ЗАХВАТНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЩЕЛЕВОЙ КРЫШКИ КОНТЕЙНЕРА

Полезная модель относится к грузозахватной технике, а именно к устройствам для захвата крышки контейнера, и может быть использована в захватных устройствах щелевых крышек контейнеров для хранения радиоактивных отходов (РАО), образующих с ними щелевые полости, и используемых на линиях их упаковочной обработки, а также в оборудовании манипуляторов, в щелевых захватах при выполнении погрузочно-разгрузочных операций в грузоподъемной и транспортной технике в различных отраслях промышленности.
Анализ уровня техники в указанной области показал, что известно захватное устройство для закрывания и открывания крышки контейнера для хранения твердых радиоактивных отходов, содержащее траверсу с закрепленными на ней захватными механизмами, механизм фиксации положения захватных механизмов, соединенный с подъемно-опускным устройством (Патент Японии №2-33120 В4, МПК: G21F 9/36, публ. 20.12.84 г.)
Невозможность достижения упомянутым устройством технического результата, обеспечиваемого заявляемой конструкцией, обуславливается тем, что изделие устройства аналога рассчитано на наличие у крышки бандажа, что усложняет конструкцию, а также оснащено дополнительными электромагнитными элементами, что и усложняет конструкцию и повышает ее стоимость. Кроме того, в нем не предусмотрена возможность захвата крышки, образующей щелевую полость с контейнером.
Известно устройство для захвата крышки контейнера с РАО, содержащее траверсу с закрепленным на ней захватным механизмом, механизм фиксации положения захватных механизмов, соединенный с подъемно-опускным устройством (Патент Германии №4034719 А1, МПК: G21F 5/14, В66В 1/00, публ. 07.05.1992 г.).
Невозможность достижения упомянутым устройством технического результата, обеспечиваемого заявляемой конструкцией, обуславливается тем, что захватное устройство крышки аналога выполнено конструктивно усложненным из-за функциональной необходимости ее перемещения не только по вертикали на подъем и опускание, но и на перемещение в горизонтальной плоскости, что требует дополнительных конструктивных элементов и повышает стоимость захватного устройства. Кроме того, изделие аналога производит захват путем присоединения крышки в ее центральной части, что снижает безопасность выполнения операции.
Известен захватный механизм открывания крышки контейнеров с РАО, содержащий траверсу с закрепленными на ней захватными рычагами с зажимными концовками, механизм фиксации положения захватных рычагов, закрепленный на траверсе, соединенный с подъемно-опускным устройством (Патент Японии №5083160 В4, МПК: G21F 9/36, 5/14, публ. 25.12.87 г.).
Невозможность достижения упомянутым устройством технического результата, обеспечиваемого заявляемой конструкцией, обуславливается тем, что конструкция аналога требует для захвата крышки наличия дополнительного механизма на ней в виде центральной рукоятки, что усложняет конструкцию и снижает надежность захвата. Данная конструкция не рассчитана на захват крышки, образующей с контейнером щелевую полость.
Из известных технических решений наиболее близким к заявляемому является захватное устройство, содержащее, по меньшей мере, одну траверсу с шарнирно закрепленными на ней захватными рычагами с зажимными концовками, и подвижно сочлененными другими концами
посредством горизонтальных осей взаимодействия с тягами, шарнирно соединенными с ползуном механизма фиксации положения захватных рычагов, закрепленного на траверсе, и соединенного с подъемно-опускным устройством, ограничительный механизм (Авторское свидетельство СССР №446460, МПК: В66С 1/30, 1/44, публ. 15.10.1974 г. Бюл. №38).
Невозможность достижения упомянутым устройством технического результата, обеспечиваемого заявляемой конструкцией, обуславливается тем, что конструкция прототипа предусматривает подъем грузов без их кантования выше центра тяжести груза с укорочением захватных рычагов и тяг, что снижает надежность захвата. Наличие пружинных элементов в составе конструкции прототипа при поднятии бетонных крышек может привести к поломке конструкции, что также снижает надежность захвата груза и безопасность выполнения работ. Кроме того, при подъеме грузов, в виде щелевой крышки, образующей по периметру щелевую полость с контейнером, в котором она устанавливается, потребуется значительное время, чтобы попасть в полость захватными рычагами.
При разработке заявляемой конструкции была поставлена задача обеспечения захвата щелевых крышек с их вертикальным подъемом и опусканием с одновременными повышением надежности и обеспечением быстроты захвата.
При решении указанной задачи был достигнут технический результат, заключающийся в разработке конструкции захватного устройства, оснащенного фиксирующими приспособлениями, позволяющими ориентировочно направить захватное устройство, а также щелевыми фиксаторами, входящими в щелевую полость, что позволяет одновременно ускорить попадание в нее зажимных концовок рычажной системы, зафиксировать их положение относительно крышки и одновременно предотвратить заклинивание в полости щели, что повышает надежность устройства.
Поставленный технический результат достигается тем, что захватное устройство щелевой крышки контейнера, содержит, по меньшей мере, одну траверсу с шарнирно закрепленными на ней захватными рычагами с зажимными концовками, и подвижно сочлененными другими концами посредством горизонтальных осей взаимодействия с тягами, шарнирно соединенными с ползуном механизма фиксации положения захватных рычагов, закрепленного на траверсе, и соединенного с подъемно-опускным устройством, ограничительный механизм.
Новым в устройстве является то, что оно содержит закрепленные на траверсе, по меньшей мере, по паре фиксирующих приспособлений с коаксиально расположенными направляющими фиксаторами, выполненными с возможностью их свободного прохождения и со скошенными установочными плоскостями и, по меньшей мере, по паре коаксиально расположенных щелевых фиксаторов, выполненных с возможностью их свободного прохождения и нижние концы которых расположены выше нижних концов направляющих фиксаторов, причем каждая тяга снабжена продольным пазом оптимальной длины, выполненным с возможностью перемещения в каждом из них соответствующей горизонтальной оси взаимодействия.
Кроме того, фиксирующее приспособление может содержать опорные стойки, жестко соединенные с направляющими фиксаторами и закрепленные на траверсе, механизм фиксации положения захватных рычагов может содержать полую стойку с отверстием, взаимодействующим с поворотной на горизонтальной оси, закрепленной на полой стойке, звездочкой-храповиком, установленной с возможностью взаимодействия с толкателем, закрепленным на ползуне, и с отверстием ползуна, выполненным телескопически связанным с полостью полой стойки, причем нижний край толкателя и верхний край отверстия ползуна расположены в одной плоскости, а полая стойка может быть снабжена смотровым окном.
Ограничительный механизм может быть выполнен в виде вертикального паза полой стойки с расположенной в нем горизонтальной осью, закрепленной на ползуне.
Захватные рычаги и тяги могут быть расположены взаимно-симметрично относительно продольной оси механизма фиксации захватных рычагов, а фиксирующие приспособления и щелевые фиксаторы могут быть расположены взаимно- симметрично относительно концов траверсы.
Подъемно-опускное устройство может быть выполнено в виде крюка, свободно расположенного на горизонтальной раме, подвижно установленной в вертикальных направляющих.
Возможность свободного прохождения направляющих и щелевых фиксаторов может быть обеспечена наличием зазоров между направляющим фиксатором и контейнером и соответственно контейнером и крышкой, а оптимальная длина продольного паза может быть обусловлена высотой и шириной щелевой полости между крышкой и контейнером.
Шарнирно-подвижное закрепление захватных рычагов на траверсе может быть выполнено на ее соответствующих концах, а механизм фиксации положения захватных рычагов может быть соединен с подъемно-опускным устройством посредством держателя.
Захватное устройство для щелевой крышки контейнера представлено на чертежах, где изображено на:
Фиг.1 - схема общего вида устройства (вид спереди) с выделением концовок захватных рычагов;
Фиг.2 - вид устройства сверху;
Фиг.3 - вид устройства слева;
Фиг.4-7 - соответствующие такты 1-1У работы механизма фиксации;
Фиг.8 - сечение А-А на Фиг.5.
Захватное устройство предназначено для щелевой крышки 1 контейнера 2, образующей по ее периметру щелевую полость 3 с контейнером, которая подлежит в дальнейшем, например, герметизации на
технологической линии (на чертеже не показана) упаковки контейнера с РАО. Оно свободно подвешено на подъемно-опускном устройстве, содержащим захватный крюк 4, смонтированный на горизонтальной раме 5, подвижно установленной в вертикальных направляющих (на чертеже не указаны). Щелевая крышка 1 с контейнером 2 выполнена, например, из бетона. Захватное устройство содержит, по меньшей мере, одну траверсу 6 (Фиг.1), шарнирно-рычажный механизм и четырехтактный механизм фиксации 7 положения захватных рычагов. Траверса 6 представляет собой несущую конструкцию из двух параллельных горизонтальных швеллерных балок 8 и 9 (Фиг.2), в центральной части которых расположен механизм фиксации 7 положения захватных рычагов, включающий коробчатую вертикальную полую стойку 10 (Фиг.1, 8), закрепленную на траверсе 6, и выполненную с отверстием 11 (Фиг.4, 6), например, в виде прямоугольного выреза в боковой стенке 12 (Фиг.4), вертикальным пазом 13 и смотровым окном 14 (Фиг.8) на передней стенке 15, и, расположенный внутри стойки, телескопически связанный с ней коробчатый ползун 16 (Фиг.1, 8), а также узел фиксации, включающий поворотную звездочку-храповик 17, установленную на горизонтальной оси 18, закрепленной на внутренней стенке стойки 10 (Фиг.8), и с возможностью ее взаимодействия с толкателем 19, закрепленным на внутренней стенке ползуна 16, и с нижней плоскостью отверстия 11. В боковой стенке 20 (Фиг.5) ползуна 16, взаимодействующей со стенкой 12 стойки 10, выполнено отверстие 21, например, в виде прямоугольного выреза, соответствующего отверстию 11 и выполненного с возможностью взаимодействия со звездочкой-храповиком 17. Толкатель 19 расположен таким образом, чтобы его нижний край и плоскость верхнего края отверстия 21 ползуна находились в одной горизонтальной плоскости. В вертикальном пазе 13 стойки 10 расположена горизонтальная ось 22, закрепленная на внутренней стенке ползуна 16. В корпусе ползуна 16 на его задней стенке выполнено отверстие 23 (Фиг.8) для прохода оси 18 звездочки-храповика 17, и на передней стенке
вертикальный паз 24 и окно 25, местоположение которых соответствует расположению вертикального паза 13 и смотрового окна 14 стойки 10.
Шарнирно-рычажный механизм выполнен в виде пары двухплечих рычагов, каждая из которых содержит верхнюю тягу 26, верхним концом шарнирно сочлененную с ползуном 16, соединяемым с крюком 4, а нижним концом шарнирно-подвижно посредством горизонтальной оси взаимодействия 27 с верхними концами захватных рычагов 28, нижние концы которых шарнирно подвижно закреплены на соответствующих концах швеллерных балок 8 и 9 траверсы 6, и на наклонных краях 29 которых смонтированы зажимные концовки 30. Форма зажимных концовок 30 может быть выполнена со стороны поднимаемой крышки, соответствующей форме ее поверхности, например, зигзагообразной. Захватные рычаги 28 и тяги 26 расположены взаимно-симметрично относительно вертикальной продольной оси O-O механизма фиксации 7 положения захватных рычагов.
В нижней части тяг 26 выполнен в каждой продольный паз 31, нижний вырез которого охватывает горизонтальную ось взаимодействия 27, с возможностью ее перемещения в каждом пазе вдоль него на расстояние оптимальной длины паза, обуславливаемой размерами высоты и ширины щелевой полости 3 между крышкой 1 и контейнером 2 для исключения заклинивающего упора зажимных концовок 30 о стенку 32 контейнера 2 в щелевой полости 3 (Фиг.1).
На соответствующих концах швеллерных балок 8 и 9 траверсы 6 жестко закреплены фиксирующие приспособления 33 по, меньшей мере, по паре на каждом конце траверсы 3, включающие каждое коаксиально расположенный относительно вертикальной оси O-O захватного устройства направляющий фиксатор 34, выполненный со скошенной установочной плоскостью 35 со стороны расположения контейнера, и жестко закрепленный на опорных стойках 36, жестко прикрепленных к траверсе, а также, по меньшей мере, по паре коаксиально расположенных относительно оси O-O
щелевых фиксаторов 37, жестко закрепленных на опорных стойках 38, закрепленных на траверсе. Фиксирующие приспособления 33 с направляющими фиксаторами 34 и щелевые фиксаторы 37 расположены взаимно-симметрично относительно концов траверсы. Горизонтальные длины опорных стоек 36 и 38, а также удаление друг от друга направляющих 34 и щелевых 37 фиксаторов выбираются в каждом конкретном случае в зависимости от размеров контейнера и крышки, но при этом всегда обеспечивается возможность свободного прохождения направляющих 34 и щелевых 37 фиксаторов за счет наличия зазора соответственно между смежными стенками контейнера и фиксатора 34, например, в пределах 50 мм, а также между стенками контейнера 32 и боковой стенкой крышки в пределах, например, 50 мм. При этом, нижний конец 39 каждого щелевого фиксатора 37 выполнен по вертикали выше нижнего конца 40 направляющего фиксатора 34 с учетом высоты щелевой полости 3, что позволяет выполнить более быструю и надежную их установку.
Вертикальный паз 13 и горизонтальная ось 22 образуют ограничительный механизм, предотвращающий опасное сдавливание крышки зажимными концовками 30.
Для подстраховки при сдвиге оси 18 возможна установка, упора 41, закрепленного на ползуне, верхняя плоскость которого должна совпадать с нижней плоскостью отверстия 21 ползуна.
Механизм фиксации 7 положения захватных рычагов соединен с крюком подъемно-опускного устройства посредством, например, его держателя 42.
Возможно наличие траверс в захватном устройстве при использовании, например, тяжелых контейнеров более одной, например две, расположенные взаимно-перпендикулярно друг к другу, конструктивно выполненные аналогично описанному выше.
Захватное устройство для щелевой крышки контейнера работает следующим образом.
Работа устройства характеризуется четырехтактным циклом: 1 и 1 (Фиг.4 и 5) - опускание захватного механизма для захвата и подъема крышки, 111 и 1У (Фиг.6 и 7) - опускание крышки и закрытие крышкой контейнера. При этом при каждом такте цикла звездочка-храповик 17 и элементы захватного устройства занимают строго определенное положение.
Операция по опусканию и подъему крышки, разводки захватных рычагов и тяг, и свободному прохождению направляющих 34 и щелевых 37 фиксаторов производятся при визуальном контроле с двух сторон формовщиками.
Захватное устройство навешивается на крюк 4 подъемно-опускного устройства и в раскрытом положении рычагов опускается на контейнер с крышкой. При этом, так как захватное устройство свободно подвешено на крюк, то его положение корректируется формовщиками вручную.
Такт 1. Опускание захватного устройства. Цикл работы устройства начинается с его опускания. В начальный момент захватные рычаги 28 и тяги 26 разведены и зафиксированы звездочкой-храповиком 17, запертой толкателем 19 и верхним краем отверстия 21 ползуна в горизонтальном положении (Фиг.4). Опускание захватного устройства производится до установки траверсы на крышку. В момент, когда траверса еще не установилась на крышку, формовщики направляют благодаря свободному подвешиванию на крюке захватного устройства направляющие фиксаторы 34 по внешней стенке контейнера, при этом скошенная плоскость 35 каждого фиксатора 34 скользит по краю стенки, не допуская ее порчи и сколов, а также ускоряет их плавную установку. При этом щелевые фиксаторы одновременно устанавливаются в полости 3 с некоторой корректировкой формовщиками за счет наличия зазоров в 50 мм для направляющих фиксаторов 34 и в 50 мм для щелевых фиксаторов 37. Благодаря установке щелевых фиксаторов зажимные концовки 30 быстро попадают в щелевые полости 3 и начинают упираться в стенку 32 контейнера.
Такт 11. Захватывание и подъем крышки, а также удерживание ее в поднятом положении. После установки траверсы со стойкой на поверхности крышки, крюк захватного устройства продолжает дальнейшее опускание вниз, вследствие чего перемещается вниз и ползун 16, толкатель 19 которого надавливает на звездочку-храповик 17, которая, поворачиваясь на оси 18, занимает вертикальное положение, выходя из зацепления с отверстиями 11 стойки и 21 ползуна, и не мешая свободному перемещению захватных рычагов (Фиг.5), которые под воздействием тяг расходятся верхними концами, сжимая нижние. За счет наличия продольного паза 31 положение концовок 30, которые упирались при выполнении Такта 1 в стенки 32 корректируется за счет того, что захватные рычаги 28, имея степень свободы поднятия их оси 27 на длину продольного паза 31, выходят из заклинивающего положения, далее они захватывают крышку, сжимая ее и удерживая при дальнейшем поднятии под ее собственным весом. Для исключения опасного для материала крышки зажатия ее концовками 30 и предотвращения в нем появления трещин, в устройстве предусмотрен ограничительный механизм, позволяющий за счет упора горизонтальной оси 22 в нижний край вертикального паза 13 застопорить дальнейшее опускание ползуна и тем самым приостановить сдавливающее усилие захватных рычагов 28 стенки крышки.
При подъеме захватного устройства ползун 16 свободно перемещается вверх, поскольку звездочка-храповик 17, находясь в вертикальном положении, не препятствует движению ползуна с закрепленными на нем тягами 26 с захватными рычагами 28. При этом происходит отрыв крышки от контейнера и подъем ее вверх путем удерживания захватными рычагами под ее собственным весом.
После захвата крышки контейнер, если, например, захватное устройство используется на линии его упаковки, отводится для заливки его внутренней полости с РАО, а затем вновь возвращается под захватное устройство для водворения крышки на прежнее место.
Такт 111. Опускание крышки в контейнер и освобождение ее от захвата. При опускании подъемно-опускным устройством захватного устройства с крышкой, формовщики вновь направляют его таким образом, чтобы направляющие 34 и щелевые 37 фиксаторы попали в надлежащие им места, как это было описано выше, а зажимные концовки 30 попали в щелевую полость 3. При этом траверса 6 вновь достигает поверхности контейнера, а крышка попадает в углубление контейнера на прежнее место. Дальнейшее опускание ползуна приводит к тому, что толкатель 19 надавливает на звездочку-храповик 17, поворачивая ее (Фиг.6), но не заклинивая. При этом захватные рычаги ослаблены. Формовщики дают сигнал на поднятие ползуна. Тяги 26 отводят от стенки крышки захватные рычаги, поднимая их вверх, а также вынимая щелевые и направляющие фиксаторы. При этом вновь производится подстраховка зажимных концовок 30 продольным пазом 31.
1У такт. Подъем захватного устройства. Ползун продолжает подниматься, отводя толкатель 19 из зацепления со звездочкой-храповиком 17 (Фиг.7), и вводит ее в зацепление с нижней кромкой края отверстия 23 ползуна, осуществляя фиксацию захватных рычагов в поднятом положении захватного устройства. В дальнейшем щелевая полость 3 на технологической линии упаковки заливается герметизирующим материалом.
Далее цикл при установке на линию нового контейнера с крышкой повторяется. Все операции с захватным устройством производятся с ручного пульта управления формовщиком.
В случае появления необходимости осмотра состояния элементов устройства, расположенных внутри стойки и ползуна и их ремонта предусмотрены смотровое окно 14 и окно 25, совмещаемые при осмотре.
Возможность осуществления устройства контейнера подтверждается использованием известных средств и недефицитных материалов, в том числе признаков, представленных на уровне функционального обобщения, с достижением технического результата, заключающегося в повышении
надежности захвата щелевой крышки, за счет наличия дополнительных захватных приспособлений, учитывающих конструкцию крышки и ее месторасположение, а также в ускорении процесса захвата.