RU2387903C1

RU2387903C1 - Safety locking device

Info

Publication number: RU2387903C1
Application number: RU2009109380/06A
Authority: RU
Inventors: Леонид Павлович Батов (RU); Леонид Павлович Батов; Михаил Васильевич Бегма (RU); Михаил Васильевич Бегма; Татьяна Михайловна Воробьева (RU); Татьяна Михайловна Воробьева
Original assignee: Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Научно-Производственное Объединение "Техномаш"
Priority date: 2009-03-17
Filing date: 2009-03-17
Publication date: 2010-04-27

Abstract

FIELD: machine building, gas distribution.

SUBSTANCE: invention refers to safety-locking devices and is designed for implementation at objects corresponding to reservoirs with filling hatch for storage and transporting dangerous gas mediums, and also to process tanks used for fabrication of items in them. The safety locking device consists of a case with a spring-loaded rod installed therein for locking a gate of the reservoir hatch; the device also consists of a diaphragm mechanism in form of two plates creating closed volume, wherein between there is secured an elastic diaphragm. The diaphragm divides closed volume into two cavities. A stop fixing the rod at locking the reservoir hatch is fastened on the diaphragm. One of cavities of the diaphragm mechanism can be connected with internal volume of the reservoir, while another one can be connected with atmosphere. The device is equipped with a back valve furnished with a follower and a pneumatic cylinder with a piston. A rod is secured on the piston of the pneumatic cylinder. The back valve is connected to the cavity of the pneumatic cylinder and can be connected with the system of air supply and with a blown up sealing. The latter is designed for sealing the joint of the lock with the reservoir. The follower of the back valve interacts with a guide block. The guide block is fastened to the gate of the hatch.

EFFECT: increased reliability of device operation.

2 dwg

Description

Изобретение относится к предохранительно - запорным средствам и предназначено для использования на объектах, представляющих емкость с люком, который необходимо периодически открывать, и в закрытом положении которого необходимо обеспечить надежную герметизацию емкости путем использования в стыке надувного уплотнения и исключить возможность ее несанкционированной разгерметизации. К таким емкостям относятся емкости для хранения и транспортировки опасных газовых сред, а также технологические емкости для проведения в них технологических процессов при изготовлении изделий (например, печи для термообработки (пайки) изделий, или получении газовых сред).The invention relates to safety - locking means and is intended for use on objects representing a tank with a hatch that must be periodically opened, and in the closed position of which it is necessary to ensure reliable sealing of the tank by using an inflatable seal at the joint and to exclude the possibility of its unauthorized depressurization. Such tanks include tanks for storing and transporting hazardous gas environments, as well as process tanks for carrying out technological processes in them during the manufacture of products (for example, furnaces for heat treatment (soldering) of products, or the production of gas media).

Известно предохранительно-запорное устройство, содержащее корпус, на котором смонтирован мембранный механизм, выполненный в виде двух тарелей с закрепленной между ними эластичной мембраной, на которой закреплен стопор. Устройство снабжено штоком, установленным в корпусе с возможностью осевого перемещения и подпружиненным относительно корпуса. Мембрана оснащена настроечной пружиной. На конце штока установлен отсечной клапан. На данном штоке имеется кольцевой выступ. Шток и стопор расположены перпендикулярно друг относительно друга. Стопор диафрагменного механизма поджимает к штоку шарик, имеющий возможность взаимодействия с выступом штока.Known safety locking device containing a housing on which a membrane mechanism is mounted, made in the form of two plates with an elastic membrane fixed between them, on which the stopper is fixed. The device is equipped with a rod mounted in the housing with the possibility of axial movement and spring-loaded relative to the housing. The membrane is equipped with a tuning spring. A shut-off valve is installed at the end of the stem. This rod has an annular protrusion. The stem and stopper are perpendicular to each other. The stop of the diaphragm mechanism presses a ball to the stem, which has the ability to interact with the protrusion of the rod.

При работе устройства давление подается в корпус устройства. Шарик упирается в торец выступа штока, и отсечной клапан находится в состоянии готовности. Если контролируемое давление превышает настроечное, то сумма сил, действующих на мембрану, превышает силу настроечной пружины мембранного механизма, в результате чего мембрана со штоком перемещается вверх, шарик выходит из зацепления с выступом, шток под действием пружины перемещается и отсечной клапан перекрывает отверстие подачи газа и фиксируется в данном положении.When the device is operating, pressure is supplied to the device body. The ball abuts against the end of the stem protrusion, and the shut-off valve is in a ready state. If the controlled pressure exceeds the adjustment pressure, then the sum of the forces acting on the membrane exceeds the force of the adjustment spring of the membrane mechanism, as a result of which the membrane with the rod moves up, the ball disengages from the protrusion, the rod moves under the action of the spring, and the shut-off valve closes the gas supply opening and fixed in this position.

(См. патент РФ №2342583, кл. F16K 17/06, 2008 г.) - наиболее близкий аналог.(See RF patent No. 2342583, CL F16K 17/06, 2008) - the closest analogue.

В результате анализа выполнения данного устройства необходимо отметить, что оно характеризуется невысокой надежностью, обусловленной тем, что при падении давления газа отсечной клапан не обеспечивает гарантированного запирания канала подачи газа.As a result of the analysis of the implementation of this device, it should be noted that it is characterized by low reliability, due to the fact that when the gas pressure drops, the shut-off valve does not provide guaranteed locking of the gas supply channel.

Задачей настоящего изобретения является разработка устройства, обеспечивающего надежное запирание механизмов независимо от наличия или отсутствия давления в системе.The present invention is to develop a device that provides reliable locking mechanisms regardless of the presence or absence of pressure in the system.

Поставленная задача обеспечивается тем, что в предохранительном запорном устройстве, содержащем корпус с установленным в нем подпружиненным штоком, обеспечивающим запирание затвора люка емкости, диафрагменный механизм, выполненный в виде образующих замкнутый объем двух тарелей с закрепленной между ними эластичной диафрагмой, разделяющей замкнутый объем на две полости, причем на диафрагме закреплен стопор, имеющий возможность фиксации штока при запирании люка емкости, новым является то, что одна из полостей диафрагменного механизма имеет возможность соединения с внутренним объемом емкости, а другая - с атмосферой, при этом устройство снабжено оснащенным следящим элементом обратным клапаном и пневмоцилиндром с поршнем, шток закреплен на поршне пневмоцилиндра, а обратный клапан соединен с полостью пневмоцилиндра, а также имеет возможность соединения с системой подачи воздуха и надувным уплотнением, предназначенным для герметизации стыка затвора с емкостью, следящий элемент обратного клапана имеет возможность взаимодействия с копиром, закрепленным на струбцинах затвора люка.The task is ensured by the fact that in the safety locking device containing the housing with a spring-loaded rod installed in it, which provides for locking the shutter of the tank hatch, a diaphragm mechanism made in the form of two plates forming a closed volume with an elastic diaphragm fixed between them, dividing the closed volume into two cavities moreover, a stopper is fixed on the diaphragm, having the ability to fix the rod when locking the tank hatch, it is new that one of the cavities of the diaphragm mechanism and has the ability to connect to the internal volume of the tank, and the other to the atmosphere, while the device is equipped with a check valve equipped with a follow-up element and a pneumatic cylinder with a piston, the rod is mounted on the piston of the pneumatic cylinder, and the check valve is connected to the cavity of the pneumatic cylinder, and also has the ability to connect to the feed system air and an inflatable seal designed to seal the junction of the shutter with the container, the follow-up element of the check valve has the ability to interact with a copier mounted on clamps for thief hatch.

Сущность заявленного изобретения поясняется чертежами, на которых:The essence of the claimed invention is illustrated by drawings, in which:

на фиг.1 - устройство, общий вид в разрезе,figure 1 - device, General view in section,

на фиг.2 - вид А по фиг.1.figure 2 is a view of figure 1.

Предохранительное запорное устройство состоит из пневмоцилиндра 1, диафрагменного механизма 2 и обратного клапана 3. В состав устройства также входят копир 4 и сигнальный флажок 5.The safety locking device consists of a pneumatic cylinder 1, a diaphragm mechanism 2 and a check valve 3. The device also includes a copier 4 and a signal flag 5.

Наиболее целесообразно пневмоцилиндр 1, диафрагменный механизм 2, обратный клапан 3 монтировать на кронштейне 6. Кронштейн 6, как правило, крепят на емкости 7 в области затвора (крышки). Копир 4 крепят на струбцинах 8 обода затвора 9.The most appropriate pneumatic cylinder 1, diaphragm mechanism 2, check valve 3 mounted on the bracket 6. Bracket 6, as a rule, is mounted on the tank 7 in the area of the shutter (cover). The copier 4 is mounted on the clamps 8 of the shutter rim 9.

Пневмоцилиндр 1 содержит поршень со штоком 10, имеющим возвратную пружину 11. На штоке имеется кольцевая проточка (позицией не обозначена).The pneumatic cylinder 1 contains a piston with a rod 10 having a return spring 11. On the rod there is an annular groove (not indicated by the position).

Диафрагменный механизм 2 состоит из двух соединенных друг с другом и образующих замкнутый объем тарелей 12 и 13, между которыми закреплена эластичная диафрагма 14. На диафрагме закреплен подпружиненный относительно тарели 13 стопор 15, который через штуцер (позицией не обозначен) выведен наружу. Внутренняя поверхность тарели 13 и диафрагма 14 образуют полость 16, сообщающуюся с атмосферой. Внутренняя поверхность тарели 12 и диафрагма 14 образуют полость 17, которая посредством трубопровода (показан фрагментарно) сообщена с полостью (внутренним объемом) емкости.The diaphragm mechanism 2 consists of two plates 12 and 13 connected to each other and forming a closed volume, between which an elastic diaphragm 14 is fixed. A stopper 15, spring-loaded relative to the plate 13, is fixed to the diaphragm, which is brought out through the fitting (not indicated by position). The inner surface of the plate 13 and the diaphragm 14 form a cavity 16 in communication with the atmosphere. The inner surface of the plate 12 and the diaphragm 14 form a cavity 17, which is connected via a pipe (shown fragmentarily) with the cavity (internal volume) of the container.

Обратный клапан 3 выполнен в виде пневмоцилиндра, следящий элемент (шток) которого упругим элементом 18 подпружинен на копир 4.The check valve 3 is made in the form of a pneumatic cylinder, the follower element (rod) of which by the elastic element 18 is spring loaded on the copier 4.

В емкости имеется надувное уплотнение 19.The tank has an inflatable seal 19.

Полости пневмоцилиндра 1, обратного клапана 3 и надувного уплотнения 19 сообщены посредством трубопроводов и арматуры (позициями не обозначены) и соединены с источником подачи воздуха (не показан). При открытом положении затвора 9 полости указанных выше элементов сообщены с атмосферой.The cavities of the pneumatic cylinder 1, the check valve 3 and the inflatable seal 19 are communicated through pipelines and fittings (not indicated by positions) and connected to an air supply source (not shown). When the shutter 9 is open, the cavities of the above elements are in communication with the atmosphere.

Предохранительное запорное устройство функционирует следующим образом.Safety locking device operates as follows.

Работу устройства рассмотрим на примере эксплуатации печи для термообработки (пайки) изделий.We will consider the operation of the device using an example of the operation of a furnace for heat treatment (soldering) of products.

Устройство посредством кронштейна 6 монтируют на корпусе печи в зоне загрузочного люка, через который осуществляется загрузка и выгрузка изделий. Печь оснащена элементом герметизации люка, выполненным в виде кольцевого надувного уплотнения 19.The device through the bracket 6 is mounted on the furnace body in the area of the loading hatch, through which the loading and unloading of products. The furnace is equipped with a hatch sealing element made in the form of an annular inflatable seal 19.

Копир 4 крепят на струбцинах 8 обода затвора 9 люка.Copier 4 is mounted on clamps 8 of the rim of the shutter 9 of the hatch.

При открытом люке (положение загрузки или выгрузки) затвор находится в положении «открыто», при котором следящий элемент обратного клапана 3 контактирует с копиром 4 и сообщает полость надувного уплотнения 19 с атмосферой.When the hatch is open (loading or unloading position), the shutter is in the "open" position, in which the follow-up element of the check valve 3 is in contact with the copier 4 and communicates the cavity of the inflatable seal 19 with the atmosphere.

После загрузки в печь подлежащих обработке изделий, люк закрывают и фиксируют затвором, в результате чего копир 4 не воздействует на следящий элемент обратного клапана 3, который в конце хода копира открывает подачу воздуха одновременно в надувное уплотнение 19 и пневмоцилиндр 1. В процессе поступления воздуха в надувное уплотнение оно увеличивается в размерах и герметизирует стык «люк - корпус печи». При поступлении воздуха в пневмоцилиндр 1 поршень со штоком 10, преодолевая усилие пружины 11, совершает осевое перемещение, в результате которого конец штока 10 входит в гнездо обода затвора 9, блокируя его в закрытом положении. При создании в полости печи давления, среда из полости печи поступает в полость 17 диафрагменного блока 2, в результате чего диафрагма 14 упруго прогибается, стопор 15 совершает перемещение и заходит в кольцевую проточку штока 10, фиксируя его. Люк закрыт, заблокирован, стык люка герметизирован уплотнением 19.After loading the products to be processed into the furnace, the hatch is closed and fixed with a shutter, as a result of which the copier 4 does not act on the follower element of the check valve 3, which at the end of the copier stroke opens the air supply to the inflatable seal 19 and the pneumatic cylinder simultaneously. the inflatable seal increases in size and seals the joint “hatch - furnace body”. When air enters the pneumatic cylinder 1, the piston with the rod 10, overcoming the force of the spring 11, performs axial movement, as a result of which the end of the rod 10 enters the socket of the rim of the shutter 9, blocking it in the closed position. When creating pressure in the cavity of the furnace, the medium from the cavity of the furnace enters the cavity 17 of the diaphragm block 2, as a result of which the diaphragm 14 elastically bends, the stopper 15 moves and enters the annular groove of the rod 10, fixing it. The hatch is closed, locked, the joint of the hatch is sealed with a seal 19.

Разблокирование люка осуществляется при давлении в емкости, равном атмосферному. В данном случае давление в полости 17 уменьшается, мембрана под действием пружины занимает исходное положение, стопор 15 выводится из кольцевой проточки штока, который под действием пружины 11 совершает обратное перемещение и разблокирует затвор. Люк открывают, извлекают изделия из емкости (полости печи), загружают в печь очередную партию изделий, и далее цикл повторяется аналогично описанному выше.Unlocking the hatch is carried out at a pressure in the tank equal to atmospheric. In this case, the pressure in the cavity 17 decreases, the membrane takes its initial position under the action of the spring, the stopper 15 is removed from the annular groove of the rod, which, under the action of the spring 11, makes a reverse movement and unlocks the shutter. The hatch is opened, the products are removed from the container (cavity of the furnace), the next batch of products is loaded into the furnace, and then the cycle repeats as described above.

К достоинствам данного устройства необходимо отнести прежде всего его надежность, так как даже при разгерметизации или отказе пневмосистемы, затвор люка остается в закрытом положении за счет штока 10, зафиксированного в закрытом положении фиксатором 15. Разблокировка затвора возможна только тогда, когда давление в полости печи станет равным атмосферному.The advantages of this device include, first of all, its reliability, since even during depressurization or a failure of the pneumatic system, the shutter of the hatch remains in the closed position due to the rod 10, fixed in the closed position by the lock 15. The unlocking of the shutter is possible only when the pressure in the cavity of the furnace becomes equal to atmospheric.

Герметизация люка и блокировка его затвора осуществляются практически одновременно, что сокращает время данной технологической операции.Sealing the hatch and locking its shutter are carried out almost simultaneously, which reduces the time of this technological operation.

Исключена возможность разблокирования и открывания люка при наличии давления в емкости, что весьма важно, так как это может привести к браку изготавливаемых изделий, которые могут быть весьма дороги.The possibility of unlocking and opening the hatch in the presence of pressure in the tank is excluded, which is very important, since this can lead to marriage of manufactured products, which can be very expensive.

Исключена возможность создания давления в уплотнении 19 при открытом люке, что исключает возможность повреждения уплотнения (обеспечивается благодаря управляемому от копира 4 обратному клапану 3).The possibility of creating pressure in the seal 19 with the hatch open is excluded, which eliminates the possibility of damage to the seal (this is ensured by the check valve 3 controlled from the copier 4).

Сигнальный флажок 5 позволяет визуально определить состояние блокировки затвора люка.The signal flag 5 allows you to visually determine the status of the lock shutter hatch.

Claims

A safety locking device comprising a housing with a spring-loaded rod installed therein, which provides for locking the shutter of the tank hatch, a diaphragm mechanism made in the form of two plates forming a closed volume with an elastic diaphragm fixed between them, dividing the closed volume into two cavities, with a stopper fixed to the diaphragm, having the ability to fix the rod when locking the hatch of the tank, characterized in that one of the cavities of the diaphragm mechanism has the ability to connect to the internal volume ohm capacity, and the other with the atmosphere, the device is equipped with a check valve equipped with a follow-up element and a pneumatic cylinder with a piston, the rod is fixed to the piston of the pneumatic cylinder, and the check valve is connected to the cavity of the pneumatic cylinder, and also has the ability to connect to the air supply system and inflatable seal, designed to seal the junction of the shutter with the container, the follow-up element of the check valve has the ability to interact with a copier mounted on the shutter of the hatch.