ДВУХЛЕПЕСТКОВЫЙ 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 (КМ), устанавливаемые на бункерных течках.
Известен принятый в качестве прототипа патентуемой полезной модели КМ, устанавливаемый на выходной течке из бункера подачи кускового топлива в размольную мельницу системы пылеприготовления котельного агрегата, содержащий корпус, верхняя часть которого герметично сопряжена с помещенным внутри него выходным участком указанной течки и плоский одностворчатый (однолепестковый) затвор, соединенный с рычажно-шарнирной системой его поворота под воздействием противовесных грузов (SU 1495577 А1 от 23.07.1989 [1].) Согласно [1] рычажно-поворотный механизм клапана снабжен двумя фиксаторами, обеспечивающими резкое открытие и закрытие затвора с целью предотвращения налипания на него проходящего топлива.
КМ согласно [1] присущи следующее недостатки:
- механизм поворота затвора КМ 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 КМ;
- неравномерное заполнение топливом выходного сечения КМ при его открытии, что может приводить к забиванию его топливом;
- низкий диапазон регулирования массы топлива, при котором происходит открытие затвора КМ.
Раскрытие полезной модели
Задачей патентуемой полезной модели является обеспечение высокой герметичности системы и надежности работы КМ, а техническим результатом - упрощение конструкции КМ, устранение зазоров между затвором КМ и бункерной течкой, равномерное по сечению течки ссыпание угля.
Для решения указанной задачи путем достижения указанных технических результатов в КМ, устанавливаемом на выходной течке из бункера подачи кускового топлива в размольную мельницу системы пылеприготовления котельного агрегата, содержащем корпус, верхняя часть которого герметично сопряжена с помещенным внутри него выходным участком указанной течки, и плоский затвор, соединенный с рычажно-шарнирной системой его поворота под воздействием противовесных грузов.
Согласно патентуемой полезной модели затвор КМ выполнен двухстворчатым (двухлепестковым) с частичным перекрытием свободных концов створок в закрытом положении,
причем каждая из створок КМ имеет прямоугольную форму и снабжена по периферии профильным уплотнительным покрытием из термостойкой резины, обеспечивающем при закрытии створок полную герметизацию затвора,
а рычажно-шарнирная система его поворота выполнена с расположением противовесных грузов по одну сторону КМ и кинематической схемой, обеспечивающей закрытие створок в необходимой для герметизации затвора последовательности.
Причинно-следственная связь между совокупностью признаков патентуемой полезной модели и достигаемыми техническими результатами заключается в следующем. Выполнение затвора КМ двухстворчатым с частичным перекрытием свободных концов створок в закрытом положении, причем каждая из створок КМ имеет прямоугольную форму и снабжена по периферии профильным уплотнительным покрытием из термостойкой резины позволяет полностью устранить зазоры между затвором КМ и бункерной течкой, а также обеспечить за счет двухстворчатой конструкции затвора равномерное по сечению течки ссыпание угля. Расположение противовесных грузов по одну сторону КМ и кинематическая схема, обеспечивающая закрытие створок в необходимой для герметизации затвора последовательности, позволяют исключить возможность неплотного закрытия створок затвора с нарушением герметичности пылесистемы.
Упрощение конструкции, обеспечение компактности с соответствующим уменьшением металлоемкости, а также улучшение ремонтопригодности и упрощение монтажа КМ достигаются за счет исключения необходимости использования в конструкции КМ согласно [1] средств фиксации и резкого захлопывания его затвора под действием возвратных пружин с целью предотвращения залипания топлива. Согласно патентуемой полезной модели залипание топлива предотвращается полным открытием выходного сечения течки за счет двухстворчатой конструкции затвора.
Краткое описание фигур чертежа
На фиг. 1 схематически изображен общий вид КМ в закрытом положении затвора; на фиг. 2 - представлен вид рычажно-шарнирной системы затвора КМ в закрытом положении; на фиг. 3 - общий вид КМ в открытом положении затвора; на фиг. 4 - вид рычажно-шарнирной системы затвора КМ в открытом положении.
Условные обозначения
КУ - кольцевое уплотнение;
КМ - клапан-мигалка;
ПГ - противовесные грузы;
ПЗ - плоский затвор;
ПО - поворотная ось;
ПС - подсистемы;
РШС - рычажно-шарнирная система;
ТЧ - течка.
Перечень позиций чертежа
10 - ТЧ; 11, 12 - соответственно верхний и нижний участки ТЧ; 13 - КУ; 20 - корпус; 30 - ПЗ; 31, 32 - створки; 311, 312 - профильное уплотнительное покрытие соответственно 31, 32; 40 - РШС; 41, 42 - ПС; 421, 422, 423 - звенья трехзвенного рычага; 424, 425, 426 - межзвенные шарниры; 43 - ПО; 50 - ПГ
Осуществление полезной модели
КМ установлен (фиг. 1, 3) на выходном конце течки (ТЧ) 10 из бункера подачи кускового топлива в размольную мельницу системы пылеприготовления котельного агрегата (не показаны) и содержит корпус 20, верхняя часть которого герметично сопряжена с помещенным внутри него выходным участком указанной течки и плоский затвор (ПЗ) 30, который соединен с рычажно-шарнирной системой (РШС) 40 (фиг. 2, 4) его поворота под воздействием противовесных грузов (ПГ) 50. Для уменьшения налипания угля ТЧ 10 выполнена из двух (верхний и нижний) участками соответственно 11 и 12 с небольшим конусообразным расширением нижнего из них. Герметизация места соединения корпуса 20 с нижней частью течки ТЧ 10 обеспечивается кольцевой уплотнительной прокладкой (КУ) 13. Участок 12 течки ТЧ 10 для сопряжения с затвором ПЗ 30 патентуемого КМ в своем выходном сечении должен иметь прямоугольную форму.
ПЗ 30 согласно патентуемой полезной модели выполнен двухстворчатым (двухлепестковым) со створками 31 и 32 с частичным перекрытием свободным концом створки 32 свободного конца створки 31 в закрытом положении. Каждая из створок 31, 32 имеет прямоугольную форму и снабжена по периферии профильным уплотнительным покрытием соответственно 311, 321 из термостойкой резины. Створки для облегчения веса и предотвращения налипания на них угля выполнены из сверхвысокомолекулярного полиэтилена. РШС 40 выполнена с расположением ПГ 50 по одну сторону КМ и кинематической схемой, обеспечивающей закрытие створок 31 и 32 в необходимой для герметизации ПЗ 30 последовательности. В данном примере конструктивной реализации это достигается использованием для поворота каждой из створок 31 и 32 кинематически различающихся рычажно-шарнирных подсистем ПС 41 и ПС 42, объединенных общей поворотной осью (ПО) 43. ПС 41 соединена с закрывающейся первой своркой 31 ПЗ 30 и выполнена в виде однозвенного короткого рычага. ПС 42 присоединена к створке 32 и выполнена в виде трехзвенного рычага со звеньями 421, 422, 423 и тремя межзвенными шарнирами 424, 425, 436. Запаздывание закрытия створки 32 по отношению к закрытию створки 31 происходит за счет дополнительного времени, требующегося на осуществление последовательного поворота указанных звеньев один относительно другого на указанных межзвенных шарнирах.
Работа КМ осуществляется следующим образом:
Уголь из ТЧ 10 скапливается на закрытых створках 31 и 32, удерживаемых в закрытом положении противовесными грузами ПГ 50, размещенными на выходном конце рычага однозвенной подсистемы ПС 41 рычажно-шарнирной системы РШС 40. Количество угля, проваливающегося вниз в течение одного открытия створок 31, 32 затвора ПЗ 30, регулируется числом и массой установленных противовесных грузов ПГ 50. Герметичность КМ в закрытом положении обеспечивается наличием КУ 13 в месте сопряжения верхней части корпуса 20 КМ с нижним участком 12 течки ТЧ 10, а также профильным уплотнительным покрытием из термостойкой резины по периферии указанных створок. Надежность герметизации дополнительно обеспечивается взаимным перекрытием этих створок.
Под воздействием столба топлива створки 31, 32 открываются (фиг. 3, 4), и порция угля подается в мельницу (не показана) через корпус 20 КМ, плавно переходящий в стандартный трубопровод. После этого створки 31 и 32 под воздействием грузов ПГ 50 и рычажно-шарнирной системы РШС 40 возвращаются в исходное положение в последовательности обусловленной описанной выше кинематикой этой системы.
Промышленная применимость
Полусинтетический двухлепестковый 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.