Байонетный затвор что это
Байонетный затвор, история появления и сферы применения.
Сегодня такое устройство как байонетный затвор обеспечивает безопасную и надежную работу различных механизированная и автоматизированная устройств требующих для проведения технологических процессов высокого давления до 200 Бар, назначение байонетного затвора гарантировать надежность закрепления герметических крышек.
Конструкцию байонетного затвора разработал Невесенко В. И. Работая на Уральском заводе химического машиностроения, он создал новое направление в химическом машиностроении – автоматизированную и механизированную аппаратуру с байонетными затворами для химической промышленности и автоклавов в частности.
Свое название байонетный затвор получил по конструкции механического соединения, на основе которого был разработан. Само байонетное соединение получило название от французского города Bayonne, в котором по легенде был изобретен штык (baionnette фр.). На штык похожи два выступа, входящие в фигурный паз другой детали это и дало название соединению. Разъемное соединение двух деталей получается путем осевого перемещения выступов по пазу и относительного поворота деталей при окончательном зажиме.
Работа байонетного затвора по герметизации крышки автоклава осуществляется по выше указному принципу. Фланец корпуса автоклава имеет выступы, расположенные по окружности, крышка автоклава имеет зубья равные по количеству выступам фланца, крышка закрывает фланей и ее зубья свободно размещаются межу выступами, редуктор производит поворот на угол, равный половине шага зубьев крышки, и зубья попадают в пазы, на выступах фланца закрывая автоклав.
Существует конструкция байонетного затвора с подвижным кольцом. При открытии при помощи червячного редуктора подвижное кольцо затвора поворачивается, и крышка устройства отводится в сторону. Для надежной работы на байонетный затвор монтируют сигнально-блокировочные предохранительные устройства.
Герметичность устройства гарантирует резиновая уплотняющая прокладка, которая прижимается комплектом стальных колец с помощью пружин и стержней байонетного замка.
Преимущество байонетного затвора ему не нужны массивные фланцы как при болтовом соединении, примененный в конструкции принцип самоторможения исключает самопроизвольное отжатие крышки, небольшое время, требуемое для герметизации и разгерметизации. Современный байонетный затвор намного надежнее, чем болтовые соединения.
Сегодня в промышленности наиболее распространены специализированные автоклавы, использующие байонетный затвор:
• Строительный автоклав горизонтальный с байонетным затвором и тележками для пропаривания газоблоков.
• Автоклав горизонтальный для производства силикатного кирпича с номинальным давлением от 8 до 12 атм и температурой насыщенного пара до 187° С.
• Байонетный автоклав для триплекса, обеспечивающий вакуумное латексирование стела., путем прессования двух листов стекла и проложенной между ними пленки в однородный материал при рабочем давлении 12.5 Бар и температуре 150°С.
• Промышленный автоклав для карбона предназначенный для сухого автоклавного формирования углеволокна при давлении выше 10 атм.
Современный автоклав Российского производства, оснащенный байонетным затвором, выполнен в соответствии с действующими нормами ГОСТ 10037-83 «Автоклавы для строительной индустрии» и «Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением» ПБ 03-576-03 и международными стандартами ISO.
Быстродействующий затвор
Для оперативного доступа к внутренней полости трубопроводных систем, эксплуатируемых в нефтегазовой промышленности, предназначен байонетный быстродействующий затвор, оснащенный полым корпусом и откидной крышкой. Гарантированная герметичность затвора в закрытом положении обеспечивает безопасную эксплуатацию магистралей, аппаратов и сосудов, работающих под внутренним избыточным давлением.
Преимущества байонетных затворов
Специально разработанная конструкция байонетного затвора, оснащенного сбросным краном, обеспечивает надежную защиту оператора. Все технологические операции по открыванию и закрыванию затвора выполняются сотрудником, находящимся в безопасной зоне. Байонетная запорная арматура, обладающая универсальными техническими характеристиками, может применяться для успешного решения различных задач при построении магистральных трубопроводов и технологических комплексов.
Безотказно функционирующие байонетные затворы используются при оборудовании:
Высоконадежное байонетное соединение применяется для контролируемого взаимодействия корпуса и крышки затвора. Применение специальной шаровой опоры облегчает регулировку степени прилегания крышки к корпусу. Для вращения крышки в заданном направлении применяется комбинированный ключ-шестерня, обеспечивающий плавное воздействие на зубчатый сектор. Легко срабатывающая защелка обеспечивает надежную фиксацию открытого положения байонетного затвора.
Описание применения быстродействующих затворов
Байонетные концевые затворы открывают возможность оперативного доступа в предварительно отсеченную полость трубопроводной магистрали без необходимости использования специализированного инструмента. Эксплуатация быстродействующих байонетных затворов при выполнении регламентных операций исключает необходимость соблюдения достаточно сложных технологических инструкций.
Специальный сбросной кран, оснащенный фиксатором, предусмотрен для удаления остаточного давления из обслуживаемой системы переду открыванием байонетного затвора. Фиксатор применяется для надежной блокировки крышки затвора при закрытом положении сбросного крана. Особый винтовой профиль зубьев байонетного затвора предусмотрен для безопасного стравливания остаточного давления перед полным открыванием крышки.
Этапы открывания затвора:
Закрывание затвора выполняется поэтапно в обратном порядке. За счет специально рассчитанного профиля зубьев закрывание крышки сопровождается ее осевым смещением, увеличивающим степень механического воздействия на уплотнительную прокладку. Для полноценной герметизации в закрытом положении байонетные затворы оснащаются эластичными резиновыми прокладками.
Технические характеристики изделий
В широком модельном разнообразии потребителям доступны быстродействующие байонетные затворы. Изделия предназначены для комплектации нефтеперерабатывающих и газопроводных систем.
Компания ООО «Нефтегазовая промышленная арматура» поставляет различные модификации концевых байонетных затворов, производимых на основании требований ТУ 3683-001-86534248-009. Позвоните в компанию ООО «Нефтегазовая промышленная арматура» для подробной консультации и заказа необходимого количества байонетных затворов соответствующей модификации!
Координаты для связи ООО «НГПА»
+7 (495) 424-61-39 
ngpa@zatvor.info или Напишите нам
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Байонетный затвор
Байонетный затвор состоит из приваренного к торцу котла кольца с прямоугольными вырезами и выступами. Крышка котла имеет аналогичные вырезы и выступы. При закрывании крышки ее выступы входят в вырезы на кольце котла, при небольшом повороте крышки эти выступы заходят за выступы на котле и крышка прочно удерживается в прижатом к котлу положении. Поворот крышки производится при помощи зубчатого сектора, закрепленного на крышке, и зубчатого колеса с маховиком на торце котла. Для предотвращения смещения крышки применяют предохранители. [1]
Байонетный затвор с гидроцилиндром малого aaanetpa обеспечивает быстрое закрывание и открывание и прочно удегжи. [2]
Байонетный затвор состоит из двух основных узлов: узла, предназначенного для восприятия внутреннего давления на крышку, и герметизирующего узла. Первый узел конструктивно решен следующим образом. В крышке / автоклава сделано несколько приливов 6, имеющих форму четырехгранных призм. [3]
Использование байонетного затвора для закрытия пресс-форм, воспринимающего распорные усилия, дало возможность резко сократить металлоемкость этого оборудования. Многопозиционный вулканизатор ВПМ-2-200 ( рис. 11.17) состоит из передвижного перезарядчика, осуществляющего загрузку и формование покрышек, открывание и закрывание пресс-форм и выгрузку вулканизованных покрышек и стационарного вулканизатора, включающего ряд вулканизационных элементов с двумя пресс-формами на каждом. [4]
Работоспособность байонетных затворов в значительной степени зависит от надежности уплотняющих устройств. [6]
При полностью закрытом байонетном затворе оба вертикальных канала оказываются закрытыми верхней плоскостью зуба крышки и сжатый воздух, воздействуя на мембрану пневматического клапана, открывает его. [8]
При полностью закрытом байонетном затворе крышки автоклава 1 вертикальные каналы кольца 2 в зубе подвижного кольца 4 закрыты верхней полостью крышки. При полностью закрытой крышке клапан 7 открывается, и пар или газ поступает в автоклав. [10]
Пресс-формы имеют байонетные затворы и снабжены индивидуальными устройствами для формования с выдвинутой диафрагмой. [12]
Герметизирующий узел байонетного затвора состоит из металлической прокладки 2, которая укладывается в кольцевую канавку корпуса. Шпильки эти предназначены лишь для сдавливания прокладки 2, поэтому они значительно меньше по диаметру, чем болты во фланцевом затворе. Не нужны для байонетного затвора и массивные фланцы. [14]
Герметизирующий узел байонетного затвора состоит из металлической прокладки 2, которая укладывается в кольцевую канавку корпуса. [15]
ЗАТВОР БАЙОНЕТНЫЙ Российский патент 2015 года по МПК F16J13/20
Описание патента на изобретение RU2546142C2
Изобретение относится к области машино- и аппаратостроения, в частности к быстроразъемным соединениям для запирания крышек сосудов, аппаратов и днищ, концевых и тупиковых участков трубопроводов, работающих под давлением, эксплуатация которых связана с частыми открытием и закрытием, обеспечивая высокую надежность, герметичность и сравнительно быстрое открытие и закрытие крышек и днищ.
— у основания зубьев крышки и корпуса создается концентрация напряжений, значительно превышающих их значения к вершине зуба. Поэтому не исключена вероятность возникновения трещин и (или) раскрытие соединения от нагружения зубьев при затягивании крышки и резком изменении давления рабочей среды в эксплуатируемом объекте;
— трение уплотнения с уплотнительной поверхностью при повороте крышки делает уплотнение ненадежным, не исключается задир прокладки.
— использование в конструкции предохранительного устройства шарового крана, сблокированного с поворотным фиксатором, неоправданно увеличивает габаритные размеры затвора;
— конструкция уплотнения так же ненадежна, как и в первом аналоге, не исключается задир уплотнительного элемента; отсутствие дублирующего уплотнительного элемента делает соединение ненадежным;
Наиболее близким к заявляемому решению является затвор концевой байонетный (Пат. №2418218 RU, кл. F16J 13/16, от 16.10.2009, опубл. 10.05.2011 г.), включающий полый корпус и устанавливаемую на его уплотнительную поверхность крышку, имеющую возможность поворачиваться на оси подшипникового узла, расположенного на откидном рычаге, при этом ось подшипникового узла закреплена на крышке с помощью шаровой опоры, обеспечивающей прилегание уплотнительных поверхностей корпуса и крышки, а также возможность откидываться вместе с указанным рычагом на шарнире, и которая снабжена обеспечивающим сжатие уплотнителя, расположенного в канавке уплотнительной поверхности корпуса, запорным устройством, выполненным в виде байонетного соединения, для чего крышка снабжена выступами, охватываемыми выполненными на корпусе пазами. Для придания крышке осевого перемещения при ее повороте относительно корпуса контактные поверхности указанных элементов байонетного соединения выполнены по винтовой поверхности, соответствующей многозаходной прямоугольной резьбе, а блокировка поворота крышки относительно корпуса, исключающая возможность открытия затвора при наличии в нем давления, осуществляется с помощью фиксатора, приводимого в действие через систему рычагов от рукоятки расположенного на корпусе выпускного крана, при этом поворот крышки после сброса давления осуществляется с помощью ключа-шестерни, устанавливаемого на закрепленные на корпусе оси и взаимодействующего с зубчатым сектором, закрепленным на крышке и разделенным упором на два участка, на первом из которых происходит предварительный поворот и осевое перемещение крышки на величину уступов, выполненных на выступах крышки, а на втором, при перестановке ключа-шестерни на соответствующую второму участку зубчатого сектора другую ось, происходит полный поворот крышки с последующим перемещением на откидывающемся рычаге. Съемный ключ снабжен храповым механизмом.
Недостатки устройства те же, что и в предыдущей конструкции. Кроме того, перестановка ключа-шестерни с первой оси на вторую удлиняет процесс закрытия по времени и делает его небезопасным.
Целью изобретения является разработка затвора, обеспечивающего получение технических результатов, состоящих в том, что описываемый затвор повышает безопасность устройства при требуемой герметичности и эксплуатационной надежности, удобство в работе, долговечность конструкции.
Поставленная цель достигается тем, что в затворе, включающем корпус с фланцем и устанавливаемую на его уплотнительную поверхность крышку с элементами байонетного соединения, выполненными по винтовой поверхности, имеющую возможность поворачиваться на оси подшипникового узла, расположенного на откидном рычаге поворотной опоры, состоящей из шарнирно соединенных кронштейнов, закрепленных на корпусе, уплотнительные элементы, устройство сброса давления внутри системы и блокировки поворота крышки относительно корпуса, механизм перемещения крышки по оси и по окружности, согласно изобретению, с целью исключения провисания крышки и обеспечения точности ее установки и фиксации, она закреплена на откидном рычаге поворотной опоры, через радиально-упорный подшипник, установленный в стакане, закрепленном на крышке затвора, который обеспечивает радиальную и осевую жесткость узла и точность установки и фиксации крышки.
На поворотной опоре крышки установлен червячный редуктор, вал которого соединен через жесткую муфту с валом поворотной опоры. Это делает крышку самотормозящей, позволяет легко открывать и фиксировать ее положение в пространстве в любой отрезок времени при открытии или закрытии крышки, предупреждает ее несанкционированное закрытие во время проведения работ на затворе и повышает безопасность труда обслуживающего персонала.
Количество зубьев устанавливается конструктивно, исходя из свойств материала, заданных толщины, давления и диаметра затвора.
Закругление профиля зуба уменьшает площадь смятия и увеличивает площадь среза, а следовательно, уменьшает концентрацию напряжений. Такой подход к выбору зубьев обеспечивает надежность соединения по сравнению с прототипом и делает более рациональными затраты на изготовление.
Механизм перемещения крышки по оси и по окружности выполнен в виде ходового винта (далее винт) с ручным и (или) механизированным (на большие диаметры затвора) управлением. Винт закреплен на двух опорах на корпусе затвора. На винте установлена траверса с бобышкой и ходовая гайка. На крышке затвора жестко закреплена вилка таким образом, что бобышка траверсы располагается между пальцами вилки. При вращении винта ходовая гайка вместе с траверсой перемещается вдоль винта, бобышка давит на один из пальцев вилки и последняя поворачивает крышку относительно корпуса в ту или иную сторону на определенный угол. Угол поворота крышки относительно корпуса регулируется ограничителями, предусмотренными на фланце корпуса. Такая конструкция позволяет надежно фиксировать положение крышки в корпусе, повышает безопасность труда обслуживающего персонала.
Поскольку работоспособность байонетного затвора в значительной степени зависит от надежности уплотняющих устройств, то в предлагаемой конструкции герметичность затвора достигается с помощью спаренных уплотнительных элементов, в виде кольца и манжеты, установленных в кольцевые пазы крышки, а не корпуса. Это предохраняет их от задевания при запасовке и извлечении различных средств в полость и из полости оборудования и др. и предотвращает смещение уплотнительных элементов из пазов при закрытии или открытии затвора. Кроме того, такая конструкция уплотнения обеспечивает надежность герметичности затвора и при некотором износе не только уплотнительных элементов, но и уплотняемых поверхностей.
Блокировка поворота крышки относительно корпуса осуществляется устройством, выполненным в виде стопора, один конец которого введен через стенку корпуса в один из его пазов, а второй конец закреплен посредством кронштейна на винте со штурвалом, установленным в сквозном канале стенки корпуса затвора, служащим для сброса давления из изделия. Канал оканчивается втулкой с коническим отверстием, подобно игольчатому вентилю, а торец винта, находящийся в канале сброса давления, оканчивается коническим наконечником с уплотнительным элементом, который, входя в коническое отверстие втулки или выходя из него, открывает или закрывает полость затвора. Таким образом, устройство одновременно решает две задачи: блокирует поворот крышки относительно корпуса, когда затвор находится под давлением, и делает безопасным процесс сброса давления в момент разблокирования крышки перед открытием затвора.
Для исключения попадания различных осадков и пыли в полость затвора, несанкционированного доступа посторонних лиц к управлению затвором, предусмотрен защитный кожух, выполненный диаметром, большим наружного диаметра фланца патрубка затвора, установленный на корпусе затвора на шарнирах, который открывается и, соответственно, закрывается последовательно с крышкой ручным и (или) механизированным (на большие диаметры затвора) управлением. Таким образом, затвор имеет пять степеней защиты.
Байонетный затвор включает полый корпус 1 (фиг.1) с фланцем, который имеет элементы байонетного соединения 2 (фиг.2), расположенные по окружности, и крышку 3 (фиг.1) с элементами байонетного соединения 4 (фиг.1), по количеству равными элементам байонетного соединения 2 фланца корпуса 1 и представляющими собой многозаходную резьбу. Крышка 3 закреплена на откидном рычаге 5 поворотной опоры 6 через радиально-упорный подшипник 7, установленный в стакане, закрепленном на крышке 3 (фиг.1). Поворотная опора 6 представляет собой шарнирное соединение, выполненное в виде вала 8, установленного в отверстиях кронштейнов 9, закрепленных с наружной стороны корпуса 1 (фиг.3). Для открытия/закрытия крышки затвора небольшого диаметра на ней предусмотрена скоба для ручного открытия, а при большом диаметре вал 8 соединяется с приводом через червячный редуктор 10 (фиг.2).
Элементы байонетного соединения 4 выполнены с радиусами закругления, заданными конструктивными расчетами.
Уплотнительные элементы 11 и 12 представляют собой кольцо и манжету, соответственно, и установлены в кольцевые пазы на уплотнительной поверхности крышки 3 (фиг.4).
Механизм перемещения крышки по окружности и одновременно в осевом направлении по винтовой линии выполнен в виде ходового винта 13, спаренного с ручным и механизированным приводом (на фиг. не показаны). Ходовой винт 13 закреплен в опорах 14 на корпусе 1 затвора. На ходовом винте 13 установлена траверса 15 с бобышкой и ходовая гайка 16, а на крышке 3 затвора жестко закреплена вилка 17 с пальцами.
Ограничители 18 и 19 на фланце корпуса 1 регулируют угол поворота крышки 3 при ее открытии или закрытии.
Дополнительное блокирование поворота крышки 3 относительно корпуса 1 осуществляется стопором 20, закрепленным через кронштейн 21 и гайку с правой резьбой 22 на винте 23 с наконечником в виде усеченного конуса 24 с одного конца и штурвалом с другого конца (штурвал условно снят). Винт 23 установлен в сквозном канале 25 корпуса 1 затвора через втулку 26 с левой резьбой, закрепленную на внешней поверхности корпуса 1 затвора для обеспечения направления движения винта 23, при этом в теле корпуса 1 установлена втулка 27 с коническим отверстием, конус которого соответствует конусу наконечника винта 23. Конусность выбирается расчетным путем, исходя из условия предотвращения выхода транспортируемой среды и изоляции полости затвора от атмосферы в закрытом состоянии затвора и возможности сброса давления перед открытием затвора. Защитный кожух 28 (фиг.1) установлен на корпусе 1 на шарнирах с возможностью его фиксации в закрытом состоянии замком.
Закрытие/открытие затвора осуществляется следующим образом.
При закрывании затвора крышка 3 с помощью откидного рычага 5 поворотной опоры 6 вручную при помощи скобы или при помощи редуктора (при большом диаметре затвора) поворачивается вокруг вала 8, установленного в отверстиях кронштейнов 9, до контакта с уплотнительной поверхностью корпуса 1. При этом элементы байонетного соединения 4 крышки 3 свободно размещаются в пазах между элементами байонетного соединения 2 корпуса 1, а радиально-упорный подшипник 7 обеспечивает радиальную и осевую жесткость узла и точность установки и фиксации крышки 3 на уплотнительной поверхности корпуса 1.
При вращении ходового винта 13 ходовая гайка 16 вместе с траверсой 15 перемещается вдоль ходового винта 13, при этом бобышка траверсы 15 упирается в палец вилки 17, перемещая вилку 17 и поворачивая крышку 3, придавая ей осевое движение по линии многозаходной резьбы по окружности на угол, равный половине шага элементов байонетного соединения крышки 4 для поджатия уплотнительных элементов 11 и 12 и окончательного зажима крышки 3. При этом элементы байонетного зацепления 2 и 4 входят в зацепление, обеспечивая надежное соединение крышки 3 с корпусом 1. Угол поворота крышки 3 регулируется ограничителем 19. Таким образом, разъемное соединение двух деталей получается путем осевого перемещения элементов байонетного соединения крышки по пазам корпуса и относительного поворота крышки при окончательном зажиме.
Вращая штурвал винта 23, перекрывают его коническим наконечником 24 коническое отверстие втулки 27, изолируя полость затвора от атмосферы. Одновременно с этим стопор 20 с гайкой 22 передвигается по винту 23, входит в паз между элементами байонетного соединения 2 корпуса 1, исключая поворот крышки 3 по окружности при наличии давления внутри затвора. Закрывают крышку 3 кожухом 28, фиксируют замком.
Открытие затвора осуществляется в обратной последовательности. Открывают кожух 28. Вращая штурвалом винт 23, открывают коническое отверстие втулки 27, осуществляя сброс давления в затворе. При этом стопор 20 выходит из паза корпуса 1, утапливается в стенку затвора и освобождает крышку 3. Вращая ходовой винт 13 в обратном направлении, выводят из зацепления элементы байонетного зацепления 2 и 4 корпуса и крышки, соответственно. Угол поворота крышки относительно корпуса регулируется ограничителем 18. С помощью поворотно-откидной опоры 6 открывают крышку 3.
Похожие патенты RU2546142C2
Иллюстрации к изобретению RU 2 546 142 C2
Реферат патента 2015 года ЗАТВОР БАЙОНЕТНЫЙ
Формула изобретения RU 2 546 142 C2
Байонетный затвор автоклава Советский патент 1979 года по МПК B01J3/00
Описание патента на изобретение SU660700A1
Изобретение относится к химическому машиностроению, в частности к автоклавному оборудованию.
Известны блокировочные устройства для предотвращения преждевременного отпирания крышки до полного сброса давления из автоклава 1.
Недостатком известных блокировочных
устройств является то, что в качестве датчиков наличия давления в автоклаве используются дополнительно устанавливаемые элементы (реле давления, стравливающие вентили и т.п.), в случае выхода из строя которых не исключается возможность возникновения аварийной ситуации.
Известен байонетный затвор автоклава, у которого на опорных поверхностях зубьев крыщки и байонетного кольца выполнены пазы и выступы 2.
Такая конструкция затвора обеспечивает сброс давления рабочей среды при открывании крышки, но не обеспечивает при этом блокировки крыщки, что снижает безопасность работы автоклава.
Это достигается тем, что пазы и выступы имеют боковые опорные поверхности, перпендикулярные опорным поверхностям зубьев, причем ширина выступа выполнена равной (меньшей) ширине паза.
Автоклав содержит корпус 1, байонетное кольцо 2 с зубьями 3, крышку 4 с зубьями 5. На опорных поверхностях 6 н 7 зубьев 3 и 5 выполнены пазы 8 и выступы 9. Ширина выступов 9 равна или меньше щирины пазов 8.
Устройство работает следующим образом.
При повороте байонетного кольца 2 в процессе разборки затвора под действием возможного избыточного давления рабочей среды крышка 4 перемешается в осевом направлении и выступы 9 зубьев 3 и 5 входят в зацепление с пазами 8 (фиг. 3), исключая дальнейший поворот байонетного кольца и выброс крышки избыточным давлением.
Байонетный затвор автоклава, содержащий байонетное кольцо и крышку, снабженные зубьями с выполненными на их опорных поверхностях пазами и выступами, отличающийся тем, что, с целью обеспечения безопасности, пазы и выступы имеют боковые опорные ПОВерхности, перпендикулярные опорным поверхностям зубьев, причем
ширина выступа выполнена равной (меньшей) ширине паза.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1.Сборник правил и руководящих материалов по котлонадзору М., «Недра, 1969.
2.Патент ФРГ № 924112, кл. 47 F 21/04, 1955.
