ПРУЖИННО-МАГНИТНЫЙ 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 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;
- недостаточная герметичность системы в закрытом положении затвора;
- неравномерное (по сечению) ссыпание топлива при открытии клапана, что может приводить к забиванию клапана топливом;
- низкий диапазон регулирования количества топлива, при котором происходит открытие затвора клапана.
Раскрытие полезной модели
Задачей патентуемой полезной модели является повышение надежности работы и обеспечение высокой герметичности клапана-мигалки, а техническими результатами - предотвращение забивания клапана топливом, плотность клапана при закрытом положении затвора, компактность и сравнительно небольшая металлоемкость конструкции.
Для решения указанной задачи путем достижения указанных 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 затвор выполнен в виде примыкающей к выходному торцу указанной бункерной течки воронкообразной емкости с коническим завершением, причем диаметр основания указанной емкости превышает наружный диаметр течки, стенка же указанной емкости разделена по меньшей мере на две плотно прилегающие одна к другой продольные клиновидные створки, выполненные из эластичного синтетического материала, а указанный автоматический механизм периодического привода затвора выполнен в виде по меньшей мере одного прикрепленного к верхней части указанной створки с ее внутренней стороны радиального направляющего элемента из ферромагнитного материала и прикрепленных к стенке с наружной стороны указанной течки соответствующего количества магнитов в форме элемента, ответного направляющему, а также работающих на растяжение пружин, закрепленной концами на наружной стороне смежных створок, причем в месте каждого раздела между створками предусмотрена по меньшей мере одна указанная пружина.
Причинно-следственная связь между совокупностью признаков патентуемой полезной модели и достигаемыми техническими результатами заключается в следующем. Выполнение затвора в виде воронкообразной емкости, стенки которой разделены на несколько продольных клиновидных лопастей, обеспечивает полное открытие клапана с равномерным распределением топлива по его проходному сечению, предотвращая тем самым возможность забивания его топливом.
Выполнение автоматического механизма периодического привода затвора в виде установленных вне зоны прохождения топлива магнитов и пружин, возвращающих створки в исходное состояние, а также выполнение створок затвора из эластичного синтетического материала обеспечивает высокую плотность клапана при закрытом положении затвора. Компактность и уменьшенная металлоемкость конструкции клапана-мигалки обеспечиваются за счет исключения необходимости использования для привода затвора громоздкой и тяжелой рычажно-шарнирной системы с противовесными грузами.
Краткое описание фигур чертежа
На фиг. 1 изображен общий вид клапана-мигалки в закрытом положении; на фиг. 2 - общий вид клапана-мигалки в открытом положении; на фиг. 3 - вид клапана-мигалки в открытом положении в изометрии.
Перечень позиций чертежа
10 - течка; 20 - корпус; 30 - воронкообразная емкость; 31 - створки затвора; 32 - направляющий элемент; 33 - пружины; 34 - магниты.
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 с размещенным внутри него затвором периодического действия, снабженным автоматическим механизмом его привода под воздействием накапливающейся массы поступающего из течки 10 топлива. Затвор согласно полезной модели выполнен в виде примыкающей к выходному торцу течки 10 воронкообразной емкости 30 с коническим завершением, причем диаметр основания емкости 30 превышает наружный диаметр течки 10, стенка же указанной емкости 30 (фиг. 2) разделена в данном примере на четыре плотно прилегающие одна к другой продольные клиновидные створки 31, выполненные из эластичного синтетического материала, например, нейлона. Указанный автоматический механизм периодического привода затвора выполнен (фиг. 3) в виде прикрепленного к верхней части каждой створки 31 с ее внутренней стороны радиального направляющего элемента 32 (в данном примере в виде стержня) из ферромагнитного материала и прикрепленных к наружной стороне течки 10 соответствующего количества магнитов 33 в форме элемента, ответного направляющему (в данном примере скобообразной формы), а также работающих на растяжение пружин 34, закрепленных концами на наружной стороне смежных створок 31 (в данном примере по одной пружине в месте каждого раздела между створками 31).
Работа клапана-мигалки согласно полезной модели осуществляется следующим образом:
Кусковое топливо из течки 10 попадает внутрь воронкообразной емкости 30 створчатого затвора клапана, при этом в начальном состоянии створки 31 затвора удерживаются сомкнутыми с помощью магнитов 33, притягивающих к течке 10 направляющие элементы 32 указанных створок и пружин 34, соединяющих попарно соседние створки 31. Количеством установленных магнитов и пружин может регулироваться масса топлива, проходящего через клапан-мигалку за одно открытие. Когда вес топлива, давящего на створки 31, превышает установленное значение сопротивления указанных магнитов и пружин, створки 31 раздвигаются (фиг. 2, 3), и топливо поступает в мельницу при полностью открытом проходном сечении затвора клапана. Далее под действием магнитов 33 и пружин 34 створки 31 возвращаются в исходное положение, затвор клапана закрывается, и цикл повторяется.
Таким образом, обладая компактностью и низкой металлоемкостью, конструкция клапана-мигалки согласно полезной модели обеспечивает его надежную работу в части предотвращения забивания клапана топливом и срабатывания автоматического механизма периодического привода затвора, элементы которого расположены вне зоны топливного потока. Полное открытие проходного сечения затвора клапана достигается за счет резкого толчкового разрыва взаимодействия магнитов 33 и направляющих элементов 32 при относительно слабом сопротивлении пружин, окончательно возвращающих створки 31 в исходное состояние только после возобновления обратного магнитного взаимодействия элементов 32 и 33.
Дополнительным преимуществом конструкции затвора клапана-мигалки согласно полезной модели является его устойчивость к ударным нагрузкам при возможных хлопках в мельнице за счет того, что поверхность створок 31 расположена под острым углом к направлению взрывной волны, снижающим нагрузку на материал створок 31. Кроме того, упирание верхней части створок 31 затвора в течку 10 не дают взрывной волне распространиться дальше.
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.