перед приваркой оси 3 к фланцу 1 в нее предварительно устанавливают запорный клапан 4 и прижимную пружину 5. Перед приваркой к оси 3 фланца 2 на пояс 6 верхнего фланца 1 устанавливают уплотнительный элемент 7, затем на ось 3 устанавливают плавающий диск 8 с посаженным на его коническую поверхность пружинным упорным кольцом 9 с шипами 10, а к ободу фланца 2 прикрепляют тарельчатую пружину 11 и у плотнительную мембрану 12.

После установки затвора в люк 13 емкости при несжатом уплотнительном элементе 7 верхний торец кольца 9 расположен ниже верхнего края кольцевого паза 14, выполненного в люке емкости.

На время открытия люка емкости на верхний фланец 1 затвора установлен вакуумный присос 15 и постоянный магнит 16 с рифлениями на опорной поверхности, прикрепленной к вакуумному присосу с внутренней его стороны с помощью пружины 17, работающей на сжатие.

Для сообщения вакуумной полости 18, заключенной между нижним фланцем 2 и уплотнительной мембраной 12 с полостью вакуумного присоса 15 через полость для клапана 4 в верхнем фланце 1 выполнено отверстие 19.

Затвор люка емкости работает следующим образом. На поверхность фланца 1 устанавливают вакуумный присос 15 с магнитом 16, и прижимают их к поверхности фланца. Под действием магнитных сил запорный клапан 4 поднимается вверх, сжимая пружину 5. В результате полость 18 сообщается с полостью вакуумного присоса. Соединяют полость вакуумного присоса 15 с линией вакуума, в результате чего присос 15 прочно присасывается к поверхности фланца 1, а в полости 18 создается разрежение. Тарельчатая пружина 11 под действием на нее мембраны 12 сжимается, снимая поджатие плавающего диска 8 на уплотнительный элемент 7. Пружинное упорное кольцо 9 при движении плавающего диска 8 вниз скользит по его конической поверхности, сжимаясь при этом и удерживаясь на плавающем диске с помощью шипов 10.

В таком состоянии затвор устанавливается в люк емкости. Затем присос 15 отключается от линии вакуума и соединяется с атмосферой, в результате чего полость 18 заполняется воздухом. Тарельчатая пружина 11 через уплотнительную мембрану 12 воздействует на плавающий диск 8, который в результате этого перемещается в сторону верхнего фланца 1, сжимая уплотнительный элемент 7, который за счет радиальной деформации герметизирует люк 13 емкости. Пружинное упорное кольцо 9, контактируя с конической поверхностью плавающего диска 8 и уплотнением 7, увеличивается в диаметре и входит до упора в кольцевой паз 14, прочно фиксируя положение затвора в люке.

Вакуумный присос 15 с магнитом 16 убирают. Запорный клапан 4 под действием пружины 5 обеспечивает разобщенность вакуумной полости 18 с полостью отверстия 19.

В таком состоянии вскрыть люк емкости без применения специальных приспособлений невозможно. Пружинное упорное кольцо фиксирует положение затвора в люке и препятствует его открытию при вибрациях и ударах. Кроме того, его применение увеличивает площадь герметизирующих поверхностей.

Открытие люка емкости производится в обратной последовательности.

Затвор люка емкости предназначен для использования в области транспортирования радиоактивных и токсических веществ. Затвор содержит верхний и нижний фланцы, жестко соединенные осью, уплотнение, пружинно-вакуумное устройство, плавающий диск. На наружном поясе плавающего диска размещено входящее в кольцевой паз люка пружинное упорное кольцо, имеющее коническую внутреннюю поверхность, контактирующую с конической поверхностью плавающего диска, и торцевую поверхность, контактирующую с уплотнением, размещенным в кольцевом пазе между верхним фланцем и плавающем диском. Пружинное упорное кольцо снабжено, по крайней мере, тремя шипами, входящими с зазором в ответные отверстия плавающего диска. В оси выполнены два продольных цилиндрических отверстия, сопряженных конической поверхностью. В верхнем отверстии с большим диаметром установлены конический запорный клапан и прижимная пружина. Нижнее отверстие с меньшим диаметром пересекается с поперечным сквозным отверстием, выполненным в нижней части оси. Вдоль вертикальной оси симметрии верхнего фланца выполнено сквозное отверстие с диаметром, меньшим внутреннего диаметра прижимной пружины. На центральную часть верхнего фланца установлены съемный вакуумный присос и постоянный магнит с рифлениями на опорной поверхности, прикрепленный к вакуумному присосу с внутренней его стороны при помощи пружины. Технический результат - исключение возможности несанкционированного доступа к радиоактивным или токсическим веществам, перевозимым или временно хранящимся в емкостях, оборудованных заявляемым затвором люка, а также повышение герметичности этих емкостей. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Затвор люка емкости, содержащий верхний и нижний фланцы, соединенные осью, уплотнение, пружинное устройство, отличающийся тем, что верхний и нижний фланцы соединены осью жестко, в качестве пружинного применено пружинно-вакуумное устройство, затвор снабжен плавающим диском, на наружном поясе которого размещено входящее в кольцевой паз люка пружинное упорное кольцо, имеющее коническую внутреннюю поверхность, контактирующую с конической поверхностью плавающего диска, и торцевую поверхность, контактирующую с уплотнением, размещенным в кольцевом пазе между верхним фланцем и плавающем диском, пружинное упорное кольцо снабжено, по крайней мере, тремя шипами, входящими с зазором в ответные отверстия плавающего диска, в оси выполнены два продольных цилиндрических отверстия, сопряженных конической поверхностью, в верхнем отверстии с большим диаметром установлены конический запорный клапан и прижимная пружина, нижнее отверстие с меньшим диаметром пересекается с поперечным сквозным отверстием, выполненным в нижней части оси, вдоль вертикальной оси симметрии верхнего фланца выполнено сквозное отверстие с диаметром, меньшим внутреннего диаметра прижимной пружины, на центральную часть верхнего фланца установлены съемный вакуумный присос и постоянный магнит с рифлениями на опорной поверхности, прикрепленный к вакуумному присосу с внутренней его стороны при помощи пружины.2. Затвор люка емкости по п.1, отличающийся тем, что верхний фланец выполнен из немагнитной стали.