CN104986460A - 一种拉伸开启式开门机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种拉伸开启式开门机构，包括料斗、缸筒、气缸、拉伸开启机构、限位器、绳索、拉伸卷筒、缓冲装置和回位卷筒，所述缸筒设置于料斗内部与料斗形成密闭空间，料斗与缸筒可以相对运动，相对地面运动的称之为运动部件，气缸置于运动部件底部用于支撑密闭空间的开启与闭合；与气缸一起控制密闭空间闭合的拉伸开启机构铰接，拉伸开启机构一端与运动部件底部连接，另一端设置有圆盘，圆盘轴心与外界底座铰接，缠绕在回位卷筒中的缆绳连接在圆盘上，通过转动回位卷轴带动圆盘转动，进而带动拉伸开启机构摆动。本发明在运动部件降过程中，气缸对运动部件的阻碍作用减小，有效减小密闭空间开启时间，缩短了闪爆的时间。

Description

一种拉伸开启式开门机构
技术领域
本发明涉及一种拉伸开启式开门机构，用于蒸汽闪爆设备。
背景技术
现有闪爆设备开门机构主要用气缸拉动仓门或爆笼，以实现料斗门的快速打开。这种方式的缺点是料斗门的打开速度受气缸下腔放气速度的制约，在实际应用中放气速度很难提高大幅度提高。有研究表明，阀门打开的越快，闪爆效果越好。一般工程使用用的大直径放气阀的开启时间为20ms左右；气缸下缸筒排气时间也得需要几十毫秒。试验和理论计算表明，当料斗容积较大时，仓门开启时间为百毫秒量级。为消除大直径阀门开启时间，且减少气缸下腔对下缸筒的阻碍作用，需要设计一种可以快速开启阀门的装置。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为克服现有技术的不足，提供一种拉伸开启式开门机构，以缩短大直径密闭空间开启时间。
本发明的技术解决方案：
一种拉伸开启式开门机构，包括料斗、缸筒、气缸、拉伸开启机构、限位器、绳索、拉伸卷筒、缓冲装置和回位卷筒，所述缸筒设置于料斗内部与料斗形成密闭空间，料斗与缸筒可以相对运动，相对地面运动的称之为运动部件，气缸置于运动部件底部用于支撑密闭空间的开启与闭合；
与气缸一起控制密闭空间闭合的拉伸开启机构包括两个拉杆，两个拉杆连接处铰接，拉伸开启机构一端与运动部件底部连接，另一端设置有圆盘，圆盘轴心与外界底座铰接，缠绕在回位卷筒中的缆绳连接在圆盘上，通过转动回位卷轴带动圆盘转动，进而带动拉伸开启机构摆动；
限位器用于限制拉伸开启机构转动，绳索设置在拉伸开启机构的铰接点上，通过拉伸卷筒对绳索施加力拉动拉伸开启机构，进而使密闭空间开启，缓冲装置设置于运动部件下方，用于密闭空间开启后对运动部件进行缓冲。
所述气缸为单气缸，置于运动部件中心位置，拉伸开启机构相对于气缸中心对称，缓冲装置相对于气缸中心对称。
所述气缸为多气缸，相对于运动部件中心位置中心对称，拉伸开启机构相对于运动部件中心位置中心对称，缓冲装置相对于运动部件中心位置中心对称。
所述料斗包括上、下盖体，上、下盖体通过连接件固连，通过气缸、拉伸开启机构控制料斗移动。
所述料斗包括侧壁开有口的圆柱筒，圆柱筒设置有上、下盖体，下盖体下方设置有用于连接缸筒的缸筒支架，通过连接在缸筒支架上的气缸、拉伸开启机构控制缸筒上下移动。
所述限位器设置在靠近下方的拉伸开启机构的1/4-3/4处，限位后，靠近下方的拉伸开启机构与垂直方向成1-5度。
缓冲装置为弹簧结构，与运动部件底部连接。
缓冲装置为弹簧结构，连接于运动部件下方物体上。
本发明与现有技术相比的优点在于：
(1)本发明通过气缸与拉伸开启机构配合连接在运动部件上，使得在保压的过程中，主要依靠拉伸开启机构支撑，气缸只需克服重力，而不必克服料斗内的高压气体对运动部件作用力，因此，气缸的直径可以大大减小，在运动部件降过程中，气缸对运动部件的阻碍作用减小，有效减小密闭空间开启时间，缩短了闪爆的时间；
(2)本发明机构原理简单，气缸及拉伸开启机构可以根据情况选择数量，降低了维护成本。
附图说明
图1为本发明一种实施例的结构示意图；
图2为本发明另一种实施例的结构示意图；
图3为本发明的受力简图；
图4为本发明拉伸开启机构的臂端下降距离示意图；
图5为本发明拉伸开启机构转角θ与其臂位移d的关系曲线图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细描述。
一种拉伸开启式开门机构，包括料斗1、缸筒2、气缸3、拉伸开启机构4、限位器5、绳索6、拉伸卷筒7、缓冲装置8和回位卷筒9，所述缸筒2设置于料斗1内部与料斗1形成密闭空间，料斗1与缸筒2可以相对运动，相对地面运动的称之为运动部件，气缸3置于运动部件底部用于支撑密闭空间的开启与闭合；
与气缸3一起控制密闭空间闭合的拉伸开启机构4包括两个拉杆，两个拉杆连接处铰接，拉伸开启机构4一端与运动部件底部连接，另一端设置有圆盘，圆盘轴心与外界底座铰接，缠绕在回位卷筒9中的缆绳连接在圆盘上，通过转动回位卷轴9带动圆盘转动，进而带动拉伸开启机构4摆动；
限位器5用于限制拉伸开启机构4转动，限位器5设置在靠近下方的拉伸开启机构的1/4-3/4处，限位后，靠近下方的拉伸开启机构与垂直方向成1-5度。绳索6设置在拉伸开启机构4的中间铰接点上，通过拉伸卷筒7对绳索施加力拉动拉伸开启机构4，进而使密闭空间开启，缓冲装置8为弹簧结构，设置于运动部件下方，用于密闭空间开启后对运动部件进行缓冲。
所述气缸3可为单气缸，置于运动部件中心位置，拉伸开启机构4相对于气缸3中心对称，缓冲装置相对于气缸3中心对称。所述气缸3也可为多气缸，相对于运动部件中心位置中心对称，拉伸开启机构4相对于运动部件中心位置中心对称，缓冲装置相对于运动部件中心位置中心对称。
所述料斗1包括上、下盖体，上、下盖体通过连接件固连，通过气缸3、拉伸开启机构4控制料斗1移动。料斗1包括侧壁开有口的圆柱筒，圆柱筒设置有上、下盖体，下盖体下方设置有用于连接缸筒2的缸筒支架，通过连接在缸筒支架上的气缸3、拉伸开启机构4控制缸筒2上下移动。
本发明工作原理为：
用气缸3推动，使料斗1相对于缸筒2密闭；气缸3推上运动部件以后，拉伸开启机构只能转到直线位置，此时转动回位卷筒9，拉动拉伸开启机构逆时针摆动，使拉伸开启机构被限位器5卡住，处于图1或图2位置，在增加料斗1压力的过程中，拉伸开启机构4支撑住运动部件；当收到放气指令时，拉伸卷筒7带动绳索6拉动拉伸开启机构顺时针旋转，当拉伸开启机构转过临界位置时，支撑力突然变为零，在料斗1内高压气体作用下，密闭空间将迅速打开，在运动部件下降过程中，由于气缸3直径大大减小并且在起爆之前，气缸3的气门提前开启，其内部气体被提前放空，使得气缸3对运动部件的阻碍作用很小；在放气过程结束后，拉伸开启机构仍具有很高的速度，此时缓冲装置8可以有效限制运动部件的进一步运动；放气结束后，完成出料，再进入下一个工作循环。
本发明受力简图如图3所示，其中，F0——表示蒸汽压力对密闭空间的作用力的合力，Fx为将拉伸开启机构拉过直线位置所需的水平拉力，水平拉力与气压力的关系为
Fx＝F0·tanθ
假设使用正方形截面的拉伸开启机构，粗略估计拉伸开启机构的尺寸。若轴向载荷为100吨，则F0＝1000kN，轴向应力为100Mpa。取截面积为0.01m^2。则正方形截面的边长0.1m。依据机械设计手册，拉伸开启机构的抗拉强度一般是375～500Mpa,抗压极限＝0.3σb＝112～150Mpa。
当拉伸开启机构的臂转过直线位置后，臂端下降距离为d，如图4所示。则转角θ与d的关系为
d＝2L·(1-cosθ)
假设汽缸行程1m，拉伸开启机构长度L取0.7m，拉伸开启机构转角θ与其臂位移d的关系曲线如图5所示。
本发明未公开内容为本领域技术人员公知常识。

Claims (8)

1.一种拉伸开启式开门机构，其特征在于，包括料斗(1)、缸筒(2)、气缸(3)、拉伸开启机构(4)、限位器(5)、绳索(6)、拉伸卷筒(7)、缓冲装置(8)和回位卷筒(9)，所述缸筒(2)设置于料斗(1)内部与料斗(1)形成密闭空间，料斗(1)与缸筒(2)可以相对运动，相对地面运动的称之为运动部件，气缸(3)置于运动部件底部用于支撑密闭空间的开启与闭合；
与气缸(3)一起控制密闭空间闭合的拉伸开启机构(4)包括两个拉杆，两个拉杆连接处铰接，拉伸开启机构(4)一端与运动部件底部连接，另一端设置有圆盘，圆盘轴心与外界底座铰接，缠绕在回位卷筒(9)中的缆绳连接在圆盘上，通过转动回位卷轴(9)带动圆盘转动，进而带动拉伸开启机构(4)摆动；
限位器(5)用于限制拉伸开启机构(4)转动，绳索(6)设置在拉伸开启机构(4)的铰接点上，通过拉伸卷筒(7)对绳索施加力拉动拉伸开启机构(4)，进而使密闭空间开启，缓冲装置(8)设置于运动部件下方，用于密闭空间开启后对运动部件进行缓冲。
2.如权利要求1所述的一种拉伸开启式开门机构，其特征在于，所述气缸(3)为单气缸，置于运动部件中心位置，拉伸开启机构(4)相对于气缸(3)中心对称，缓冲装置相对于气缸(3)中心对称。
3.如权利要求1所述的一种拉伸开启式开门机构，其特征在于，所述气缸(3)为多气缸，相对于运动部件中心位置中心对称，拉伸开启机构(4)相对于运动部件中心位置中心对称，缓冲装置相对于运动部件中心位置中心对称。
4.如权利要求1或2或3所述的一种拉伸开启式开门机构，其特征在于，所述料斗(1)包括上、下盖体，上、下盖体通过连接件固连，通过气缸(3)、拉伸开启机构(4)控制料斗(1)移动。
5.如权利要求1或2或3所述的一种拉伸开启式开门机构，其特征在于，所述料斗(1)包括侧壁开有口的圆柱筒，圆柱筒设置有上、下盖体，下盖体下方设置有用于连接缸筒(2)的缸筒支架，通过连接在缸筒支架上的气缸(3)、拉伸开启机构(4)控制缸筒(2)上下移动。
6.如权利要求5所述的一种拉伸开启式开门机构，其特征在于，所述限位器(5)设置在靠近下方的拉伸开启机构的1/4-3/4处，限位后，靠近下方的拉伸开启机构与垂直方向成1-5度。
7.如权利要求1所述的一种拉伸开启式开门机构，其特征在于，缓冲装置(8)为弹簧结构，与运动部件底部连接。
8.如权利要求1所述的一种拉伸开启式开门机构，其特征在于，缓冲装置(8)为弹簧结构，连接于运动部件下方物体上。
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