Устройство для заполнения наполнителем оболочек группы трубчатых электронагревателей Советский патент 1981 года по МПК H05B3/52 

1

Изобретение относится к электротермии , а именно к устройствам для заполнения наполнителем оболочек трубчатых электронагревателей (ТЭН);

Известны устройства для заполнения ТЭН, содержащие стационарную вертикальную раму с установочными местами под оболочки ТЭН, с расположенньв ш на раме зажимами для закрепления оболочек, и Механизм подъема питающих концентрических трубок с центрирующей втулкой-мундштуком l j|.

Количество одновременно нсшолняемых ТЭН на этих устройствах может быть любым. Однако увеличение рабочих позиций приводит к усложнению конструкции устройства и ухудшейию эксплуатационных характеристик как с точки зрения его технического обслуживания, так и коэффициента использования из-за увеличения вспомогательного времени и они малопроизводительны,ч

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для заполнения наполнителем группы ТЭН, содержащее неподвиЖ ное основание, которое связано с ; механизмами зажима оболочек ТЭН и перемещения направлякмдих элементов

с фиксаторами резистивных элементов и центрирующими втулками-мундштуком, воронками, отсекателями наполнителя, механизмом уплотнения наполнителя и .бункером ц2.

Однако количество одновременно наполняемых ТЭН в этих конструкциях мало (не более 25 шт)j увеличение , рабочих позиций приводит к усложне10нию-конструкции устройств и ухудшению эксплуатационных характеристик как с точки зрения его технического обслуживания, так и коэффициента использования из-за увеличения вспо15могательного времени; низкая производительность устройств из-за большого количества времени на съем и установку ТЗН; трудность автоматизации процесса заполнения трубчато20го электронагревателя наполнителями из-за многорядового расположения « рабочих позиций.

Целью изобретения является повы25шение производительности труда из-за совмешения машинного и вспомогательного времен, возможность автоматизации процесса заполнения оболочек ТЭН наполнителем, повышения,- качества

30 и надежности нагревателей-.

Цель достигается тем, что устройство снабжено связанным с механизмом вращения ротором, выполненным в виде центрального вертикально установленного вала с жестко закрейленными на нем двумя дисками, на которых закреплены зажимы оболочек, снабженные кулачками для их управле ния, установленными на верхнем диск и скрепленными сверху кольцом напраляющими скалками, на которых подвижно установлены роликовые каретки, связанные через кулачок, закрепленн на неподвижном барабане, с механизмом вращения ротора, закрепленными на каретках втулками, связанных с направляющими элементами, на концах которых закреплены центрирующие втулки-мундштуки, а внутри размещены фиксаторы с узлом захвата резистивного элемента, жестко закрепленными на указанном кольце и подвижно установленными на направляющих скалках дополнительными роликовыми каретками с закрепленными на них воронкаиии для приема наполнителя из вращающегося бункера, установленного на конце и кронштейном с механизмом отсекателя наполнителя, а с центральным валом посредством блока передачи связан механизм уплотнения наполнителя, одно из зубчатых колес которого прикреплено к верхнему диску, а другое к оси барабана, на нижней поверхности которого установлен торцовой кулачок узла отключения механизма уплотнения и на боковой поверхности - радиальный кулачок управления зажимом оболочек, а другой его кулачок прикреплен к неподвижному основанию устройства.

На фиг. 1 представлена конструктивная схема устройства, разрез; на фиг. 2 - механизм отсекателя наполнителя и его связь с кулачком спуска и подъема направляющих; на фиг. 3 - механизмы уплотнения наполнителя и элементы отключения механизма уплотнения, на фиг. 4 - вид А на фиг. 3.

Устройство содержит основание 1, центральный вал 2, который через коническую шестерню 3 связан с механизмом вращения (не показан). К центральному валу 2 прикреплены верхний f и нижний 5 диски, жестко связанные между собой. На верхнем диске 4 установлены направляющие скалки 6, скрепленные сверху кольцс 4 7. На направляющих скалках б установлены роликовые каретки 8, которые имеют возможность через кулачок 9, закрепленный на барабане 10 подниматься и опускаться при враьцении ротора. Барабан 10 неподвижно закреплен на траверсе 11. На каретках 8 установлены кронштейны 12. в кронштейнах 12 закреплены тулки 13, которые через компенсирующие пружины 14 связаны с направляющими элементами 15, на конце которых прикреплены центрирующие втулки-мундштуки 16, в каждой из которых выполнены пазы по наружной образующей для просыпания под нее наполнителя при подъеме. Внутри направляющих элементов 15 с центрирющими втулками 16 расположены фиксаторы 17 с узлом захвата резистивного элемента 18. Фиксаторы 17 жестко закреплены на кольце 7. На направляющих скалках 6 установлены .также дополнительные роликовые каретки 19 и кронштейны 20. На каретках 19 закреплены воронки 21 для приема через трубки 22 наполнителя из общего враидающегося бункера 23, который установлен на кольце 7. Кронштейн 2Q крепит механизм отсекателя наполнителя после заполнения им оболочек ТЭН, выполненный в виде втулки 24, имеющий на нижнем конце заостренную цилиндрическую, поверхность, и пружины 25. На верхнем диске 4 установлены зажимы 26 оболочки с управлением от радиального кулачка 27, расположенного на барабане 10. На нижнем диске 5 установлены зажимы 28 оболочки с управлением от кулачка 29, который прикреплен на кронштейне 30, закрепленном на основании 1.

Для получения необходимой плотности заполнения наполнителя установлен механизм уплотнения наполнителя. Механизм уплотнения содержит зубчатое колесо 31, установленное на верхнем диске 4 ,. зубчатое колесо 32, установленное на оси на неподвином барабане 10, блок передачи, шестерня 33 которого установлена на центральном валу 2 на подшипнике 34. Шестерня 33-входит в зацепление с шестернями 35. сидящими на осях 36. На другом конце этих осей закреплены радиальные кулачки 37, которые при вращении воздействуют на ударники 38, установленные на осях 39. Ударники 38 периодически с двух сторон ударяют по -оболочке 40 ТЭН, уплотняя наполнитель. Для отключени механизма уплотнения предназначен механизм отключения, выполненный из подпружиненного стержня 41. с управлением от торцового кулачка 42, прикрепленного к торцовому ободу барабанаЮ. При опускании стержня 41 под действием кулачка 42 разрываетс связь между кулачком 37 и ударником 38.

Устройство работает следующим образом.

Привод через коническую шестерню 3 приводит во вращение ротор. В процессе его врёццения вследствие обкатывания ведущего ролика каретка 8 по кулачку 9, спуска и подъема направляющих каретки 8 с закрепленными на них через кронштейн 12,и втулку 13 направляющими элементами 15 с центрирующей втулкой-мундштуком 16 поднимаются по направляющим скалкам 6. В верхнем положении кулачка 9 каретки 8 подняты так, что установленный внутри направляющего элемента 15 с центрирующей втулкой 16 на фиксаторе 17 узел захвата резисг тивного элемента 18 выступает из-по центрирующей втулки. В верхнем положении кулачка 9 производится загрузка оболочки 40 ТЭН в зажимы 26 и 28 которые в этот момент открываются, наезжая на кулачки 27 и 29 соответственно. В этот же момент верхний контактный стержень резистивноро элемента, установленного в оболочке ТЭН, вставляется в узел захвата резистивного элемента 18. При дальнейшем вращении ротора зажимы 26 и 28 зажимают оболочку 40, а каретка 8 с направляющим элементом 15 и центрируклцей втулкой 16 опускается по кулачку 9 в промежуток между спираль резистивного элемента и оболочкой до упора в нижнюю технологическую пробку, которая заранее устанавливается на нижнем контактном стержне резистивного элемента и оболочки для исключения высыпания наполнителя при заполнении оболочки и ориентации нижнего контактного стержня по оси оболочки.

В момент опускания центрирующей втулки 16 каретка 19 также опускается, и воронка 21 нгщевается на верхний торец оболочки 40, в результате чего срабатывает механизм отсекателя наполнителя, и напрлнитель через зазор между направляющим элементом 15 и оболочкой 40 просыпается из воронки 21. В момент касания центрирующей втулкой 16 нижней технологической пробки включается в работу механизм уплотнения наполнителя. Для этого управляющий торцовой кулачок 42 барабана 10 поднимает подпружиненный стержень 41, в результате чего замыкается связь между кулачком 37 и ударником 38. Кулачок 37, вращаясь через механизм шестерен от привода устройства, заставляет ударники 38 поочередно ударять по оболочке 40, уплотняя наполнитель. Механизм уплотнения работает в течение всего периода заполнения обот лочки и автоматически отключается , от торцового кулачка 42 по окончанию заполнения, т.е. опускается стержень 41, разрывая связь ударников 38 с кулачком 37.

В момент заполнения оболочки наполнителем при дальнейшем вращении ротора каретка 8 с найравляющим элементом 15 и центрирующей втулкоймундштуком 16 начинает подниматься по кулачку 9, при этом наполнитель через пазы центрирующей втулки 16

просыпается под нее, заполняя оболочку нагревателя. Направляющий элемент с центрирующей втулкой необходим для центрирования спирали резистивного элемента по оси оболочки в процессе заполнения наполнителем. По окончании заполнения верхний торец центрирующей втулки, упираясь в нижний торец воронки 21, поднимает ее, а вместе с ней и каретку 19 по направляющим скалкам 6. В резуль0тате чего внутренние стенки воронки 21, упираясь в заостренную цилиндрическую поверхность втулки 24, отсекают доступ наполнителя из воронки 21 воболочку 40. Направляющий

5 элемент 15 с центрирующей втулкой 16 поднимается на такой уровень/ что узел захвата резистивного элемента 18 выступает из-под центрирующей втулки, освобождая доступ к

0 съему нагревателя с устройства, что соответствует верхнему положению кулачка 9. В этот момент зажимы 26 и 28 оболочки разжимаются и наполненный нагреватель снимается с устройства. Пополнение воронок 21 наполни5телем производится из общего вращающегося бункера 23, установленного на кольце. 7, через трубки 22 в процессе работы устройства.

Технико-экономические преимущест0ва предлагаемого- изобретению заключаются в возможности автоматизации процесса заполнения оболочек ТЭН наполнителем за счет появления четко выраженных позиций загрузки

5 и разгрузки, применении устройства при автоматизации изготовления трубчатых электронагревателей позволяет увеличить производительность в 45 раз за счет исключения вспомога0тельного времени и совмещения его с машинным временем; повьвлении качества и надежности изготовляемых нагревателей.

Годовой экономический эффект по расчетам составляет 27,0 тыс.руб.

5 Срок окупаемости 1,3 г. Условно высвободится 8 человек.

Формула изобретения

Устройство для заполнения наполнителем оболочек, группы трубчатых электронагревателей, содержащее неподвижное основание, с которым связаны механизмы зажима оболочек и перемещения направляющих элементов с фиксаторами резистивных элеменЛэв электронагревателей и центрирующими втулками-мундштуками, воронки, отсекатели наполни.теля, механизм уплотнения наполнителя и бункер с наполнителем, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности устройства и повышения качества и надежности трубчатых

электронагревателей, оно снабжено связанным с механизмом вращения ротором, выполненным в виде центрального вертикально установленного вала с жестко закрепленными на нем двумя дисками, на которых закреплены зажимы оболочек, снабженные кулачками для их управления, установленными на верхнем диске и скрепленными сверху кольцом направляющими скалками, на которых подвижно установлены роликовые каретки, связанные через кулачок, закрепленный на неподвижном барабане, с механизмом вращения ротора, закрепленными на каретках втулками, связанными с направляющими элементами, на концах которых закреплены центрирующие втулки-мундштуки, а внутри размещены фиксаторы с узлом захвата резистивного элемента, жестко закрепленными на указанном коль.це и подвижно установленными на направляющих скалках дополнительными роликовыми каретками с закрепленными

на них воронками для приема наполни теля из вращающегося бункера, установленного на кольце и кронштейном с механизмом отсекателя наполнителя, а с центральным валом посредством &лока передачи связан механизм уплотнения наполнителя, одно из зубчатых колес которого прикреплено к верхнему диску, а другое - к оси барабана, на нижней поверхности которого установлен торцовой кулачок узла отключения механизма уплотнения и на боковой - радиальный кулачок для управления зажимом оболочек, а другой кулачок для управления зажимом прикреплен к неподвижному 5 основанию устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Миндин Г.Р. Электронагревательные трубчатые элементы. М., Энер0 гия, 1965, с. 99-103.

2.Патент Швеции № 167943, кл. 21 h 2/02, 1957 (прототип).

..-; .1W игЗ

даЗА