Загрузочный клапан для сыпучих материалов Советский патент 1978 года по МПК F16K1/00 C21B7/20 

1

. Изобретение относится к загрузочным клапанам для сы,пучих материалов и может найти применение в металлургической и других отраслях промышленности для периодической загрузки емкостей, работающих под давлением в особенности при повышенных температурах загружаемого мат-ерИала.

Известен загрузоч ный клапан для сыпучих материалов, содержащий корпус с металлическим седлом и контактирующий с ним -конусный запорный элемент, связанный с приводом возвратно-поступательного движения. Седло выполнено конической формы, соответствующей форме запорного элемента, и угол конуса седла направлен в ту же сторону, что и угол конуса запорного элемента 1.

При закрытии клапа на сыпучий -материал неравномерно захватывается контактНЫ1МИ поверхйостями седла и запорного элемента, вследствие чего в одних областях контактных поверхностей происходит их абразивный износ, а в других - образование инкрустаций. Это влечет за собой умеиьшение сро-ка службы клапан-а и снижение степени герметизации рабочей емкости. Для увеличения срока службы клапана седло в анал-огичных ко«струкциях выполняют съемным (для периодической замены). Известные конструкции кла-пана имеют ограниченную область применения, так как сохраняют достаточ-ную надежность только при работе под давлением не

выше 2 ата, и то при высокой чистоте обработки уплотнительных поверхностей. Последнее -обстоятельство значительно усложняет процесс изготовления клапанов и повышает их себестоимость.

Наиболее близким по техн-ической сущности и достигаемому результату к описываемому является загрузочный клапан для сыпучих материалов, содержащий корпус, седло с закрепленной в корпусе кольцевой

пластиной с центральным конусным отверстием и контактирующий с ней конусный запорный элемент, связанный с приводом возвратно-поступательного движения. Пластина установлена в корпусе так, что конусность ее отверстия направлена в сторону конусности запорного элемента, зажата в корпусе по всей ее ширине (отверстие в пластине совпадает с отверстием в корпусе), а угол конуса отверстия пластины равен углу конуса запорного элемента. При таком выполнении пластины вся ее коническая поверхность контактирует с конической поверхностью запорного элемента 2. Клапан работоспособен при любом давлении в рабочей емкости, но срок службы

его также крайне мал из-за быстрого абраЗивного износа пластин особенно прИ новышенных температурах загружаемого материала, причиной которого является захват сыпучего материала контактной парой и возникающие при уплотнении механические и температурные напряжения.

Целью, изобретения является увеличение срока службы клапана.

Поставленная цель достигается тем, что пластина выполнена с конусностью отверстия обратной кОНусности запорного элемента с углом «онуса 65-90°, причем внутренняя часть пластины выступает из корпуса на величину, гВ 3-5 раз превышающую толщину пластины, а седло может быть выполнено из набор-а пластин с расстоянием между ними 2,0-3,5 толщины пластины.

Указанное расположение пластин в корпусе клапана уменьшает до минимума поверхность контакта уплотнительной пары, так как седло контактирует с запорным элементом не по конусной поверхности отверстия, а ПО кромке. При этом сыпучий материал не попадает между уплотнительНымн поверхностями, а осып-ается в емкость, как бы отрезанный острой кромкой пластины, что снижает степень истирания седла. Относительные размеры сообщают металлической пластине пружинящие свойства, позволяющие осуществить надежную герметизацию рабочей емкости.

При выполнении угла конуса отверстия меньше угла конуса запорного элемента угол кромки пластины увеличивается, а пружинящие свойства ее уменъшаются, что снижает степень герметичности клапана. К такому же результату приводит увеличение отношения толщины пластины к ширине ее выступающей внутрь корпуса части.

При уменьшении относительной толщины пластины меньше выбранной прочность пластины уменьшается, вследствие чего она необратимо деформируется, снижая при этом степень герметичности клапана, .и быстро выходит из строя.

Конкретные размеры угла конуса отверстия пластины определены экспериментально и представляют собой оптимальный ваРиант ее выполнения.

На чертеже показан предлагаемый клапан в закрытом виде, разрез.

Он содержит корпус 1 с загрузочным бункером 2 и седлом, выполненным с одной или несколькими металлическими пластинами 3 с центральными конусными отверстиями, внутренняя кольцевая часть которых выступает из корпуса на некоторую величину (а, б), а наружная закреплена в корпусе. Пластины разделены и отделены от корпуса прокладками 4 и контактируют с конусным запорнь1м элементом 5, связанным посредством рычажного механизма 6 с приводом 7 возвратно-поступательного

движения. Каждая пластина закреплена в корпусе так, что конусность ее отверстия обратна конусности запорного элемента и контактирует с последним острой кромкюй.

При выполнении седла из двух н более пластин контактная поверхность его складывается из повер хностей кромок, расположенных по конусу, соответствующему форме запорного элемента.

Угол конуса отверстия пластины превышает угол конуса запорного элемента и в оптимальном варианте равен 65-90°, а величина выступающей внутренней части пластин в 3-5 раз превышает толщину пластин (е). Расстояние (г) между пластинами 3 в оптимальном вариа1нте составляет 2,0-3,5 толщины пластины (в).

Устройство работает следующим образом.

Сыпучий материал загружают в бункер 2 корпуса 1 и опускают запорный элемент 5 с помощью привода 7 возвратно-поступательного движения. При этом отверстие открывается, и сыпучий материал заполняет рабочую емкость. После заполнения емкости запорный элемент поднимают и он входит в контакт с острыми кромками пластин 3. Происходит отсечка сыпучего материала и он остается над кромками, «е попадая между контактными поверхностями. При дальнейшем подъеме запорного элемента он приподнимает выступающую пружинящую часть пластины, максимально уплотняя при этом контактные поверхности.

Изобретение позволяет повысить надежность работы клапана путем его герметизации, увеличить срок службы клапана и упростить его техническое обслуживание.

ФорМула изобретения

1.Загрузочный клапан для сыпучих материалов, содержащий корпус, седло с закрепленной в корпусе кольцевой пластиной с центральным конусным отверстием и контактирующий с ней конусный затвор, связанный с приводом возвратно-поступательного движения, отличающийся тем, что, с целью увеличения его срока службы, пластина выполнена с конусностью отверстия, обратной конусности запорного элемента, и с углом конуса 65-90°, внутренняя часть пластины выступает из корпуса на величину, равную 3-5 толщинам пластины.

2.Клапан по п. 1, отличающийся тем, что седло выполнено из набора пластин с расстоянием между ними 2,0- 3,5 толщины пластины.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе;

1.Патент ФРГ № 1433312, кл. С 21В 1/18, 1971.

2.Патент США № 2163472, кл. 251 - 144, 1939.