Закрывающее устройство

Закрывающее устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к закрывающим устройствам, предназначенным для уплотнения конца камеры повышенного давления, такой как труба или трубопровод. Более конкретно в изобретении предлагается закрывающее устройство нового типа, обеспечивающее удерживание дверцы устройства в закрытом положении и сохранение давления в трубопроводе.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В известных конструкциях крышек трубопроводов используются самые разные средства, обеспечивающие фиксацию крышки в закрытом положении и сохранение давления в трубопроводе, включая простые крышки с резьбой, крышки с байонетным соединением, большие зажимные устройства и узкие гибкие уплотнительные кольца. Например, в патентах US 7051897 и 7341161, выданных McGuire 30 мая 2006 г. и 11 марта 2008 г., соответственно, раскрывается кольцевой запирающий компонент, состоящий из запирающих сегментов, которые удерживаются либо тонким удерживающим кольцом, либо частичными удерживающими сегментами кольца. В патентах McGuire также раскрываются соединенные друг с другом запирающие сегменты. Щелевой сегмент, расположенный между противолежащими концами запирающего компонента, заканчивает кольцевую уплотняющую поверхность, и соединительный механизм соединяет противолежащие концы с рычагом. Рычаг обеспечивает эффективное стягивание двух концов запирающего компонента, так что он будет находиться в отведенном в радиальном направлении положении. Однако щелевой сегмент удаляется после полного завершения независимого действия рычага.

Ни в одном из известных закрывающих устройств, предназначенных для сохранения давления в трубопроводе, не используется набор сдвижных блоков, которые соединены между собой таким образом, чтобы весь узел можно было стянуть и отвести внутрь. Также ни в одном из известных закрывающих устройств удерживающий обод не соединяется с рабочим рычагом таким образом, чтобы этот рычаг обеспечивал автоматическое одновременное приведение в действие замкового сдвижного блока, в результате чего удерживающий обод будет раздвигаться или сдвигаться (стягиваться).

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В настоящем изобретении предлагается закрывающее устройство, содержащее трубную муфту с входным отверстием, которая присоединяется к камере с повышенным давлением, например, к трубе или трубопроводу. Закрывающее устройство содержит дверцу для герметизации входного отверстия, на которой расположен кольцевой удерживающий обод, составленный из набора соединенных между собой сдвижных блоков и замкового сдвижного блока. Соединенные между собой сдвижные блоки могут поворачиваться в ограниченных пределах относительно друг друга. Линейное перемещение замкового сдвижного блока обеспечивает поворот в ограниченных пределах каждого из соединенных между собой сдвижных блоков, в результате чего кольцевой удерживающий обод сдвигается из раздвинутого положения зацепления в сдвинутое положение выхода из зацепления с трубной муфтой.

Когда кольцевой удерживающий обод находится в раздвинутом положении зацепления, части сдвижных блоков и замкового сдвижного блока удерживаются кольцевой канавкой в трубной муфте. Сдвижные блоки и замковый сдвижной блок имеют толщину "t", обеспечивающую эффективную передачу на трубную муфту напряжений, создаваемых давлением, действующим на внутреннюю поверхность дверцы, когда удерживающий обод находится в раздвинутом положении зацепления. Когда удерживающий обод находится в сдвинутом положении выхода из зацепления, он удерживается боковой стенкой, расположенной на внешней поверхности дверцы.

В запирающем устройстве используются соединенные между собой сдвижные блоки двух типов: промежуточный сдвижной блок и крайний сдвижной блок удерживающего обода. Каждый промежуточный сдвижной блок удерживающего обода имеет первый и второй концы, и второй конец одного блока соединяется с первым концом соседнего блока с помощью штифта. Первый и второй концы могут иметь сопрягающиеся формы, и один конец может входить в противолежащий конец соседнего блока. В другом варианте концы могут быть плоскими, и для соединения соседних блоков могут использоваться пластинчатые соединительные звенья вместе со штифтами. Аналогично, крайние сдвижные блоки имеют первый и второй концы, причем первый конец может сопрягаться или соединяться с противолежащим концом соседнего промежуточного сдвижного блока. Второй конец крайнего сдвижного блока связан с замковым сдвижным блоком.

Также на крышке расположена ручка управления удерживающим ободом с приводным соединительным звеном, которое связано с замковым сдвижным блоком. Приведение в действие ручки управления удерживающим ободом заставляет замковый сдвижной блок перемещаться вверх в вертикальном направлении. Линейное перемещение и точная установка замкового сдвижного блока обеспечиваются отчасти смещающими штифтами, которые перемещаются в прорези лицевой пластины, присоединенной к дверце.

Закрывающее устройство содержит также запирающий механизм, обеспечивающий предупреждение о наличии повышенного давления. Этот механизм входит в часть ручки управления удерживающим ободом. В рабочем положении запирающий механизм препятствует движению ручки управления удерживающим ободом.

Конструкцию закрывающего устройства можно будет лучше понять из нижеприведенного подробного описания предпочтительных вариантов и из формулы изобретения в сочетании с прилагаемыми чертежами.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 - вид спереди состоящего из двух частей закрывающего устройства в запертом положении с зацеплением внутри входного отверстия трубной муфты, соединенной с камерой повышенного давления. Набор соединенных между собой сдвижных блоков и замкового сдвижного блока формируют кольцевой удерживающий обод, который передает на трубную муфту напряжения, создаваемые давлением в камере, действующим на внутреннюю поверхность дверцы.

Фиг.2 - вид сечения закрывающего устройства, сделанного по линии 2-2 фигуры 1. Кольцевой удерживающий обод входит в кольцевую канавку в трубной муфте. Замковый сдвижной блок соединен с ручкой управления удерживающим ободом.

Фиг.3 - вид сверху закрывающего устройства в запертом положении с зацеплением. В состав запирающего устройства входят ручка дверцы и запирающий механизм, обеспечивающий предупреждение о наличии повышенного давления, который входит в ручку управления удерживающим ободом.

Фиг.4 - вид в перспективе закрывающего устройства в запертом положении с зацеплением. В рабочем положении запирающий механизм, обеспечивающий предупреждение о наличии повышенного давления, препятствует перемещению ручки управления удерживающим ободом.

Фиг.5 - вид закрывающего устройства с кольцевым удерживающим ободом в запертом положении с зацеплением (дверца закрыта).

Фиг.6 - вид закрывающего устройства в отпертом положении (обод находится в зацеплении с канавкой трубной муфты). Запирающий механизм, обеспечивающий предупреждение о наличии повышенного давления, отключен и больше не препятствует перемещению оператором ручки управления удерживающим ободом.

Фиг.7 - вид закрывающего устройства в отпертом положении, причем обод не находится в зацеплении с канавкой трубной муфты. Подъем ручки управления удерживающим ободом заставляет замковый сдвижной блок перемещаться в вертикальном направлении, что, в свою очередь, заставляет сдвижные блоки поворачиваться. Затем ограниченная степень поворота сдвижных блоков приводит к тому, что удерживающий обод будет сдвигаться и сжиматься. Сдвинутый удерживающий обод захватывается и удерживается боковыми стенками.

Фиг.8 - вид закрывающего устройства в открытом положении, в котором обеспечивается доступ внутрь камеры повышенного давления.

Фиг.9 - вид одного из вариантов удерживающего обода, в котором все сдвижные блоки связаны друг с другом с помощью штифтов. Приведение в действие ручки управления удерживающим ободом будет выводить все сдвижные блоки из зацепления с трубной муфтой.

Фиг.10 - вид другого варианта удерживающего обода, в котором промежуточные сдвижные блоки и крайние сдвижные блоки имеют плоские концы 64 и вырезы 65, в которые входят пластинчатые соединительные звенья 69 и штифты 62.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Предпочтительные варианты предлагаемого в изобретении состоящего из двух частей закрывающего устройства, описываются ниже со ссылками на чертежи и элементы, показанные на чертежах. Элементы указываются следующими ссылочными номерами:

10	Закрывающее устройство	60	Удерживающий обод
12	Входное отверстие	62	Штифт
18	Кольцевая кромка	63	Конец
20	Трубная муфта	64	Конец
22	Кронштейн петли	65	Углубление
24	Горловина	66	Промежуточный сдвижной блок обода
26	Канавка	67	Крайний сдвижной блок обода
28	Кронштейн петли	68	Ручка управления удерживающим ободом
30	Дверца	69	Пластинчатое соединительное звено сдвижных блоков
32	Боковая стенка	70	Соединительное звено ручки
34	Стойка петлевого шарнира	72	Штифт вращения
36	Лицевая пластина	74	Штифт вращения
38	Внешняя кромка	76	Кромка удерживающего обода
40	Ручка открытия дверцы	80	Замковый сдвижной блок
44	Отверстие с резьбой	82	Смещающий штифт
46	Внутренняя поверхность	84	Ведущее соединительное звено
48	Внешняя поверхность	86	Вертикальная прорезь
50	Запирающий механизм предупреждения о повышенном давлении	88	Конец смещающего штифта
52	Стержень с резьбой	90	Выступ боковой стенки
54	Рукоятка	92	Смещающий штифт
94	Криволинейный вырез

На фиг.1-4 показано состоящее из двух частей закрывающее устройство 10, которое представляет собой быстродействующую дверцу, обеспечивающую доступ внутрь камеры с повышенным давлением, такой как трубопровод (не показан), когда закрывающее устройство 10 находится в открытом положении, и сохраняет внутреннее давление, когда закрывающее устройство 10 находится в закрытом положении. Когда закрывающее устройство 10 находится в закрытом и запертом положении, оно способно сохранять давление Р в камере, передавая усилие, вызываемое давлением Р, действующим изнутри на внутреннюю поверхность 46 дверцы 30, назад на трубную муфту 20. Трубная муфта 20, которая приваривается к кромке отверстия камеры, хорошо известна в технике и обычно содержит суживающуюся горловину 24. Давление Р, действующее на всю внутреннюю поверхность 46 дверцы 30, создает напряжения, которые благодаря геометрии дверцы 30 передаются на ее внешнюю кромку 38. Эти напряжения передаются затем на кольцевой удерживающий обод 60. Напряжения, передаваемые на удерживающий обод 60, передаются затем на трубную муфту 20, поскольку кромка 76 удерживающего обода 60 входит в канавку 26 трубной муфты 20. Форма и размеры канавки 26, а также материал вокруг канавки выбираются таким образом, чтобы трубная муфта 20 могла выдерживать напряжения, которые могут передаваться на нее под действием давления Р, величина которого может варьироваться в определенном диапазоне.

Удерживающий обод 60 представляет собой механизм внутри закрывающего устройства 10, который трансформируется из раздвинутого положения, в котором он передает на трубную муфту 20 напряжения, создаваемые давлением Р, действующим внутри камеры, в сдвинутое положение, в котором удерживающий обод 60 будет отводиться от трубной муфты 20, в результате чего дверца 30 может быть открыта оператором. Удерживающий обод 60 содержит набор соединенных между собой промежуточных сдвижных блоков 66, два крайних сдвижных блока 67, которые соединены с примыкающими к ним промежуточными сдвижными блоками 66, и замковый сдвижной блок 80, соединенный с крайними сдвижными блоками. Чтобы отпереть и открыть дверцу 30 для обеспечения доступа через входное отверстие 12 к содержимому камеры, используются простые операции.

На фиг.5-8 иллюстрируется перевод закрывающего устройства 10 из закрытого положения с зацеплением в открытое положение. Закрывающее устройство 10 устроено таким образом, чтобы оператор не мог открыть дверцу 30 без ее предварительного отпирания. Операция отпирания дверцы 30 включает извлечение запирающего механизма 50, обеспечивающего предупреждение о повышенном давлении, которое содержит стержень 52 с резьбой и рукоятку 54 (см. фиг.6). Стержень 52 с резьбой проходит в сквозном отверстии 44 с резьбой в дверце 30 (см. фиг.8). Запирающий механизм 50 обеспечивает предупреждение оператора, если внутри камеры имеется остаточное давление Р. Таким образом, в закрывающем устройстве 10 перед открытием дверцы 30 обеспечивается предупреждение оператора о возможных опасных условиях внутри камеры. После установки запирающего механизма 50, обеспечивающего предупреждение о повышенном давлении, предотвращается перемещение ручки 68 управления удерживающим ободом, и, таким образом, обеспечивается надежная фиксация удерживающего обода 60 в раздвинутом положении, то есть в положении зацепления (см. фиг.5).

После того как оператор убеждается, что в камере нет повышенного давления, и дверца 30 отперта, он может вывести удерживающий обод 60 из зацепления с трубной муфтой 20 с помощью ручки 68 управления удерживающим ободом (см. фиг.7). Ручка 68 управления удерживающим ободом присоединена к лицевой пластине 36 с помощью штифта 72, который является осью вращения ручки 68, и соединительного звена 70 ручки, который соединен с ручкой 68 с помощью штифта 74. С помощью ручки 68 управления можно перевести удерживающий обод 60 из раздвинутого положения (зацепление) в сдвинутое положение (вывод из зацепления). Дверца 30 при этом будет выведена из зацепления с трубной муфтой 20 и может быть открыта с помощью ручки 40 открытия дверцы (см. фиг.8).

Как показано на фиг.1-4, кольцевой удерживающий обод 60 составлен из набора соединенных между собой промежуточных сдвижных блоков 66, двух крайних сдвижных блоков 67 и замкового сдвижного блока 80. Сдвижные блоки 66, 67, 80 обеспечивают передачу давления Р, действующего на дверцу 30, на трубную муфту 20. Удерживающий обод 60 в раздвинутом положении передает напряжения, создаваемые давлением Р, посредством сдвиговой нагрузки, действующей по толщине "t" каждого из сдвижных блоков 66, 67, 80 (см. фиг.9 и 10). Удерживающий обод 60 в сдвинутом положении выходит из канавки 26 в трубной муфте 20, то есть дверца 30 выходит из зацепления с трубной муфтой 20 и может быть открыта, в результате обеспечивается доступ внутрь камеры через входное отверстие 12 (см. фиг.8).

Как показано на фиг.9, сдвижные блоки 66, 67 соединены друг с другом штифтами 62, так что одно движение ручки 68 управления удерживающим ободом будет выводить все сдвижные блоки 66, 67 из зацепления с трубной муфтой 20. Каждый промежуточный сдвижной блок 66 имеет выпуклый 64А и вогнутый 64 В криволинейные концы. Концы 64 сформированы таким образом, что конец 64А одного сдвижного блока 66 входит в конец 64 В соседнего сдвижного блока 66. Аналогично каждый крайний сдвижной блок 67 имеет выпуклый 64А или вогнутый 64 В криволинейные концы, в зависимости от того, с каким промежуточным сдвижным блоком 66, четным или нечетным, соединен это крайний сдвижной блок 67. Противолежащий конец крайнего сдвижного блока 67 взаимодействует с замковым сдвижным блоком 80. Каждый конец 64 имеет вырез 65, в который входит противолежащий сопряженный конец 64 соседнего сдвижного блока 66 или 67. Каждая пара соседних промежуточных сдвижных блоков 66 соединена штифтом 62. Конец 64 крайнего сдвижного блока 67 также соединен с соседним сдвижным блоком 66 с помощью штифта 62.

Конфигурация соединенных между собой сдвижных блоков 66, 67 обеспечивает поворот в ограниченных пределах каждого из сдвижных блоков 66, 67 относительного соответствующего соседнего сдвижного блока 66. В результате такого вращения весь удерживающий обод 60 может сжиматься, переходя из раздвинутого положения зацепления в сжатое (сдвинутое) положение, в котором он выходит из зацепления с трубной муфтой 20. На фиг.10 показан другой вариант удерживающего обода 60, в котором промежуточные сдвижные блоки 66 и крайние сдвижные блоки 67 имеют плоские концы 64 и вырезы 65, в которые входят пластинчатые соединительные звенья 69 и штифты 62. Так же, как и в предыдущем варианте, каждый сдвижной блок 66, 67 может поворачиваться в ограниченных пределах относительно соседнего сдвижного блока 66.

Как показано на фиг.1-4, замковый сдвижной блок 80 является замыкающим сдвижным блоком удерживающего обода 60. Замковый сдвижной блок 80 может перемещаться в ограниченных пределах по вертикали, причем он завершает зацепление с канавкой 26 в трубной муфте 20, когда удерживающий обод 60 находится в раздвинутом положении зацепления. Замковый сдвижной блок 80 также используется для привода всех остальных соединенных между собой сдвижных блоков 66, 67 удерживающего обода 60. Крайние сдвижные блоки 67 обеспечивают связь промежуточных сдвижных блоков 66 с замковым сдвижным блоком 80. Перемещение вниз по вертикали замкового сдвижного блока 80 посредством приводного соединительного звена 84 и соединительного звена 70 ручки из центрального расположения на дверце 30 в направлении кромки 38 дверцы 30 приводит к раздвиганию удерживающего обода 60. Аналогично перемещение по вертикали вверх замкового сдвижного блока 80 заставляет удерживающий обод 60 сдвигаться, в результате чего он выходит из зацепления с трубной муфтой 20. В процессе перемещения по вертикали вверх приводного соединительного звена 84 смещающие штифты 94, перемещающиеся по криволинейным прорезям 96 лицевой пластины 36, поддерживают нужное положение приводного соединительного звена 84 относительно сдвигающегося удерживающего обода 60.

В раздвинутом положении зацепления все сдвижные блоки 66, 67 удерживающего обода и замковый сдвижной блок 80 удерживаются в зацеплении с канавкой 26 трубной муфты 20. В сдвинутом положении выхода из зацепления соединенные между собой сдвижные блоки 66, 67 прижимаются к внешней поверхности дверцы 30 выступами 90, отходящими от боковых стенок 32 (см. фиг.5 и 6). Боковые стенки 32 ограничивают движение соединенных между собой сдвижных блоков 66, 67, обеспечивая концентрическую форму удерживающего обода 60 в сдвинутом положении. Боковые стенки 32 также поддерживают переднюю пластину 36 закрывающего устройства 10.

Замковый сдвижной блок 80 удерживается в фиксированном положении над лицевой поверхностью 48 дверцы 30 под передней пластиной 36 с помощью смещающих штифтов 82, обеспечивающих выдерживание величины смещения от поверхности 48 дверцы 30. Эти смещающие штифты 82 обеспечивают также перемещение замкового сдвижного блока 80 только по вертикали, поскольку концы 88 смещающих штифтов 82 двигаются в вертикальных прорезях 86 в передней пластине 36. Передняя пластина 36 проходит за кольцевую кромку 18 трубной муфты 20 для обеспечения установки стойки 34 петлевого шарнира для прикрепления передней пластины 36. Стойка 34 петлевого шарнира служит в качестве оси вращения в подшипниках 28 шарнира. Подшипники 28 петлевого шарнира удерживаются в кронштейнах 22 петель, которые приварены к трубной муфте 20.

Хотя предпочтительные варианты конструкции закрывающего устройства 10 описаны с определенной степенью конкретизации, однако терминология использована в описании для целей описания и никоим образом не ограничивает объем изобретения. В конструкцию и расположение частей рассмотренных вариантов могут быть внесены многочисленные изменения, не выходящие за пределы сущности и объема изобретения. Поэтому объем настоящего изобретения, в котором предлагается закрывающее устройство, ограничивается только прилагаемой формулой изобретения, включая все возможные эквиваленты.

1. Закрывающее устройство, содержащее:трубную муфту с входным отверстием, которая может быть присоединена к камере повышенного давления;дверцу для герметизации входного отверстия; икольцевой удерживающий обод, расположенный на дверце;причем кольцевой удерживающий обод состоит из набора соединенных между собой сдвижных блоков и замкового сдвижного блока, который взаимодействует со сдвижными блоками, каждый из которых может поворачиваться в ограниченных пределах относительного соседнего сдвижного блока, и части каждого сдвижного блока и замкового сдвижного блока могут входить в зацепление с внутренним профилем трубной муфты; илинейное перемещение замкового сдвижного блока обеспечивает поворот каждого из сдвижных блоков в ограниченных пределах, в результате чего кольцевой удерживающий обод стягивается из раздвинутого положения зацепления в сдвинутое положение выхода из зацепления с трубной муфтой.

2. Закрывающее устройство по п.1, в котором линейное перемещение осуществляется по вертикали.

3. Закрывающее устройство по п.1, содержащее также набор штифтов сдвижных блоков, причем по меньшей мере один конец каждого сдвижного блока входит в противолежащий конец соседнего сдвижного блока и соединяется с ним с помощью штифта.

4. Закрывающее устройство по п.3, содержащее также набор пластинчатых соединительных звеньев сдвижных блоков.

5. Закрывающее устройство по п.1, в котором сдвижные блоки удерживающего обода выбирают из группы, состоящей из промежуточного сдвижного блока и крайнего сдвижного блока.

6. Закрывающее устройство по п.5, в котором каждый промежуточный сдвижной блок имеет первый и второй концы, причем второй конец первого промежуточного сдвижного блока может сопрягаться с первым концом соседнего второго промежуточного сдвижного блока.

7. Закрывающее устройство по п.5, в котором каждый крайний сдвижной блок имеет первый и второй концы, причем первый конец может сопрягаться с противолежащим концом соседнего промежуточного сдвижного блока.

8. Закрывающее устройство по п.1, в котором каждый сдвижной блок удерживающего обода и замковый сдвижной блок имеют толщину "t", обеспечивающую эффективную передачу напряжений, создаваемых давлением, действующим на внутреннюю поверхность дверцы, на трубную муфту, когда удерживающий обод находится в раздвинутом положении зацепления.

9. Закрывающее устройство по п.1, в котором внутренний профиль трубной муфты содержит кольцевую канавку, в которую может входить кольцевой удерживающий обод, когда он находится в раздвинутом положении зацепления.

10. Закрывающее устройство по п.1, содержащее также боковую стенку, расположенную на внешней поверхности дверцы, причем эта боковая стенка обеспечивает надежную фиксацию кольцевого удерживающего обода, когда он находится в сдвинутом положении выхода из зацепления.

11. Закрывающее устройство по п.1, содержащее также лицевую пластину с прорезью и по меньшей мере один смещающий штифт, который взаимодействует с замковым сдвижным блоком и может перемещаться в этой прорези.

12. Закрывающее устройство по п.1, содержащее также ручку управления удерживающим ободом.

13. Закрывающее устройство по п.12, содержащее также приводное соединительное звено удерживающего обода, которое связано с ручкой управления удерживающим ободом и с замковым сдвижным блоком.

14. Закрывающее устройство по п.12, содержащее также запирающий механизм, обеспечивающий предупреждение о повышенном давлении, который входит в часть ручки управления удерживающим ободом.

15. Способ обеспечения доступа ко входному отверстию камеры повышенного давления и его герметизации с помощью закрывающего устройства, содержащего:трубную муфту с входным отверстием, которая может быть присоединена к камере повышенного давления;дверцу для герметизации входного отверстия;кольцевой удерживающий обод, расположенный на дверце; иручку управления удерживающим ободом; при этом способ включает:- формирование кольцевого удерживающего обода из набора соединенных между собой сдвижных блоков и замкового сдвижного блока, который взаимодействует с противолежащими концами соединенных между собой сдвижных блоков;- приведение в действие ручки управления удерживающим ободом, которая связана с замковым сдвижным блоком, для раздвигания наружу в радиальном направлении кольцевого удерживающего обода, когда он находится в сдвинутом положении выхода из зацепления с кольцевой канавкой, расположенной на внутреннем профиле трубной муфты, и для сдвигания внутрь в радиальном направлении удерживающего обода, когда он находится в раздвинутом положении зацепления с кольцевой канавкой.

16. Способ по п.15, включающий также осуществление соединения запирающего механизма, обеспечивающего предупреждение о повышенном давлении, с ручкой управления удерживающим ободом, причем когда запирающий механизм находится в зацеплении с ручкой управления удерживающим ободом, он запирает ручку управления удерживающим ободом.