ВРАЩАЮЩИЙСЯ КЛАПАН-МИГАЛКА

Область техники
Полезная модель относится к области теплоэнергетики и может быть использована в системах пылеприготовления тепловых электростанций, работающих на твердом топливе.
Уровень техники
При эксплуатации системы пылеприготовления пылеугольных котлов важно обеспечить герметичность установки. Это связано с тем, что повышенные присосы в тракте приводят к ухудшению экономичности работы сушильно-мельничной системы и к нарушению условий ее безопасной эксплуатации. Для обеспечения герметичности систем пылеприготовления на ТЭС применяют клапаны-мигалки, устанавливаемые на бункерных течках.
Известен принятый в качестве прототипа патентуемой полезной модели клапан-мигалка, устанавливаемый герметично на выходной течке из бункера подачи кускового топлива в размольную мельницу системы пылеприготовления котельного агрегата, содержащий корпус с размещенным внутри него затвором периодического действия, снабженным подпружиненным стопорным механизмом, срабатывающем под действием накапливающейся в корпусе до заданного предела массы топлива (SU 1495577 А1 от 23.07.1989 [1]). Согласно [1] затвор клапана выполнен в виде плоской однолепестковой створки, соединенной через поворотную ось с противовесными грузами.
Клапану-мигалки согласно [1] присущи следующее недостатки:
- механизм поворота затвора клапана находится в зоне возможного контакта с угольной пылью, что снижает надежность его работы;
- низкая ремонтопригодность конструкции;
- сложность монтажа;
- громоздкость и повышенная металлоемкость конструкции;
- недостаточная герметичность системы в закрытом положении затвора клапана;
- неравномерное заполнение топливом выходного сечения затвора при его открытии, что может приводить к забиванию его топливом;
- низкий диапазон регулирования массы топлива, при котором происходит открытие затвора клапана.
Раскрытие полезной модели
Задачей патентуемой полезной модели является обеспечение высокой герметичности системы и надежности работы клапана-мигалки, а техническими результатами - упрощение конструкции клапана, предотвращение забивания стопорного устройства затвора угольной пылью, устранение зазоров между затвором клапана и бункерной течкой, равномерное по сечению течки ссыпание угля.
Для решения указанной задачи путем достижения указанных технических результатов в клапане-мигалке, устанавливаемый герметично на выходной течке из бункера подачи кускового топлива в размольную мельницу системы пылеприготовления котельного агрегата, содержащий корпус с размещенным внутри него затвором периодического действия, снабженным подпружиненным стопорным механизмом, срабатывающем под действием накапливающейся в корпусе до заданного предела массы топлива,
согласно патентуемой полезной модели,
корпус выполнен асимметричным относительно оси указанной течки;
затвор выполнен в виде лопастной крыльчатки с горизонтальным валом, установленным в подшипниковых втулках, закрепленных в противоположных стенках ассиметричной части корпуса, причем свободная периферийная часть каждой лопасти затвора снабжена уплотнительным пояском из синтетического эластичного материала, контактирующим без зазора со стенками корпуса, а один из концов указанного вала выведен за пределы корпуса;
стопорное устройство же выполнено в виде закрепленного на выходном конце указанного вала зубчатого колеса с односторонней профилированной поверхностью зубьев и фиксатора в виде подвижного подпружиненного стержня, поочередно контактирующего с профильной поверхностью каждого зуба указанного зубчатого колеса,
при этом подшипниковые втулки вала могут быть выполнены из износостойкого твердого синтетического материала с низким коэффициентом трения.
Причинно-следственная связь между совокупностью признаков патентуемой полезной модели и достигаемыми техническими результатами заключается в следующем. Выполнение корпуса ассиметричным с расположением в его ассиметричной части затвора, выполненного в виде лопастной крыльчатки с горизонтальным валом, позволяет упростить конструкцию клапана за счет перехода от качающегося рычажно-шарнирного механизма управления затвором к более простому вращающемуся лопастному механизму, исключающему необходимость применения противовесных грузов. Кроме того, затвор в виде лопастной крыльчатки обеспечивает равномерное по сечению течки ссыпание угля за счет полного открытия проходного сечения межлопастного пространства при прохождении лопасти через нижнее вертикальное положение.
Снабжение свободной периферийной части каждой лопасти затвора уплотнительным пояском из синтетического эластичного материала, контактирующего без зазора со стенками корпуса, позволяет устранить зазоры между затвором клапана и бункерной течкой.
Выполнение стопорного устройства лопастной крыльчатки в виде зубчатого колеса, закрепленного на выходном конце вала указанной крыльчатки и взаимодействующего с фиксатором в виде подвижного подпружиненного стержня, позволяет за счет вынесения указанного стопорного устройства за пределы корпуса клапана предотвратить забивание его угольной пылью, а также облегчить при необходимости возможность его ремонта.
Выполнение подшипниковых втулок вала из износостойкого твердого синтетического материала с низким коэффициентом трения дополнительно повышает ремонтопригодность клапана за счет увеличения срока службы данного узла по сравнению с подшипниками скольжения, требующими смазки.
Краткое описание фигур чертежа
На фиг. 1 схематически изображен общий вид клапана-мигалки согласно патентуемой полезной модели; на фиг. 2 - указанный клапан-мигалка в продольном разрезе; на фиг. 3 - укрупненное изображение места прохода вала крыльчатого затвора клапана через стенку ассиметричной части его корпуса; на фиг. 4 - отдельная лопасть затвора с уплотнительным пояском по ее периферии.
Перечень позиций чертежа
10 - течка; 20 - корпус; 21 - подшипниковая втулка вала; 22 - накладка корпуса для крепления подшипниковой втулки вала 30 - лопастная крыльчатка; 31 - лопасть; 311 - уплотнительный поясок лопасти; 32 - вал; 40 - стопорное устройство; 41 - зубчатое колесо; 411 - профилированный зуб; 42 - стержень; 43 - пружина.
Осуществление полезной модели
Клапан-мигалка устанавливается герметично на выходной течке 10 (фиг. 1) из бункера подачи кускового топлива в размольную мельницу системы пылеприготовления котельного агрегата (не показаны) и содержит корпус 20, выполненный асимметричным относительно оси указанной течки 10. Внутри корпуса 20 размещен (фиг. 2) затвор периодического действия, выполненный в виде лопастной крыльчатки 30 с лопастями 31 и горизонтальным валом 32, установленным в подшипниковых втулках 21, закрепленных (фиг. 3) в противоположных стенках ассиметричной части корпуса 20 и выполненных из износостойкого твердого синтетического материала с низким коэффициентом трения, например, из нейлона. В месте прохода вала 32 через корпус 20 последний усилен накладкой 22, к которой с помощью винтового фланцевого соединения крепится втулка 21 (фиг. 3). Свободная периферийная часть каждой лопасти 31 затвора (фиг. 4) снабжена уплотнительным пояском 311 из синтетического эластичного материала, например, фторопласта, контактирующим без зазора со стенками корпуса 20. Один из концов указанного вала 32 выведен за пределы корпуса 20 для закрепления на нем (фиг. 1) стопорного устройства затвора 40, которое выполнено в виде зубчатого колеса 41 с односторонней профилированной поверхностью зубьев 411 и фиксатора в виде подвижного подпружиненного стержня 42 с пружиной 43, поочередно контактирующего с профильной поверхностью каждого зуба 411 зубчатого колеса 41.
Клапан-мигалка согласно патентуемой полезной модели работает следующим образом.
Уголь из выходной течки 10 поступает в симметричную (меньшую) часть корпуса 20 и скапливается на нескольких открытых для контакта с ним лопастях 31 крыльчатки 30 затвора КМ. При этом крыльчатка 30 некоторое время остается неподвижной благодаря описанному выше стопорному механизму с зубчатым колесом и его фиксатором. После достижения заданного предельного значения массы топлива, на указанных открытых для контакта с ним лопастях 31 подпружиненный стержень 42 фиксатора освобождает контактирующий с ним зуб 411 зубчатого колеса 41, обеспечивая тем самым проворот крыльчатки 30 на заданный угол. При этом некоторая часть скопившегося угля ссыпается в мельницу, а подпружиненный стержень фиксатора в результате уменьшения усилия на пружины входит в контакт со следующим зубом 41, вновь останавливая поворот крыльчатки 30 затвора. Момент срабатывания фиксатора можно регулировать выбором количества и жесткостью устанавливаемых в фиксаторе пружин.
Промышленная применимость
Вращающийся клапан-мигалка согласно патентуемой полезной модели отвечает условию «промышленная применимость». Сущность технического решения раскрыта в формуле, описании и фигурах чертежа достаточно ясно для понимания и промышленной реализации соответствующими специалистами на основании современного уровня техники в области теплоэнергетики.