Устройство для загрузки и разгрузки аппаратов, работающих под давлением или вакуумом

Устройство для загрузки и разгрузки аппаратов, работающих под давлением или вакуумом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СССР рро / 9®, Класс 12g, 2„„;

24е, 9

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зарегистрировано в Бюро изобретений Госплана при СНК СССР

Э. Р. Краевский

Устройство для загрузки и разгрузки аппаратов, работающих под давлением или вакуумом.

Заявлено 4 февраля 1937 года в НКХП за № 437 с присоединением заявок от 27 феараля 1937 года за №№ 5164 я 5210.

Опубликовано 28 февраля 1941 года.

Во многих химических процессах при современном состоянии техники прихо- дится применять при обработке сыпучих и кусковых материалов высокие и сверхвысокие давления или же высокий вакуум. При этом материал приходится вводить периодически, что связано с необходимостью наличия эффективно действующих уплотнений питательных и выгружающих приспособлений, до настоящего времени техникой достаточно не освоенных.

Предлагаемое устройство ставит себе целью создание таких надежно уплотненных питателей и выгружателей для аппаратов, работающих при высоких и сверхвысоких давлениях или вакууме, с полной механизацией процесса загрузки и выгрузки материала, По существу устройство представляет собой род шлюзного затвора с задвижками или кранами, последовательно открывающимися и закрывающимися по принципу шлюзов и с автоматическим управлением от оси механического привода.

Отличительной особенностью устройства, позволяющей использовать его для высоких и сверхвысоких (порядка

500 атм. и выше) давлений и высокого вакуума является, согласно изобретению, применение золотниксвого механизма, связанного с управлением кранов или задвижек, при помощи которого производится уравновешивание давлений в промежуточном отделении устройства, в которое временно поступает подаваемый (или выпускаемый) материал, то с давлением в аппарате, то с атмосферным давлением, путем соединения этого отделения то с внутренней полостью аппарата, находящейся под рабочим давлением или вакуумом, то с атмосферой.

На чертеже фиг. 1 показывает вид питателя такого устройства в вертикальном разрезе с затворами в виде кранов; фиг. 2 — то же вертикальный разрез питателя с кранами, плоскостью, перпендикулярной к фиг. 1; фиг. 3— при вод для управления затворами устройства; фиг. 4 — разрез по оси одного из затворов, выполненного в форме крана для аппарата высокого или сверхвысокого давления; фиг. 5 — поперечный разрез по линии 1 — 1 фиг. 4; фиг. 6 и 7 — схематический поперечный разрез такого же крана в откры59035 том и закрытом положении; фиг. 8 и

9 — соответствующие фиг. 6 и 7 развертки поверхности гнезда для пробки крана; фиг. 10 — вертикальный разрез выгружателя устройства, выполненного по тому же принципу, что и питатель; фиг. 11 и 12 — два разреза питателя устройства с затворами, выполненными в форме плоских задвижек; фиг. 13 и 14 — такие же два вертикальных разреза питателя с затворами, выполненными в виде поршней.

В форме выполнения по фиг. 1 — 10 питатель устройства для аппарата, работающего под давлением или вакуумом, состоит из следующих основных узлов: загрузочного приспособления I, переходного клапана II, камеры А под ним, верхнего затвора III, промежуточной камеры (шлюза) Г для пода ваемого материала, второго переходного клапана IV, нижнего затвора V, двух камер В и Д над и под затвором V, золотникового механизма VI и распределительног0 устройства Б, вал которого получает вращение от какоголибо привода.

Загрузочное приспособление 1 (фиг.

1 и i) состоит, в свою очередь, из воронки 1 и цилиндрической приемной камеры lа, в корпусе которой по вращательно укрепленной оси 3 заклинена четырехлопастная крыльчатка 2 дозировщика. По обоим концам оси 3 закреплены кроме того два храповых колеса 7, в зубья которых упираются собачки 4 и 8. Собачка 4 шарнирно укреплена на конце рычага 4а, свободно сидящего на конце оси 3, и в свою очередь шарнирно соединенного с тягой 5, периодически подаваемой взад и вперед от распределительного устройства Б, а собачка 8 шарнирно закреплена на корпусе камеры lа воронки 1 и служит для предупреждения обратного поворачивания храповика 7, а вместе с ним и крыльчатки 2. При каждом ходе тяги 5 взад и вперед крыльчатка 2 поворачивается на 90 .

В нижней своей части цилиндрическая камера la дозировщика переходит в прямоугольный канал 9, перекрытый откидной пластинкой б переходного клапана II, укрепленного на поворотной оси ба, на наружном кон- це которой закличен рычаг 10, шарнирно связанный с тягой 11. При помощи этой тяги, получающей движение от распределительного устройства Б, в нужный момент пластина клапана 6 поворачивается вниз в показанное на фиг. 1 пунктиром положение, открывая проход из камеры l а дозировщика в камеру A над затвором III.

Механизм затвора III состоит изкорпуса 12, в конической выточке которого помещается хорошо пригнанная к ней коническая же пробка 13 крана с прямоугольным отверстием, разделенным перегородкой 14 на два смежных канала 14а, 14с. Пробка 13 кранаснабжена с Широкой своей стороны осью

15а с рычагом 15, который тягой 16, шарнирно, сочлененной с ним, связан с распределительным механизмом Б.

В положении, показанном на фиг. 1, кран 13 закрыт, а в положении фиг. 2 — открыт.

Для плотного прилегания пробки 13 к стенкам своего гнезда в корпусе 12 она находится под действием спиральной пружины 42, упирающейся одним своим концом в пробку, а другим— в крышку 49, прикрепленную к корпусу 12. Ось 15а пробки уплотнена при помощи сальника 43 с набивкой 43а.

Противоположная сторона гнезда пробки 13 закрыта крышкой 50 с ввинченным в нее установочным винтом 41 для регулирования силы прижима пробки к стенкам ее гнезда.

В одной из крышек 50 и в корпусе

12 с двух сторон пробки имеются каналы 40 для ввинчивания в них штуцеров, предназначенных для отвода случайно просочившихся газов или паров наружу или же в сосуд для их утилизации.

Под краном 13 корпус 12 образует прямоугольную промежуточную камеру Г, являющуюся собственно шлюзом, в которую подается материал из дозировщика 1 и из которой в следующей стадии работы устройства материал поступает в аппарат, работающий под давлением (или вакуумом).

Снизу камера Г перекрыта откидной пластинкой 25 второго переход ного клапана IV, сидящей на оси 25а, на конце которой насажен .рычаг 26, шарнирно связанный с тягой 27.

59035

При помощи этой тяги, управляемой распределительным устройством Б, пластинка 25 может откидываться вниз в положение, показанное на фиг. 1 пунктиром, открывая материалу, находящемуся в камере Г, путь в камеру В над вторым затвором V, выполненным также в виде крана, состоящего из конической пробки 29, пригнанной к своему гнезду в корпусе 28 части V.

Кран этот, так же как и кран 13, имеет поперечный прямоугольный канал, разделенный стенкой 60 на два прохода 29а и 29с. На фиг. 1 и 2 кран

29 показан в открытом положении.

Так же KGK и у крана 13, кран 29 имеет односторонне расположен|ную ось 30а, проходящую через сальник 55 с сальниковой набивкой 55а. Пружиной 54, упирающейся в крышку 61, кран 9 прижимается к своему гнезду, причем сила прижима регулируется устано вочным винтом 53, пропущенным через крышку 52.

Торцевые полости с обоих концов пробки 29 имеют каналы 40 для штуцеров, имеющих такое же назначение, как и у крана 13.

На конце оси 30а укреплен рычаг

30, шарнирно соединенный с тягой 31, при помощи которой распределительное устройство Б производит в нужные моменты поворот крана 29.

На фиг. 3 показан боковой вид изображенного на фиг. 1 распределительного устройства для управления поворотом одного из кранов 13. Аналогичным образом производится и управление вторым краном 29 и промежуточными клапанами 6 и 25, Как уже указано было выше, рычаг

15 оси 15а пробки крана 13 шарнирно сочленен с тягой 16 (фиг. 1), которая в свою очередь шарнирно соединена с концом двуплечето рычага 17 (фиг.

1лЗ), укрепленного на оси 17а, проходящей через втулку 21а кронштейна

46. Кронштейн 46 несет в своих поди ипкиках вал 47 распределительного устройства, приводимого во вращение ремнем 48, огибающим заклиненный на валу 47 жкив 49 (фиг. 1 и 3).

Рьиаг 17 снабжен:двумя ро|ликами

22 и 23, расположенными в разных плоскостях, в которых расположены также кулачные шайбы 18 и 19, закрепленные на валу 47. При вращении вала 47 в направлении, указанном на фиг. 1 стрелкой, кулак 18, встречая на своем пути ролик 22, отклоняет рычаг

17 в положение, показанное на фиг. 1 пунктиром, и заставляет кран )3 повернуться на: 90 и открыться.

После совершения валом 47 определенной части оборота, например, 180, кулачный диск выходит из сферы действия ролика 22, но зато на ролик 23 набегает кулачный диск 19 и поворачи вает рычаг 17 на 90 обратно, закрывая таки м образом кран 13.

Аналогичным образом работает и кран 29 при помощи рычага 32, а также и клапана 6 и 25.

Для того, чтобы материал при прохождении из одной камеры в другую (из 1а в А, из А в Г, из Г в В и из

В в Д) не застревал, каждая нижележащая камера сделана шире, чем другая, расположенная над ней.

Так как при подаче материала из воронки 1, находящейся под атмосферным давлением, в камеру Г, где господствует рабочее давление, иногда во много раз превышающее атмосферное, или же, наоборот, значительно ниже атмосферного, необходимо изолировать промежуточную камеру Г как от того, так и от другого, и уравнять давление в ней в момент после введения материала с рабочим давлением внутри аппарата, а в момент после ее опорожнения — с наружным атмосферным давлением, то все камеры Г, В и Д снабжены специальными каналами 35, 36, 38, которые при помощи трубок 35а, 36а, 38а присоединены к штуцерам золотникового механизма VI, состоящего из цилиндра 20 с поршневым шибером 33а, 33b, 33с, шток которого тягой 39 связан с рычагом, управляемым кулаком распределительного устройства, аналогично рычагу 17.

Кроме того, камера А имеет канал

34, сообщающийся трубкой 34а с предохран ительным клапаном 34Ь (фиг. 1)

Приспособление для выгрузки изаппарата обработанного материала (фиг.

10) устроено совершекно аналогично питателю, с той только разницей, что оно присоединяется верхней своей частью к аппарату, причем над питателем ib с крыльчаткой 2b поиещает59035 ся, в случае надобности измельчать материал, еще деэинтегратор 56, над и под которым располагаются соеди нительные каналы Ж и И. Далее, под крыльчаткой помещается первый промежуточный клапан 6Ь, нод ним кран

13b, далее второй промежуточныйклапан 25Ь и, наконец, второй кран 29b.

С зологниковым механизмом VIbiHpH помощи соответствующих трубок сообщаются камеры Г и В и все остальные камеры А, И, 5К аппарата, где господствует рабочее давление.

Действие всего предлагаемого устройства происходит следующим образом.

Перед началом работы крыльчатка 2 питателя неподвижна, причем верхняя ячейка ее загружена материалом. Клапаны 6 и 25 и краны 13 и 29 закрыты.

Поршни 33 золотникового механизма VI находятся в крайнем левом положении и камеры Г и В через цилиндр

20 золотника сообщаются трубкой 37 с атмосферой, камера же Д сообщается с полостью цилиндра 20 золотника, замкнутой между поршнями 33b и 33с.

Начинается работа устройства с того, что открывается кран 13. Затем крыльчатка 2 собачкой 4, действующей на храповик 7, поворачивается на 90 тягой 5, управляемой таким же рычагом, как 17, на который действуют подобные 18, 19 кулаки, сидящие на валу 47 распределительного механизма.

Вследствие этого материал, при предыдущем цикле захваченный крыльчаткой 2, проваливается в камеру Г, в которой в это время господствует атмосферное давление.

Вслед затем закрывается клапан 6, а за ним кран 13, и золотниковый поршень передвигается в крайнее npaiaoe положение, при котором давление в камере Г и В уравнивается с давлением в камере Д и в аппарате.

После этого открывается кран 29 (положение фиг. 1); а за ним клапан

25, и материал ссыпается в аппарат, клапан 25 снова закрывается, за ним закрывается кран 29, и поршни золотника передвигаются . в крайнее левое положение (фиг. 1), сообщая камеры

В и Г снова с атмосферой через трубку, 37.

Золвтеик .VI, производящий в нужные моменты выравнивание давлений, позволяет производить открывание и закрывание краснов без больших усилий.

Выгрузка происходит аналогично загрузке, как легко проследить по фиг.

10.

Для возможности применения устройства для оверхвbIсoких давлений, порядка сотен атмосфер, конусные пробки кранов снабжаются особой системой уплотнений, показанной на фиг.

4 — 9.

Здесь пробка 13 имеет два конца оси

15а, 15Ь, которые пропущены через крышки 49, 50 корпуса 12 не через сальники, как в форме вы полнения по фиг. 1 .и 2, а через специальные лабиринтные уплотнения 56, 57, онабженные в средней своей части уширенными каналами 58, 59, в которые через штуцеры 61, 62 подается под давлением паста, состоящая из смеси графита с минеральным маслом, заполняющая лабиринты 56, 57 и герметизирующая выводы осей 15а, 15b наружу.

В самой пробке 13 имеются сквозные каналы 63, через которые да вление передается в полости (а) и (b) по обе стороны торцев пробки 13. При этом диаметры осей 15а, 15b подбираются таким образом, чтобы площадь давления на пробку 13 крана в полости (b) была больше, чем в полости (а), благодаря чему пробка 13прижимается к стенкам своего гнезда.

Для уплотнения самой пробки 13 крана в ее гнезде, кроме тщательной пригонки, па по верхности пробки 13 предусмотрен ряд дугообразных 64 и кольцевых 65 ка навок, соединенных между собою перпендикулярными к ним канавками 66, а на поверхности гнезда в корпусе 12 — четыре. продольные канавки 67, На фиг. 6 и 7 показано положение крана 13 в открытом и закрытом состоянии, а п3 фиг. 8 и 9 — cooTEpTствующие им развертки поверхности пробки крана 13.

Пунктиром на фиг. 8 и 9 показаны канавки на поверхности гнезда пробки в корпусе 12.

В корпусе 12 проделаны кроме того каналы 68, 69, через которые паста под . давлением подается в канавки 65, ат59035

;куда она расходится по остальным канавкам, производя уплотнение трущихся поверхностей пробки крана 13 и его гнезда.

В промежуточном между показанными на фиг. 6, 8 и 7, 9 положении крана, когда отверстие его пробки пересекает продольные канавки 67, последние разобщены от канавок 65, la которые подается паста через каналы 68, 69.

Таким же образом устроены и все .остальные краны 29, 13а и 29а.

Форма выполнения устройства, изображенного на фиг. 11 и 12, отличает ся от описанных выше тем, что здесь затворы выполнены не в виде конусных кранов, а в виде задвижек, аналогичных задвижкам Лудло.

Как видно из чертежа, верхняя за-, дви>кка 70 прижимается пружиной 71 к зеркалу верхней крышки 72 и получает поступательное движение от што- ка 73, проходящего через сальник 74.

При повышении давления снизу за-, движка прижимается к зеркалу крышки 72, давая надежное уплотнение.

Аналогично устроена и нижняя задвижка 75 с ее пружиной 76 и штоком 77.

В остальном устройство аналогично они сан ному выше.

Разгрузочное устройство выполнено также с задвижками вместо кранов.

Для сверхвысоких давлений уплотнение может быть выполнено также с канавками, заполняемыми пастой, как указано на развертке фиг. 8 и 9.

Затворы могут быть выполнены так- же в виде поршней 78, 79, как,пока-зано на фиг. 13 и 14.

Здесь в цилиндрическую выточку корпуса 12 (фиг. 13) вставлен поршень

78, приводимый в движение шарнирно сочлененным с ним штоком 73. Поршень 78, изображенный на фиг. 13 в открытом состоянии, т. е, когда прямоугольное отверстие в его средней части совпадает с каналом, образуемом камерами А и Г, снабжен на обоих своих концах поршневыми кольцами 80, обеспечивающими необходимое уплотнение. Кроме того, по обе стороны поршня на поверхности цилиндра имеются две кольцевые канавки 65, а на поверхности цилиндрической выточки корпуса 12 — продольная канавка 67, в которую паста подается под давлением через канал 68 в корпусе 12.

Аналогично может быть устроено уплотнение и у нижнего поршневого затвора 79.

Для того, чтобы порш ни при своем осевом движении не поворачивались, задний конец поршня 78 может быть снабжен направляющей 81 прямоугольного сечения, проходящей заднюю крышку 50, или же зубцом 82, как у поршня 79, скользящим в направляющем пазу 83 корпуса 28.

В остальном устройство и действие питателя не отличаются от описанных выше.

Аналогично может быть устроен и выгружатель.

Предмет изобретения.

1. Устройство для загрузки и разгрузки аппаратов, работающих под давлением или вакуумом с применением дозатора и расположенных в загрузочной и разгрузочной трубе кранов нлп шиберов с автоматическим управлением от механического привода, о т л ича ю щ ее,с я тем, что для уравновешивания давления в отделениях В и "; трубы оно (устройство) снабжено золотнико вым механизмом VI, связанным с приводом кранов Б и предназначенным для соединения указанных отделений трубы с внутренней полостью

Д аппарата или с атмосферой.

2. Форма выполнения устройства по п, 1, отличающаяся тем, что пробки проходных кранов снабжены каналами 63, соединяющими торцевые части крана с внутренней полостью его для осуществления прижатия пробок к их гнездам.

К авторскому свидетельству М 59035

Цена 35 коп.

Госпланиздат

Отв. редактор П. В. Никитин

Тип. «Сов. печ.». М 49529. Зак. Ма 180б †5