КЛАПАН-МИГАЛКА С ЗАТВОРОМ ИЗ РЕЗИНОВЫХ ЖГУТОВ

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 угольных течках.
Известен принятый в качестве прототипа патентуемой полезной модели клапан-мигалка, устанавливаемый 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 автоматическим механизмом его привода под воздействием накапливающейся массы поступающего из течки топлива (SU 1495577 А1 от 23.07.1989) [1]. Согласно [1] затвор клапана выполнен в виде одной плоской створки (лепестка), соединенной через поворотную ось с противовесными грузами, а механизм поворота затвора снабжен двумя фиксаторами, обеспечивающими резкое открытие и закрытие затвора с целью предотвращения налипания на него проходящего топлива.
К недостаткам клапана-мигалки согласно [1] следует отнести следующее:
низкая ремонтопригодность конструкции;
сложность монтажа;
громоздкость конструкции и соответственно повышенная металлоемкость;
неравномерное (по сечению) ссыпание топлива при открытии клапана, что может приводить к забиванию клапана топливом;
низкая надежность работы из-за сложной кинематической схемы срабатывания фиксаторов затвора, расположенных к тому же в зоне возможного контакта с топливом.
Раскрытие полезной модели
Задачей патентуемой полезной модели является повышение надежности работы и обеспечение высокой герметичности клапана-мигалки, а основными техническими результатами - предотвращение забивания клапана топливом и плотность клапана при закрытом положении затвора, к дополнительным техническим результатам можно отнести существенное снижение металлоемкости и габаритов клапана.
Для решения указанной задачи путем достижения указанных основных технических результатов в клапане-мигалке, установленном на выходной течке из бункера подачи кускового топлива в размольную мельницу системы пылеприготовления котельного агрегата, содержащем корпус с размещенным внутри него затвором периодического действия, снабженный автоматическим механизмом его привода под воздействием накапливающейся массы поступающего из течки топлива, согласно патентуемой полезной модели корпус клапана имеет в поперечном сечении форму квадрата, а затвор выполнен в виде двух расположенных один под другим горизонтальных рядов плотно примыкающих друг к другу и занимающих все поперечное сечение корпуса прямых параллельных жгутов круглого сечения из упругого эластичного материала, концы которых пропущены через щели, предусмотренные в двух противоположных стенках указанного корпуса, и закреплены с наружной стороны каждой из указанных стенок с помощью зажимного приспособления, причем направления жгутов в указанных двух рядах взаимно перпендикулярны.
Причинно-следственная связь между совокупностью признаков патентуемой полезной модели и достигаемыми техническими результатами заключается в следующем. Выполнение затвора в виде двух расположенных один под другим горизонтальных рядов плотно примыкающих друг к другу и занимающих все поперечное сечение корпуса прямых параллельных жгутов круглого сечения из упругого эластичного материала со взаимно перпендикулярным направлением жгутов в указанных рядах обеспечивает полную герметичность клапана в закрытом состоянии и равномерное ссыпание топлива при открытии клапана, а выполнение поперечного сечения корпуса в форме квадрата позволяет за счет одинаковой длины жгутов в обоих горизонтальных рядах затвора сохранить идентичность его характеристик в обоих указанных рядах. Достижение дополнительных технических результатов - уменьшение металлоемкости и габаритов обеспечивается практическим отсутствием в затворе металлических частей и громоздкой рычажно-грузовой системы его привода.
Краткое описание фигур чертежа
На фиг. 1 схематически изображен в продольном разрезе один из возможных вариантов выполнения клапана-мигалки согласно полезной модели при закрытом положении затвора клапана; на фиг. 2 - то же при открытом положении затвора клапана; на фиг. 3 - узел крепления выходных концов жгутов верхнего ряда затвора с наружной стороны одной из стенок корпуса.
Перечень позиций чертежа:
10 - корпус; 11 - щель; 20 - затвор; 21, 22 - горизонтальные ряды; 23 - жгуты; 30 - верхний уголок; 31 - выступающая полка; 32 - пруток, приваренный к верхнему уголку; 40 - нижний уголок; 41 - выступающая полка; 50 - металлический брусок; 51 - направляющий канал; 52 - пруток, приваренный к бруску; 60 - ходовой болт; 61 - контргайка.
Осуществление полезной модели
Клапан-мигалка (фиг. 1, 2) устанавливается герметично на выходной течке из бункера подачи кускового топлива в размольную мельницу системы пылеприготовления котельного агрегата (не показаны) и содержит прикрепленный к указанной течке с помощью фланцевого соединения (не показано) корпус 10 с размещенным внутри него затвором 20 периодического действия, снабженным автоматическим механизмом его привода под воздействием накапливающейся массы поступающего из течки топлива. Корпус 10 имеет в поперечном сечении форму квадрата, а затвор 20 согласно полезной модели выполнен в виде двух расположенных один под другим горизонтальных рядов 21 и 22 с плотно примыкающих друг к другу и занимающих все поперечное сечение корпуса прямых параллельных жгутов 23 круглого сечения из упругого эластичного материала, концы которых пропущены через щели 11, предусмотренные в двух противоположных стенках корпуса 10 и закреплены с наружной стороны каждой из указанных стенок с помощью зажимного приспособления, причем направления жгутов 23 в указанных двух рядах взаимно перпендикулярны.
Диаметр указанного жгута, выполненного из конкретного эластичного упругого материала, например, резины, подбирается экспериментально, исходя из заданной величины массы топлива, при которой жгуты 23 с заданной длиной рабочей части (равной стороне квадрата поперечного сечения корпуса 10), прогнутся на достаточную величину для пропуска между ними топлива.
Зажимное приспособление для крепления к стенкам корпуса 10 концов жгутов 23 может быть выполнено следующим образом:
для пропуска концов жгутов 23 через стенки в каждой из них предусмотрена горизонтальная щель 11 шириной равной диаметру указанного жгута. Боковые торцы щели скруглены по диаметру жгута 23.
Конструкция узла крепления жгутов 23 (фиг. 3) описывается на примере одной из стенок корпуса 10. С наружной стороны стенки указанного корпуса по обе стороны щели 11 привариваются параллельно ей два уголка: верхний 30 и нижний 40. При этом наружная сторона перпендикулярной к стенке (выступающей) полки 31 верхнего уголка 30 совмещается с плоскостью верхней горизонтальной кромки щели 11, служа ее продолжением. Нижний уголок 40 повернут на 180° по отношению к верхнему и расположен так, чтобы его выступающая полка 41 отстояла от нижней кромки щели 11 на некотором расстоянии. На выступающую полку 41 нижнего уголка 40 свободно укладывается металлический брусок 50, ширина и длина которого совпадают с размерами полки, а толщина равна выбранному расстоянию от полки до нижней кромки щели 11, то есть так, чтобы верхняя плоскость указанного бруска 50 совмещалась с плоскостью нижней кромки щели 11, служа ее продолжением. В опорной для указанного бруска 50 выступающей полке 41 нижнего уголка 40 равномерно по его длине выполнено несколько сквозных резьбовых отверстий (в данном примере пять) под ходовые болты 60, а в бруске 50 со стороны его нижней плоскости - соосные с указанными отверстиями тупиковые направляющие каналы 51 для болтов 60. На каждый из болтов 60 перед его вводом в указанное резьбовое отверстие уголка навинчивают до упора с головкой болта контргайку 61. После пропускания концов жгутов 23 в щель гаечным ключом завертывают указанные ходовые болты 60, защемляя концы жгутов между бруском и выступающей полкой 31 верхнего уголка 30. Затем тем же ключом перемещают вдоль каждого болта 60 контргайку 61 до ее упора в нижнюю плоскость бруска 50. Для более надежного закрепления концов жгутов 23 вдоль бруска 50 и выступающей полки 31 верхнего уголка 30 по их средней линии могут быть приварены прутки соответственно 52 и 32 малого диаметра (примерно 1/5 диаметра жгута). В этом случае оба уголка при приварке к стенке корпуса 10 надо отодвинуть от щели 11 на такую же величину так, чтобы в исходном состоянии (до перемещения бруска 50 ходовыми болтами 60) расстояние в свету между нижним 52 и верхним 32 прудками равнялось ширине щели 11.
До защемления концов жгутов 23, каждый из них должен быть натянут в горизонтальное состояние. Для этого на каждом конце жгута 23 в требуемом месте должно быть предусмотрено сквозное диаметральное отверстие, в которое вставляется поперечный металлический штырь (не показан), упирающийся своими концами в выступающие полки 31 и 41 обоих уголков 30 и 40. После защемления концов жгутов 23 штыри могут быть вынуты и использованы при монтаже другого ряда жгутов.
Работа клапана-мигалки согласно полезной модели осуществляется следующим образом.
Кусковое топливо из течки попадает на первый ряд 21 жгутов 23 затвора 20 клапана. При достижении определенного веса топлива жгуты 23 несколько провисают. При этом вследствие неравномерного скопления топлива на поверхности жгутов 23 (с постепенным уменьшением топливной массы от центра к периферии) центральные жгуты 23 провисают больше периферийных, и через образующиеся между ними просветы порция топлива проваливается на нижний ряд 22 жгутов 23, где описанная схема реализуется вновь. Благодаря взаимно перпендикулярному расположению жгутов 23 в верхнем 21 и нижнем 22 рядах затвора 20 достигается выравнивание распределения топлива по поперечному сечению попадающего в мельницу топливного потока.
Промышленная применимость
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.