байонетный затвор аппаратов давления

Формула изобретения

Байонетный затвор аппаратов давления, имеющий поворотный и неподвижный фланцы с равнорасположенными зубьями, отличающийся тем, что профиль зубьев выполнен в плане по форме, близкой к трапеции с углом (45 25)^o между боковыми гранями и радиальной осью симметрии зубьев.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к байонетным затворам аппаратов циклического действия и может быть использовано в промышленности строительных материалов и других отраслях промышленности.

Известны быстродействующие затворы автоклавов, предназначенных для тепловой и холодной обработки под давлением материалов и изделий [1]

Известны байонетные затворы автоклавов, позволяющие наиболее быстро закрывать и открывать крышку аппарата при его загрузке и выгрузке путем поворота крышки или байонетного кольца на небольшой угол, определяемый числом зубьев на крышке и фланце корпуса аппарата или байонетного кольца [2]

Зубья байонетного затвора относятся к наиболее напряженным и ответственным элементам. В существующих конструкциях они имеют форму, близкую к П-образной. Боковые грани внутреннего зуба (на крышке)) обычно параллельны радиальной оси симметрии зуба, а каждая боковая грань наружного зуба (на фланце корпуса или на байонетном кольце) параллельна соответствующей грани внутреннего зуба для обеспечения постоянного по высоте зуба окружного зазора. Такая конструкция зубьев и близкие к ней (например, когда каждая боковая грань образована радиальной плоскостью) не являются оптимальными для условий работы байонетного затвора, менее надежны и металлоемки.

Цель изобретения увеличение надежности байонетного затвора, уменьшение его массы и улучшение технологичности.

Для достижения цели в предлагаемой конструкции боковые грани зубьев образуют с радиальной осью симметрии зуба угол = 4525, т.е. форма зубьев в плане близка к трапеции с отношением оснований, равном двум и более. При этом радиальные и окружные зазоры между внутренними и наружными зубьями, необходимые для нормальной эксплуатации затвора, не уменьшаются по сравнению с прототипом. Практически, не изменяется и площадь перекрытия зубьев в рабочем положении, определяющая уровень контактных напряжений. В то же время напряжение изгиба и среза в опасном (корневом) сечении зуба уменьшаются пропорционально увеличению его ширины, т.е. примерно в 1,4 1,6 раза и соответственно, увеличивается запас прочности зубьев. Это позволяет существенно повысить надежность конструкции и одновременно снизить ее массу за счет уменьшения толщины зубьев и фланцев.

Кроме того, предлагаемый профиль зубьев более технологичен за счет меньшего диаметра и отсутствия переходов малого радиуса. Конкретное оптимальное значение угла зависит, в основном, от высоты зубьев. Углы 45 предпочтительнее для относительно низких зубьев, а 45 для высоких. Значения за пределами диапазона = 4525 не целесообразны, так как при > 70 резко уменьшается площадь контакта, а при < 20 преимущественно трапецеидальных зубьев по сравнению с прототипом будут незначительными.

На фиг. 1 показаны зацепления зубьев фланцев корпуса и крышки байонетного затвора и их профиль; на фиг. 2 разрез затвора с поворотной крышкой; на фиг. 3 разрез затвора с поворотным байонетным зубчатым кольцом.

Байонетный затвор аппаратов содержит крышку с фланцем 1, корпус с фланцем 2 с внутренними и наружными зубьями 3 и 4 соответственно, боковые грани 5 и 6 которых образуют с радиальной осью симметрии зубьев 3 и 4 угол = 4525. В вариантах с неподвижной крышкой поворотным элементом является байонетное кольцо 10. Между внутренними зубьями 3 и наружными зубьями 4 образованы радиальные 7 и окружные 8 зазоры, необходимые для нормальной эксплуатации. При таком выполнении байонетного затвора площадь 9 перекрытия зубьев в рабочем положении, определяющая уровень контактных напряжений, практически, не изменяется по сравнению с прототипом.

Байонетный затвор работает следующим образом.

При закрывании крышки с фланцем 1 его зубья 3 входят в пазы между наружными зубьями 4 и попадают в кольцевой паз во фланце 2 корпуса или байонетного кольца 10. Затем поворотом крышки с фланцем 1 или байонетного кольца 10 на половину углового шага зубьев 3 затвор занимает рабочее положение. При открывании аппарата перемещение происходит в обратном порядке.