CN104763808B - 压力容器快开门低阻高效锁紧方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种压力容器快开门低阻高效锁紧装置，采用动力源撑开曲柄滑块锁紧机构，连接曲柄滑块锁紧机构的锁紧钩绕固定在压力容器上的第三销轴做旋转运动直至其与斜面垫铁贴合，锁紧钩上的斜铁与斜面垫铁并不接触；随着动力源的继续撑开，曲柄滑块锁紧机构的支臂将带动可调拉杆组合件运动，锁紧钩亦随着向上提升，直到底盖被锁紧；使曲柄滑块锁紧机构上的第一销轴、第二销轴与第三销轴三者中心线在同一平面上，锁紧钩被提升到最高点，拉杆阻力力臂减少为零，当动力源再撑开后，支臂内侧将作用于压力容器外壁上，使底盖处于自锁紧状态。本发明能低阻高效的实现底盖锁紧及开钩动作，并且能实现自锁紧状态，从而能省去动力源，降低能耗及使用成本，提高生产安全性。
Description
技术领域
本发明涉及一种压力容器快开门装置领域，特别是一种压力容器快开门低阻高效锁紧方法及装置。
背景技术
快开式压力容器能在短时间内实现容器门的开与合，大大提高了生产效率，目前已广泛地应用于化工、建材、食品、纺织、航天、医疗、造纸等工业领域。快开装置的结构形式很多，但按其基本原理大致可分为卡箍式、齿啮式、压紧式、剖分环式和移动式五大类。
在实际生产过程中，考虑到需将成品或残渣从快开压力容器中较方便的取出，在压力容器底部设置了传统的压紧式底部快开装置。在上述的几种结构原理都是以气缸或油缸为动力源，利用斜面的位移产生压缩量，达到锁紧的目的，但是需要较大的力量作用在斜面上，如果加工精度不够，设备保养不当，会造成以下三个不良后果：(1)锁紧钩锁不进，需要人工锤击锁紧钩钩头端使其锁紧，这不利于实现自动化控制；(2)锁紧钩锁紧不到位，容易导致脱钩甚至爆炸，从而引发安全事故，不利于安全化生产；(3)锁紧装置在使用过程中斜铁及斜面垫铁容易锈死，致使锁紧钩打开非常困难。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种压力容器快开门低阻高效锁紧方法及装置。本发明能低阻高效的实现底盖锁紧及开钩动作，并且能实现自锁紧状态，从而能省去动力源，降低能耗及使用成本，提高生产安全性。
本发明的技术方案：压力容器快开门低阻高效锁紧方法，其特征在于：采用动力源撑开曲柄滑块锁紧机构，连接曲柄滑块锁紧机构的锁紧钩绕固定在压力容器上的第三销轴做旋转运动直至其与斜面垫铁贴合，锁紧钩上的斜铁与斜面垫铁并不接触；随着动力源的继续撑开，曲柄滑块锁紧机构的支臂将带动可调拉杆组合件运动，锁紧钩亦随着向上提升，直到底盖被锁紧；使曲柄滑块锁紧机构上的第一销轴、第二销轴与第三销轴三者中心线在同一平面上，锁紧钩被提升到最高点，拉杆阻力力臂减少为零，当动力源再撑开后，支臂内侧将作用于压力容器外壁上，使底盖处于自锁紧状态。
前述的压力容器快开门低阻高效锁紧方法中，所述的锁紧钩在锁紧压力容器底盖过程中，动力源力臂与可调拉杆组合件的阻力力臂比值不断增大，从而有利于提供一个相对较小的动力源便能确保底盖的锁紧。
前述的压力容器快开门低阻高效锁紧方法中，在底盖处于自锁紧状态后，撤销动力源的撑力，降低能耗。
前述的压力容器快开门低阻高效锁紧方法中，通过动力源收缩，使锁紧钩钩头端先向下松开压力容器底盖，直到第二销轴运动到锁紧钩撑耳的长腰子孔底部，随着动力源继续收缩，锁紧钩钩头端远离斜面垫铁，形成一个大张角，从而使压力容器底盖便能轻松打开不受干涉。
实现前述的压力容器快开门低阻高效锁紧方法的压力容器快开门低阻高效锁紧装置，其特征在于：包括筒体和底盖，筒体外壁上设有多个用于锁紧底盖的曲柄滑块锁紧机构，曲柄滑块锁紧机构包括固定在筒体外壁上的支臂撑耳和锁紧钩撑耳，支臂撑耳上设有支臂，支臂包括依次连接的支臂头端、中间弯杆和支臂尾端，支臂头端经第二销轴与支臂撑耳连接，中间弯杆经第一销轴连接有可调拉杆组合件，支臂尾端连接有动力源；所述的锁紧钩撑耳上设有长腰子孔，长腰子孔上设有锁紧钩，所述锁紧钩包括钩头端、钩尾端和连接钩头端和钩尾端的弯杆，钩尾端经第三销轴设置在长腰子孔内，弯杆与动力源连接，所述可调拉杆组合件铰接在第三销轴上，钩头端上设有斜铁，斜铁与设置在底盖上的斜面垫铁配合。
前述的压力容器快开门低阻高效锁紧装置中，所述可调拉杆组合件包括中间拉杆、第一拉杆和第二拉杆，中间拉杆两端分别与第一拉杆端头、第二拉杆端头连接。
前述的压力容器快开门低阻高效锁紧装置中，所述的动力源是气缸或油缸。
前述的压力容器快开门低阻高效锁紧装置中，所述气缸包括具有插销孔的缸底，缸底上设有缸筒，缸筒上设有缸头，缸筒侧面设有拉杆，拉杆两端分别与缸底、缸头连接，缸筒内设有活塞，活塞上设有延伸至缸筒外的活塞杆，活塞杆的端部设有具有插销孔的连接头。
与现有技术相比，本发明通过一个动力源将锁紧钩的锁紧过程分解成两个动作来单独完成。当气缸或油缸撑开时，首先锁紧钩绕第三销轴做旋转运动直至其与斜面垫铁贴合，此时斜铁与斜面垫铁并不接触(两者间不存在摩擦)；随着气缸或油缸的继续撑开，支臂将带动拉杆组件运动，此时锁紧钩亦随着向上提升，直到底盖被锁紧；当第一销轴、第二销轴、第三销轴三中心线在同一平面上时，此时锁紧钩被提升到最高点，拉杆阻力力臂减少为零，当动力源再撑开后，支臂内侧将作用于筒体外壁上，这时即便撤销掉动力源的作用，底盖依然处于锁紧状态。当机构处于锁紧状态时亦可以通过调节拉杆组合件来调整底盖锁紧的预紧力，这对设备装配后的调试工作是非常有利的。
本发明利用一个动力源的输入便可快捷的实现锁紧钩的开与合，不需要人为施加外力，便于实现自动化控制。锁紧过程中，动力源力臂及阻力力臂都不断减少，但动力源力臂与阻力力臂的比值却不断增大，相对于传统的动力源来说可以大大的减少动力的输入，节约了能源损耗。该装置在工作时能保证底部快开门处于锁紧状态，自锁能力非常良好而确保不会出现脱钩现象。
本发明通过巧妙的锁紧结构，实现低阻高效快开门锁紧方法，有效的克服了传统压力容器底部快开锁紧装置的不足，从而明显降低了零部件的制造和安装精度，从而降低生产成本。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的立体结构示意图；
图3是气缸的结构示意图；
图4是本发明开钩状态示意图；
图5是本发明合钩状态示意图；
图6是本发明提钩锁紧状态示意图；
图7是本发明自锁紧状态示意图；
图8是本发明的锁紧钩锁紧状态防脱钩原理受力分析图；
图9是本发明的第一应用结构图；
图10是本发明的第二应用结构图。
附图中的标记为：1-第一销轴，2-支臂，3-支臂撑耳，4-第二销轴，5-第一拉杆端头，6-中间拉杆，7-第二拉杆端头，8-锁紧钩，9-锁紧钩撑耳，10-斜面垫铁，11-第三销轴，12-斜铁，13-动力源，14-底盖，15-长腰子孔，16-筒体，17-可调拉杆组合件，101-缸底，102-活塞，103-活塞杆，104-拉杆，105-缸头，106-活塞杆，107-连接头。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
实施例。压力容器快开门低阻高效锁紧方法，其特征在于：采用动力源撑开曲柄滑块锁紧机构，连接曲柄滑块锁紧机构的锁紧钩绕固定在压力容器上的第三销轴做旋转运动直至其与斜面垫铁贴合，锁紧钩上的斜铁与斜面垫铁并不接触；随着动力源的继续撑开，曲柄滑块锁紧机构的支臂将带动可调拉杆组合件运动，锁紧钩亦随着向上提升，直到底盖被锁紧；使曲柄滑块锁紧机构上的第一销轴、第二销轴与第三销轴三者中心线在同一平面上，锁紧钩被提升到最高点，拉杆阻力力臂减少为零，当动力源再撑开后，支臂内侧将作用于压力容器外壁上，使底盖处于自锁紧状态。所述的锁紧钩在锁紧压力容器底盖过程中，动力源力臂与可调拉杆组合件的阻力力臂比值不断增大，从而有利于提供一个相对较小的动力源便能确保底盖的锁紧。在底盖处于自锁紧状态后，撤销动力源的撑力，降低能耗。通过动力源收缩，使锁紧钩钩头端先向下松开压力容器底盖，直到第二销轴运动到锁紧钩撑耳的长腰子孔底部，随着动力源继续收缩，锁紧钩钩头端远离斜面垫铁，形成一个大张角，从而使压力容器底盖便能轻松打开不受干涉。
实现上述的压力容器快开门低阻高效锁紧方法的压力容器快开门低阻高效锁紧装置，构成如图1-3所述，其特征在于：包括筒体16和底盖14，筒体16外壁上设有多个用于锁紧底盖14的曲柄滑块锁紧机构，曲柄滑块锁紧机构包括固定在筒体16外壁上的支臂撑耳3和锁紧钩撑耳9，支臂撑耳3上设有支臂2，支臂2包括依次连接的支臂头端、中间弯杆和支臂尾端，支臂头端经第二销轴4与支臂撑耳3连接，中间弯杆经第一销轴1连接有可调拉杆组合件17，支臂尾端连接有动力源13；所述的锁紧钩撑耳9上设有长腰子孔15，长腰子孔15上设有锁紧钩8，所述锁紧钩8包括钩头端、钩尾端和连接钩头端和钩尾端的弯杆，钩尾端经第三销轴11设置在长腰子孔15内，弯杆与动力源13连接，所述可调拉杆组合件17铰接在第三销轴11上，钩头端上设有斜铁12，斜铁12与设置在底盖14上的斜面垫铁10配合。
比较好的是，所述可调拉杆组合件17包括中间拉杆6、第一拉杆和第二拉杆，中间拉杆6两端分别与第一拉杆端头5、第二拉杆端头7连接。
所述的动力源13是气缸或油缸。更好的是，所述气缸包括具有插销孔的缸底101，缸底101上设有缸筒103，缸筒103上设有缸头105，缸筒103侧面设有拉杆104，拉杆104两端分别与缸底101、缸头105连接，缸筒103内设有活塞102，活塞102上设有延伸至缸筒103外的活塞杆106，活塞杆106的端部设有具有插销孔的连接头107。
所述支臂撑耳3及锁紧钩撑耳9固定在压力容器(筒体16)的外壁上，斜面垫铁10固定安装在压力容器盖法兰(底盖14法兰)上；斜铁12固定在锁紧钩8的钩头端上；中间拉杆6与第一栏杆端头5及第二拉杆端头7连接组成一可调拉杆组合件17；斜面垫铁10、斜铁12和锁紧钩8配合组成一挂钩机构；锁紧钩8的钩尾端通过第三销轴11与锁紧钩撑耳9连接；支臂2通过第二销轴4与支臂撑耳3连接；锁紧钩8的弯杆及支臂尾端通过动力源13连接组成一锁紧钩开闭机构；锁紧钩8的钩尾端与支臂2的弯杆通过可调拉杆组合件17组成一升降机构，实现锁紧钩的向上提起及向下放开动作。
本发明的具体动作如图4-7所示，分别为本发明压力容器底部快开锁紧装置开钩状态、合钩状态、提钩锁紧状态及最终自锁状态，组成了锁紧装置一个完整的锁紧过程。当动力源撑开时，带动锁紧钩绕第三销轴做旋转运动直到其内侧面与斜面垫铁接触为止(此时为合钩状态)。随着动力源继续撑开，支臂开始绕第二销轴做旋转运动，此时第一销轴带动拉杆组件，拉杆组件带动锁紧钩做向上提升运动，当第一销轴、第二销轴、第三销轴中心线在同一平面上时，锁紧钩竖直方向被提升到最高点，该时刻阻力臂的理论值为零，动力臂与阻力臂的比值趋于无穷大。动力源进一步撑开后，拉缸端头1内侧面将与筒体壁接触，此时即便撤销掉源动力的作用力，底盖仍处于锁紧状态，这在实际工程运用中是非常有意义的。开钩过程为锁紧过程的逆向动作。
如图8所示，锁紧钩锁紧状态防脱钩原理受力分析图(锁紧状态下动力源作用力撤销，忽略气缸重力对锁紧钩作用力及锁紧钩自身重力)，在FW(拉杆组件对锁紧钩作用力)、FM(斜面垫铁侧面对锁紧钩作用力)、FN(斜面垫铁底部对锁紧钩作用力)三力的共同作用下锁紧钩处于受力平衡状态，该状态其受力平衡方程如下：
由于FM是被动产生的，并且FN不可能对锁紧钩产生一个水平向外的作用力，故在该状态下锁紧钩是不会发生脱钩的。
本发明应用时，可如图9和10所示的结构。
Claims (9)
1.压力容器快开门低阻高效锁紧装置，其特征在于：包括筒体(16)和底盖(14)，筒体(16)外壁上设有多个用于锁紧底盖(14)的曲柄滑块锁紧机构，曲柄滑块锁紧机构包括固定在筒体(16)外壁上的支臂撑耳(3)和锁紧钩撑耳(9)，支臂撑耳(3)上设有支臂(2)，支臂(2)包括依次连接的支臂头端、中间弯杆和支臂尾端，支臂头端经第二销轴(4)与支臂撑耳(3)连接，中间弯杆经第一销轴(1)连接有可调拉杆组合件(17)，支臂尾端连接有动力源(13)；所述的锁紧钩撑耳(9)上设有长腰子孔(15)，长腰子孔(15)上设有锁紧钩(8)，所述锁紧钩(8)包括钩头端、钩尾端和连接钩头端和钩尾端的弯杆，钩尾端经第三销轴(11)设置在长腰子孔(15)内，弯杆与动力源(13)连接，所述可调拉杆组合件(17)铰接在第三销轴(11)上，钩头端上设有斜铁(12)，斜铁(12)与设置在底盖(14)上的斜面垫铁(10)配合；采用动力源撑开曲柄滑块锁紧机构，当曲柄滑块锁紧机构上的第一销轴、第二销轴与第三销轴三者中心线在同一平面上，锁紧钩被提升到最高点，拉杆阻力力臂减少为零。
2.根据权利要求1所述的压力容器快开门低阻高效锁紧装置，其特征在于：所述可调拉杆组合件(17)包括中间拉杆(6)、第一拉杆和第二拉杆，中间拉杆(6)两端分别与第一拉杆端头(5)、第二拉杆端头(7)连接。
3.根据权利要求1所述的压力容器快开门低阻高效锁紧装置，其特征在于：所述的动力源(13)是气缸。
4.根据权利要求3所述的压力容器快开门低阻高效锁紧装置，其特征在于：所述气缸包括具有插销孔的缸底(101)，缸底(101)上设有缸筒(103)，缸筒(103)上设有缸头(105)，缸筒(103)侧面设有拉杆(104)，拉杆(104)两端分别与缸底(101)、缸头(105)连接，缸筒(103)内设有活塞(102)，活塞(102)上设有延伸至缸筒(103)外的活塞杆(106)，活塞杆(106)的端部设有具有插销孔的连接头(107)。
5.根据权利要求1所述的压力容器快开门低阻高效锁紧装置，其特征在于：所述的动力源(13)是油缸。
6.根据权利要求1-5任一项所述的压力容器快开门低阻高效锁紧装置的压力容器快开门低阻高效锁紧方法，其特征在于：采用动力源撑开曲柄滑块锁紧机构，连接曲柄滑块锁紧机构的锁紧钩绕固定在压力容器上的第三销轴做旋转运动直至其与斜面垫铁贴合，锁紧钩上的斜铁与斜面垫铁并不接触；随着动力源的继续撑开，曲柄滑块锁紧机构的支臂将带动可调拉杆组合件运动，锁紧钩亦随着向上提升，直到底盖被锁紧；使曲柄滑块锁紧机构上的第一销轴、第二销轴与第三销轴三者中心线在同一平面上，锁紧钩被提升到最高点，拉杆阻力力臂减少为零，当动力源再撑开后，支臂内侧将作用于压力容器外壁上，使底盖处于自锁紧状态。
7.根据权利要求6所述的压力容器快开门低阻高效锁紧方法，其特征在于：所述的锁紧钩在锁紧压力容器底盖过程中，动力源力臂与可调拉杆组合件的阻力力臂比值不断增大，从而有利于提供一个相对较小的动力源便能确保底盖的锁紧。
8.根据权利要求6所述的压力容器快开门低阻高效锁紧方法，其特征在于：在底盖处于自锁紧状态后，撤销动力源的撑力，降低能耗。
9.根据权利要求6所述的压力容器快开门低阻高效锁紧方法，其特征在于：通过动力源收缩，使锁紧钩钩头端先向下松开压力容器底盖，直到第二销轴运动到锁紧钩撑耳的长腰子孔底部，随着动力源继续收缩，锁紧钩钩头端远离斜面垫铁，形成一个大张角，从而使压力容器底盖便能轻松打开不受干涉。
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Denomination of invention: Low resistance and high efficiency locking method and device for quick opening of pressure vessels Effective date of registration: 20221213 Granted publication date: 20170308 Pledgee: Agricultural Bank of China Limited Lishui Development Zone Sub branch Pledgor: ZHEJIANG DONGOU FILTER MANUFACTURING Co.,Ltd. Registration number: Y2022330003660 |