Затвор герметичный

Затвор герметичный предназначен для использования в области пересыпки мелкодисперсных веществ, для герметичного перекрытия полостей аппаратов, камер, боксов, может найти применение в радиохимической, химической, фармацевтической и других отраслях промышленности.

Сущность полезной модели: Затвор герметичный включает верхний и нижний корпуса цилиндрической формы, заслонку с установленной крышкой с прокладкой уплотнительной, плиту нажимную, приводы плиты нажимной, рычаг поворотный с кольцом фиксирующим, также на верхнем корпусе имеется горловина с фланцем, герметично закрываемая пробкой с прокладкой уплотнительной.

Отличается тем, что содержит привод поворота рычага, посредством которого перемещается заслонка. На плите нажимной имеется патрубок защитный, препятствующий попаданию продукта во время пересыпки во внутреннюю полость затвора. В центре заслонки есть элемент сферической формы, с помощью которого крышка с прокладкой уплотнительной имеет возможность самоустановки при поджиме к уплотняемой поверхности. Для герметичности соединения верхнего и нижнего корпусов применена прокладка металлическая, зажатая между заостренными выступами. В пробке имеются байонетные пазы для возможности быстроразъемного соединения с фланцем горловины. Прокладки уплотнительные, устанавливаемые в крышку и пробку, выполнены по сечению в форме круга и, как следствие, имеют меньшую площадь контакта с уплотняемыми поверхностями. В крышке имеется кольцевая проточка, выполненная по сечению в форме «ласточкиного хвоста», Для установки прокладки уплотнительной.

Затвор герметичный предназначен для использования в области пересыпки мелкодисперсных веществ, для герметичного перекрытия полостей аппаратов, камер, боксов, может найти применение в радиохимической, химической, фармацевтической и других отраслях промышленности.

Известен затвор шиберный герметичный ОСТ 95.431-76 (стр.5), принятый в качестве аналога.

Затвор шиберный герметичный содержит корпус, заслонку, перемещаемую рычагом (в аналоге - винтом ходовым), привод поворота рычага (в аналоге - привод), планку нажимную, втулку уплотнительную и кольцо упорное (в аналоге - узел уплотнения ходового винта), прокладку уплотнительную (в аналоге - уплотнительный элемент).

Недостатком данного технического решения являются невысокие эксплуатационные характеристики: перепад давления между перекрываемыми аппаратами не должен превышать 196 Па (20 мм водяного столба), при температуре эксплуатации до +50°C. Также недостатком является сложность замены уплотнительного элемента, отсутствие технологической изоляции зоны проходного отверстия и, как следствие, невозможность пересыпки мелкодисперсных веществ, так как они будут попадать во внутреннюю полость затвора. Недостатком является и то, что передача движения от привода к заслонке осуществляется посредством передачи «винт ходовой - гайка», которая склонна к заклиниванию, требует смазки и имеет низкий ресурс работы из-за повышенного трения в паре винт-гайка.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому устройству является «Шиберное устройство» по авторскому свидетельству 421839, кл. F16k 3/00, 24.04.1972, принятое в качестве прототипа.

Устройство состоит из верхнего и нижнего корпусов цилиндрической формы, заслонки (в прототипе - поворотный диск) с установленной крышкой (в прототипе - вставка) с прокладкой уплотнительной (в прототипе - уплотнительный элемент), плиты нажимной (в прототипе - фланец подвижной), приводов плиты нажимной (в прототипе - пневмопружинные приводы), рычага поворотного с кольцом фиксирующим (в прототипе - водило), также на верхнем корпусе имеется горловина с фланцем, герметично закрываемая пробкой с прокладкой уплотнительной (в прототипе - уплотнительное кольцо).

Недостатком данного технического решения является невозможность полностью автоматизировать работу устройства, по причине отсутствия привода поворота водила, оно поворачивается либо вручную, либо манипулятором. Также при открывании-закрывании проходного отверстия поворотный диск перемещает «грязную» кольцевую вставку (кольцевая вставка устанавливается в проходное отверстие на время пересыпки продукта) по всей полости шиберного устройства, что приводит к накоплению там продукта пересыпки. Вследствие прямоугольной формы уплотнительных элементов в сечении и большой площади контакта недостатком является прилипание уплотнительного элемента к уплотняемой поверхности.

Недостатком являются невозможность работы устройства при высоких температурах, так как возможно размагничивание магнитов (точка Кюри) и недолговечность работы в радиационных полях - для герметичности соединения верхнего и нижнего корпусов применена резиновая прокладка, сохраняющая уплотнительные свойства в радиационных полях ограниченное время, которое может быть меньше необходимого срока службы устройства. Данную прокладку нельзя заменить дистанционно, требуется полная разборка устройства.

Указанные выше недостатки отсутствуют в предлагаемом в качестве полезной модели техническом решении.

Заявляемая полезная модель «Затвор герметичный» отличается от прототипа тем, что содержит привод поворота рычага, посредством которого перемещается заслонка. На плите нажимной имеется патрубок защитный, препятствующий попаданию продукта во время пересыпки во внутреннюю полость затвора. В центре заслонки есть элемент сферической формы, с помощью которого крышка с прокладкой уплотнительной имеет возможность самоустанавливаться при поджиме к уплотняемой поверхности. Для герметичности соединения верхнего и нижнего корпусов применена прокладка металлическая, зажатая между заостренными выступами. В пробке имеются байонетные пазы для возможности быстроразъемного соединения с фланцем горловины. Отсоединение пробки от фланца горловины, с целью замены крышки с прокладкой, производится манипулятором без использования отдельного привода. Прокладки уплотнительные, устанавливаемые в крышку и пробку, выполнены по сечению в форме круга и, как следствие, имеют меньшую площадь контакта с уплотняемыми поверхностями, следовательно требуется меньшее усилие для их прожатия, по сравнению с прямоугольными уплотнительными элементами в прототипе. В крышке имеется кольцевая проточка, выполненная по сечению в форме «ласточкиного хвоста», для установки прокладки уплотнительной.

Технической задачей заявляемой полезной модели является создание затвора герметичного, при эксплуатации которого будет возможно герметичное соединение замкнутых полостей аппаратов, камер или боксов и скорейшее разъединение полостей при необходимости. Также должна быть предусмотрена возможность пересыпки через затвор мелкодисперсных веществ, исключая возможность их попадания во внутреннюю полость затвора. Необходимо предусмотреть дистанционную (с помощью манипулятора) замену резиновой прокладки уплотнительной затвора, установленной в крышке, так как даже радиационно-стойкая резина сохраняет уплотнительные свойства в радиационных полях ограниченное время, которое может быть меньше необходимого срока службы затвора.

Технический результат, достигаемый при использовании полезной модели, заключается в возможности пересыпки через затвор мелкодисперсных веществ, благодаря изоляции зоны проходного отверстия затвора во время пересыпки. Герметичность достигается за счет равномерного прожатия резиновой прокладки уплотнительной, установленной во крышку. Равномерность прожатия обеспечивается самоустановкой крышки, за счет центрального сферического прижима. Для дистанционной замены (с помощью манипулятора - не является частью затвора герметичного) крышки с прокладкой, на корпусе затвора имеется горловина, закрываемая герметично пробкой, которая может быть отсоединена от фланца горловины манипулятором. Крышка выполнена из магнитящейся стали для возможности захвата электромагнитным съемником (на фигурах не указан), установленным на манипуляторе.

Заявленная полезная модель «Затвор шиберный герметичный» соответствует условиям патентоспособности.

Заявляемая полезная модель обладает новизной, так как совокупность ее существенных признаков неизвестна из уровня техники, как показали проведенные заявителем патентные исследования и представленный выше анализ аналогичных заявляемому технических решений.

Полезная модель промышленно применима, так как может быть использована в химической, радиохимической, фармацевтической и других отраслях промышленности.

И вся совокупность существенных признаков и каждый признак в отдельности воспроизводимы и не противоречат достижению желаемого технического результата.

Для подтверждения указанного выше представляем описание конкретного конструктивного выполнения заявляемого устройства и его работы.

Заявляемая полезная модель иллюстрируется чертежами. На Фиг. 1 изображен продольный разрез Затвора герметичного в рабочем положении «закрыт», на Фиг. 2 - вид сверху, на Фиг. 3 - разрез -A (линия разреза показана на Фиг 1), на Фиг. 4 - разрез Б-Б (линия разреза показана на Фиг 1), на Фиг. 5 - разрез Г-Г (линия разреза показана на Фиг 2), на Фиг. 6 - выносной элемент (место выноски на Фиг 4), на Фиг. 7 - выносной элемент В (место выноски на Фиг.1), на Фиг. 8 - выносной элемент Д (место выноски на Фиг.4), на Фиг. 9 показан продольный разрез затвора герметичного в рабочем положении «открыт», также здесь показано снятие манипулятором пробки для замены крышки с прокладкой уплотнительной, Фиг. 10 - разрез Ж-Ж (линия разреза показана на Фиг 9), на Фиг. 11 - аксонометрическая проекция затвора герметичного.

Затвор герметичный содержит корпус 1 нижний и корпус 2 верхний цилиндрической формы. В корпусе 1 расположены плита 3 нажимная и заслонка 4 цилиндрической формы. В центре заслонки 4 имеется элемент 5 сферической формы, на который устанавливается крышка 6 (см. Фиг. 1, 3, 4). В крышке 6 имеется кольцевая проточка, выполненная по сечению в форме «ласточкиного хвоста», в котором установлена прокладка 7 уплотнительная резиновая, выполненная по сечению в форме круга (см. Фиг. 8).

Заслонку 4 обхватывает кольцо 8 фиксирующее, закрепленное на рычаге 9 (см. Фиг. 3, 5). В нижней части корпуса 1 имеются два патрубка 10, 11, к которым крепятся приводы 12, 13. Для обеспечения герметичности при передаче движения от штоков приводов 12, 13 к плите 3 в днище корпуса 1 предусмотрены сильфоны 14, 15 сварные (см. Фиг. 4, 9).

В верхней части корпуса 1 предусмотрен фланец для соединения с корпусом 2. Корпус 2 имеет две горловины 16, 17. С целью предотвращения попадания продукта в полость затвора при пересыпке через горловину 17 на плите 3 имеется патрубок 18 защитный.

Горловина 16 предназначена для замены прокладки 7 и закрыта пробкой 19. В пробке 19 сделаны байонетные пазы, которыми пробка 19 устанавливается на шпильки 20 нестандартные (отличаются от стандартных наличием буртика на одном конце), вкрученные во фланец горловины 16 (см. Фиг. 7, 9, 10). На шпильках 20 предусмотрены гайки 21 нестандартные, отличающиеся увеличенным размером по высоте и наружной заходной фаской для удобства установки на них гайковерта (на фигурах не указан, не является частью затвора герметичного). Для того чтобы шпилька 20 не выкручивалась из фланца горловины 16, при откручивании гайки 21 предусмотрена контргайка 22, момент затяжки которой должен быть больше момента затяжки гайки 21. В пробке 19 имеется кольцевая проточка, выполненная по сечению в форме «ласточкиного хвоста», в котором установлена прокладка 23 уплотнительная резиновая, выполненная по сечению в форме круга (см. Фиг. 7).

На корпусе 2 расположен привод 24 поворота рычага 9, на штоке которого закреплен наконечник 25, находящийся в зацеплении с рычагом 9 (см. Фиг. 2). Для уплотнения зазора между осью поворота рычага 9 и патрубком 26 корпуса 2 применена втулка 27 уплотнительная из радиационно-стойкого фторопласта, на которую давит кольцо 28 упорное, прижимаемое планкой 29 нажимной (см. Фиг. 5). Для уменьшения трения при вращении оси рычага 9 предусмотрена втулка 30 из графита пропитанного свинцом.

Для герметичности соединения корпуса 1 и корпуса 2 применена прокладка 31 металлическая (из меди или алюминия), зажатая между заостренными выступами (см. Фиг. 6). Применение незаменяемых резиновых прокладок в радиационных полях нежелательно, так как резина сохраняет уплотнительные свойства в радиационных полях ограниченное время, которое может быть меньше необходимого срока службы аппарата.

Манипулятор 32 (не является частью затвора герметичного) необходим для отсоединения пробки 19 от горловины 16 и замены крышки 6 с прокладкой 7 (см. Фиг. 9).

Заявляемое устройство работает следующим образом.

Затвор герметичный встраивается в технологическую цепочку, используя фланец горловины 17 и нижний фланец корпуса 1. У затвора герметичного есть два рабочих положения:

- Закрыт (см. Фиг 1-4). Заслонка 4 с установленной в ней крышкой 6, перекрывает технологический проем и поджимается снизу плитой 3 к поверхности корпуса 2. На плиту 3 действуют через сильфоны 14, 15 штоки приводов 12, 13. Герметичность перекрытия проема достигается за счет равномерного прожатия прокладки 7, установленной в крышке 6. Равномерность прожатия обеспечивается с помощью элемента 5 сферического заслонки 4, которым заслонка 4 давит на крышку 6 (центральный сферический прижим).

- Открыт (см. Фиг. 9). При необходимости открытия технологического проема затвора штоки приводов 12, 13 перестают давить на плиту 3. Плита 3 опускается под собственным весом вместе с заслонкой 4 и крышкой 6. Привод 24 поворачивает рычаг 9, который посредством закрепленного на нем кольца 8, перемещает заслонку 4 до совмещения осей горловины 16 и заслонки 4. Затем штоки приводов 12, 13 поднимают плиту 3 до упора в поверхность корпуса 2 верхнего. Продукт можно пересыпать через затвор.

Также предусмотрена возможность дистанционной замены (с помощью манипулятора) прокладок 7 и 23. Периодическая замена этих прокладок необходима, так как даже радиационно-стойкая резина сохраняет уплотнительные свойства в радиационных полях ограниченное время, которое может быть меньше необходимого срока службы затвора.

Процесс замены прокладки 7 с крышкой 6, а также прокладки 23 с пробкой 19 осуществляется в следующем порядке:

- гайковертом (на фигурах не указан, так как в сосав затвора герметичного не входит), установленным на манипуляторе 32, откручиваются гайки 21 до упора в буртик шпильки 20.

- пробка 19 поворачивается манипулятором 32 против часовой стрелки до совмещения осей шпилек 20 с осями отверстий в байонетных пазах и затем удаляется (см. Фиг. 9, 10).

- электромагнитным съемником (на фигурах не указан, в состав затвора герметичного не входит), закрепленным на манипуляторе 32, крышка 6 удаляется вместе с прокладкой 7.

При использовании заявляемой полезной модели в производстве возникают следующие технические преимущества:

- возможность полной автоматизации процесса работы затвора герметичного, так как открывание-закрывание проходного отверстия затвора осуществляется приводом (установлен на корпусе затвора), а не вручную или манипулятором;

- высокая степень герметичности, благодаря равномерному прожатию прокладки уплотнительной, установленной в крышке. Равномерность прожатия обеспечивается самоустановкой крышки, за счет центрального сферического прижима;

- возможность пересыпки через затвор мелкодисперсных веществ;

- повышенный ресурс работы в условиях радиационного излучения (в горячих камерах), за счет: 1) возможности с помощью манипулятора (без последствий для обслуживающего персонала от вредного воздействия рабочей среды) заменять резиновые прокладки; 2) применения металлической прокладки для герметизации соединения верхнего и нижнего корпусов. Замена этой прокладки может потребоваться только в случае разборки и повторной сборки данного соединения.

1. Затвор герметичный, включающий верхний и нижний корпуса цилиндрической формы, заслонку с установленной крышкой с прокладкой уплотнительной, плиту нажимную, приводы плиты нажимной, рычаг поворотный с кольцом фиксирующим, также на верхнем корпусе имеется горловина с фланцем, герметично закрываемая пробкой с прокладкой уплотнительной, отличающийся тем, что содержит привод поворота рычага, в центре заслонки имеется элемент сферической формы, а на плите нажимной имеется патрубок защитный.

2. Затвор герметичный по п. 1, отличающийся тем, что на верхнем и нижнем корпусах имеются заостренные выступы, между которыми установлена прокладка металлическая.

3. Затвор герметичный по п. 1, отличающийся тем, что в пробке имеются байонетные пазы.

4. Затвор герметичный по п. 1, отличающийся тем, что прокладка уплотнительная, устанавливаемая в крышку, выполнена по сечению в форме круга.

5. Затвор герметичный по п. 1, отличающийся тем, что в крышке имеется кольцевая проточка, выполненная по сечению в форме «ласточкина хвоста».

РИСУНКИ