CN103498919A - 用于大型压力容器齿啮式快开门的自平衡启闭系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及压力容器领域，旨在提供一种用于大型压力容器齿啮式快开门的自平衡启闭系统。该系统包括转动部件、平衡部件、支座和缓冲平台；转动部件包括转动轴、轴承座、翻盖油缸、油缸座和两对翻盖耳板，平衡部件包括一对平衡杆和配重块；所述支座固定在位于筒体法兰一侧的容器筒体上，缓冲平台包括缓冲座以及放置在上面的缓冲垫。本发明利用平衡系统平衡封头重量，使整个转动系统的重心在转动轴上，这样只需动力较小的油缸即可启闭封头，且油缸的行程跟封头直径无关；平衡杆的长度以及配重块的质量可根据厂房条件等设计；安全性提高。

Description

用于大型压力容器齿啮式快开门的自平衡启闭系统
技术领域
本发明涉及压力容器领域，尤其涉及一种结构简单、操作便捷、安全性高的用于大型压力容器齿啮式快开门的自平衡启闭系统。
背景技术
由于工艺需要，一些压力容器需要快开门结构使封头可以随时启闭从而实现物料快速进出。快开门结构主要包括两个部分：一是密封装置，主要承担介质产生的轴向力作用，保证容器的密封；另一部分就是启闭系统，主要承担封头的打开及关闭，本发明涉及的就是该部分。
当容器较小时，封头直径小、重量轻，开启简单；当容器很大时封头非常重且回转半径大，必须借助辅助设备来实现封头的开启，当前常用的辅助装置是通过在封头两侧各用一个油缸一端连接封头一端固定地面，然后通过油缸推力推动封头来实现，但是这种方式有以下几个缺点：（1）容器很大时，封头启闭过程中的回转半径很大，所需油缸的行程很大；（2）封头非常重，需要大功率的油缸；（3）两侧两个油缸的同步性要求比较高。
针对第2个缺点，可通过设置平衡装置来平衡封头的重量来克服，例如龙门架结构，该结构通过钢索一端连接封头一端连接配重块，利用配重块来平衡封头的重量。但这种结构非常笨重，对厂房的高度有很高要求，且关键承重部位很多包括钢索、滑轮、龙门横梁及支撑架等，安全性不易保证。基于以上情况，本专利在完全克服以上三个缺点的同时，改善了结构的安全性以及便捷性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种用于大型压力容器齿啮式快开门的自平衡启闭系统。
为解决技术问题，本发明的解决方案是：
提供一种用于大型压力容器齿啮式快开门的自平衡启闭系统，包括执行启闭动作的转动部件；其特征在于，还包括平衡部件、支座和缓冲平台。所述转动部件包括转动轴、轴承座、翻盖油缸、油缸座和两对翻盖耳板，两对翻盖耳板均固定在封头外侧，且与转动轴固定连接，翻盖油缸的伸缩臂与其中一对翻盖耳板连接；所述平衡部件包括一对平衡杆和配重块，平衡杆的一端固定连接于转动轴，另一端连接配重块；所述支座固定在位于筒体法兰一侧的容器筒体上，用于固定转动轴的轴承座和用于固定翻盖油缸的油缸座均设于该支座之上；所述缓冲平台包括缓冲座以及放置在上面的缓冲垫。
本发明中，所述两对翻盖耳板分别是外侧翻盖耳板和内侧翻盖耳板，内侧翻盖耳板位于两个外侧翻盖耳板之间；所述翻盖油缸位于容器筒体纵向中心线上，所述外侧翻盖耳板、内侧翻盖耳板、平衡杆各自以该纵向中心线为轴对称布置。
本发明中，翻盖油缸的伸缩臂与内侧翻盖耳板连接。
本发明中，缓冲平台上还装有与配重块相对应的安全联锁装置，当翻盖油缸的伸缩臂收回至封头呈完全开启状态时，配重块与安全联锁装置相接；安全联锁装置中设有用于锁定配重块的安全插销。
本发明中，所述配重块通过螺栓固定于平衡杆上。
本发明中，在平衡杆远离转动轴的一端沿平衡杆的纵向中心线开设若干个等间距的通孔，在配重块上设有两个贯穿孔；螺栓能够穿过通孔和贯穿孔将配重块固定于平衡杆上，且能根据需要对固定的位置进行调整。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、利用平衡系统平衡封头重量，使整个转动系统的重心在转动轴上，这样只需动力较小的油缸即可启闭封头；
2、只需一个油缸即可转动封头，且油缸的行程跟封头直径无关；
3、翻盖油缸与内耳板连接点距转动轴的距离可以优化设计，该距离越大，油缸转动封头所需动力越小，但油缸的行程增大，所以可根据实际情况使油缸转动封头所需动力及其行程最优化；
4、平衡系统中平衡杆的长度以及配重块的质量可根据厂房条件等设计，例如厂房高度有限时可减小平衡杆的长度，增加配重块的重量。
5、平衡系统中配重块在平衡杆上的位置可以调整，这样在快开门组装完毕后，通过调整配重块的位置，进一步平衡整个开启系统，使整个系统的中心在转动轴上，使转动该系统的作用力进一步减小；
6、缓冲台上有缓冲垫，有利于配重块的减速，减少因速度变化对转动轴以及油缸的惯性力，同时也避免了意外导致配重块直接接触筒体；
7、设置防止封头开启后因意外因素突然下落的安全联锁装置，安全性提高；
8、由于系统的重心在转动轴上，安全销的受力很小，所以对其要求较低。
附图说明
图1为本发明总体结构示意图；
图2为图1的左视图；
图3为封头呈完全开启状态的示意图；
图4为平衡杆和配重块的示意图（俯视图）；
图5为平衡杆和配重块的示意图（剖视图）。
图中附图标记：1筒体；2鞍式支座；3（3-1、3-2）推动锁紧卡箍油缸；4（4-1、4-2）油缸座；5筒体法兰；6锁紧卡箍；7封头法兰；8封头；9（9-1、9-2）外侧翻盖耳板；10（10-1、10-2）内侧翻盖耳板；11（11-1、11-2）轴承座；12转动轴；13连接轴；14配重块（14-1、14-2）；15（15-1、15-2）平衡杆；16支座；17翻盖油缸；18油缸座；19（19-1、19-2）安全联锁装置；20（20-1、20-2）缓冲平台；21（21-1、21-2）缓冲垫，22锁紧螺栓。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本发明的内容，但不应理解为本发明所要保护范围仅限于此。
结构介绍
如图1所示，容器主体部分包括筒体1、支撑容器的鞍式支座2、筒体法兰5、锁紧卡箍6、封头8和封头法兰7，锁紧卡箍6通过对称的推动锁紧卡箍油缸3转动，推动锁紧卡箍油缸3通过油缸座4固定在容器壁上。本发明中封头启闭系统包括转动部件、平衡部件和支撑这两套部件的支座16。
转动部件包括转动轴12、轴承座11、翻盖油缸17和两对翻盖耳板；两对翻盖耳板均固定在封头8外侧，且与转动轴12固定连接，其中内侧耳板10还通过连接轴13与翻盖油缸17的伸缩臂相接；所述平衡部件包括一对平衡杆15（15-1、15-2）和对应配重块14（14-1、14-2），平衡杆15（15-1、15-2）的一端与转动轴12固定连接，另一端连接配重块14，配重块14（14-1、14-2）通过锁紧螺栓22固定于平衡杆15（15-1、15-2）上；所述支座16固定在位于筒体法兰5一侧的容器筒体1上，用于固定转动轴12的轴承座11和用于固定翻盖油缸17的油缸座18均设于该支座之上。
两对翻盖耳板是外侧翻盖耳板9（9-1、9-2）和内侧翻盖耳板10（10-1、10-2），内侧翻盖耳板10（10-1、10-2）位于两个外侧翻盖耳板9（9-1、9-2）之间；所述翻盖油缸17位于容器筒体1纵向中心线上，所述外侧翻盖耳板9（9-1、9-2）、内侧翻盖耳板10（10-1、10-2）、平衡杆15（15-1、15-2）各自以该纵向中心线为轴对称布置。
在容器筒体1上还设有一对缓冲平台20（20-1、20-2）；缓冲平台20（20-1、20-2）上装有与配重块14（14-1、14-2）相对应的安全联锁装置19（19-1、19-2）和弹性的缓冲垫21（21-1、21-2），当翻盖油缸17的伸缩臂收回至封头8呈完全开启状态时，配重块14（14-1、14-2）与安全联锁装置19（19-1、19-2）相接；安全联锁装置19（19-1、19-2）中设有用于锁定配重块14的安全插销。缓冲垫21（21-1、21-2）可以使用弹性的橡胶材质垫片。
本发明中，配置块14（14-1、14-2）在平衡杆15（15-1、15-2）上的位置是可调的。具体方式：在平衡杆15（15-1、15-2）远离转动轴12的一端，沿平衡杆平衡杆15（15-1、15-2）的纵向中心线开设若干个等间距的通孔，在配重块上设有两个贯穿孔；用于固定连接的螺栓能够穿过通孔和贯穿孔将配重块14（14-1、14-2）固定于平衡杆平衡杆15（15-1、15-2）上，且能根据实际需要对固定的位置进行调整。
启闭系统安装过程
1、根据实际情况确定转动轴12的中心位置，设计并焊接支座16；
2、计算出封头8的重量及重心；
3、根据厂房条件算出平衡杆15（15-1、15-2）的长度、初始偏角以及配重块14（14-1、14-2）的重量；
4、确定缓冲平台20（20-1、20-2）的位置并将其台焊接固定在筒体1上，缓冲平台20（20-1、20-2）上放置缓冲垫21（21-1、21-2）；
5、安装轴承座11（11-1、11-2）；
6、将翻盖耳板按设计焊接封头8以及转动轴12上；
7、将转动轴12安装在轴承座11（11-1、11-2）上，并调整轴承座11（11-1、11-2）保证转动轴12转动正常；
8、安装翻盖油缸座18，连接翻盖油缸17；
9、将平衡杆（15-1、15-2）按照设计角度焊接在转动轴12上，另一端放入配重块14（14-1、14-2）；
10、调整配重块14（14-1、14-2）的位置使得整个封头8开启系统的重心位于转动轴12上；
11、安装安全联锁装置19。
封头打开过程
当容器需要打开封头8时，对称的两个推动锁紧卡箍油缸3（3-1、3-2）推动锁紧卡箍6转动，当锁紧卡箍6上的齿与封头法兰7上的齿刚好错开时，推动锁紧卡箍油缸3（3-1、3-2）停止运动。此后本发明中的封头系统开始工作，首先翻盖油缸17拉动内侧翻盖耳板10（10-1、10-2）使封头8慢慢打开，该过程中由于整个开启系统的重心在转动轴12上，所以封头8打开所需拉力很小且速度容易控制，当封头8快开启到指定位置时，翻盖油缸17减速，同时配重块14（14-1、14-2）也会接触到缓冲平台20（20-1、20-2）上的缓冲垫21（21-1、21-2）直到最终停止，安全联锁装置19（19-1、19-2）检测到配重块14（14-1、14-2）到指定位置后，会将安全插销插入配重块14（14-1、14-2）内锁死，从而完成封头8打开过程。
封头关闭过程
当容器需要关闭封头8时，首先启动安全联锁装置19（19-1、19-2），解除锁定；之后翻盖油缸17启动慢慢推动内侧翻盖耳板10（10-1、10-2）使封头8下落，该过程中由于整个开启系统的重心在转轴12上，所以封头8关闭所需推力很小且速度容易控制，当封头8到达指定位置后，翻盖油缸17停止工作。推动锁紧卡箍油缸3（3-1、3-2）推动锁紧卡箍6旋转使锁紧卡箍齿与封头法兰7齿互相啮合，推动锁紧卡箍油缸3（3-1、3-2）停止工作，开启密封系统，完成容器封头关闭。

Claims (6)

1.用于大型压力容器齿啮式快开门的自平衡启闭系统，包括执行启闭动作的转动部件；其特征在于，还包括平衡部件、支座和缓冲平台；所述转动部件包括转动轴、轴承座、翻盖油缸、油缸座和两对翻盖耳板；两对翻盖耳板均固定在封头外侧，且与转动轴固定连接，翻盖油缸的伸缩臂与其中一对翻盖耳板连接；所述平衡部件包括一对平衡杆和配重块，平衡杆的一端固定连接于转动轴，另一端连接配重块；所述支座固定在位于筒体法兰一侧的容器筒体上，用于固定转动轴的轴承座和用于固定翻盖油缸的油缸座均设于该支座之上；所述缓冲平台包括缓冲座以及放置在上面的缓冲垫。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述两对翻盖耳板分别是外侧翻盖耳板和内侧翻盖耳板，内侧翻盖耳板位于两个外侧翻盖耳板之间；所述翻盖油缸位于容器筒体纵向中心线上，所述外侧翻盖耳板、内侧翻盖耳板、平衡杆各自以该纵向中心线为轴对称布置。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述翻盖油缸的伸缩臂与内侧翻盖耳板连接。
4.根据权利要求1至3任意一项中所述的系统，其特征在于，所述缓冲平台上装有与配重块相对应的安全联锁装置，当翻盖油缸的伸缩臂收回至封头呈完全开启状态时，配重块与安全联锁装置相接；安全联锁装置中设有用于锁定配重块的安全插销。
5.根据权利要求4所述的启闭系统，其特征在于，调整后的配重块通过两个螺栓固定在平衡杆上。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，在平衡杆远离转动轴的一端沿平衡杆的纵向中心线开设若干个等间距的通孔，在配重块上设有两个贯穿孔；螺栓能够穿过通孔和贯穿孔将配重块固定于平衡杆上，且能根据需要对固定的位置进行调整。
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