Синтез минералов Том 1 - Хаджи В.Е.
Скачать (прямая ссылка):
Багельный затвор (см. рис. 67) сочетает возможность использования корпуса со сравнительно небольшим увеличением диаметра в своей затворной части и малое количество резьбовых крепежных элементов, что делает его довольно эффективным для крупногабаритных несущих сосудов. К недостаткам этого затвора следует отнести трудности с контролем усилий затяжки, связанные со сложным характером передачи усилий, неравномерностью в распределении контактных давлений хомута на корпус.
Затворы несущих сосудов аппарата гидротермального синтеза относятся к классу прочно-плотных соединений, т. е. должны обеспечить прочность и герметичность сосуда в условиях высоких давлений и температур. Рассмотренные- выше типы затворов классифицированы по способу обеспечения прочности соединения. Не менее важной характеристикой затвора несущего сосуда является уровень и надежность его герметизации.
Как отмечалось, какая-либо утечка технологической среды в рабочем цикле является недопустимой. Полная герметичность несущих сосудов достигается за счет плотного прижатия уплот-нительных поверхностей соответствующих деталей затворного узла. Предварительное усилие этого прижатия создается за счет нагрузки основных крепежных элементов и с ростом рабочего давления может уменьшаться (затворы с принудительным уплотнением) либо увеличиваться (самоуплотняющиеся затворы). Первый тип уплотнений малоэффективен для несущих сосудов, так как не обладает достаточной надежностью при рабочих параметрах гидротермального синтеза и требует очень больших усилий нагрузки крепежных элементов.
Самоуплотняющиеся затворы весьма многообразны (с осевым, радиальным и смешанным самоуплотнением, пластичным и упругим кольцевыми обтюраторами и др.). Наибольшее применение в промышленных несущих сосудах гидротермального синтеза нашли затворы с двухконусным и треугольным упругими обтюраторами (рис. 68). Первый вариант хорошо сочетается со шпилечными затворами, второй более эффективен в пробковых конструкциях.
Шпилечный затвор с двухконусным упругим обтюратором принят в настоящее время как основной конструктивный вариант 14* 211
а б
Рис. 68. Самоуплотняющиеся затворы несущего сосуда с двухконусным (а) и треугольным (б) обтюраторамизатворного узла отечественных промышленных сосудов гидротермального синтеза. Эти затворы обладают высокой надежностью, удобны в сборке и разборке. Их изготовление несложно, а требования к точности и качеству поверхностей не слишком высокие. Следует отметить их весьма низкую чувствительность к температурным воздействиям. Например, не отмечено случаев разгерметизации затворов, эксплуатировавшихся в течение многих лет в условиях, когда перепады температур между деталями затвора достигали нескольких десятков градусов и более.
На рис. 68, б приведен также используемый в промышленной практике пробковый затвор с упругим обтюратором треугольного сечения (затвор Уде-Бредтшнейдера). Эти затворы оказались несколько «капризнее» в эксплуатации и более сложными в изготовлении. К тому же эти затворы более чувствительны к температурным колебаниям. Тем не менее такие затворы могут эффективно использоваться в мало- и среднегабаритных несущих сосудах при соблюдении необходимых требований к температурному режиму и уровню предварительного уплотнения.
При проектировании несущих сосудов аппаратов гидротермального синтеза выбор того или иного варианта конструктивного устройства осуществляется на основе технико-экономического анализа с учетом таких важных факторов, как технологически заданные величины рабочих параметров и цикличности; серийность изготовления; возможности изготовления; возможности размещения и эксплуатации.
Последующая конструктивная разработка несущего сосуда осуществляется на основе прочностного расчета (см. гл. 10), определяющего на основе требуемых запасов прочности размеры деталей и усилия затяжки крепежных элементов.
В конструкции несущего сосуда должны быть предусмотрены возможность осуществления необходимого количества технологических вводов. Для этого в крышках (пробках) затворов выполняются соответствующие осевые отверстия. Технологические вводы через корпус нецелесообразны из-за создания дополнительной концентрации напряжений в наиболее опасных зонах. К тому же их сложнее герметизировать.
Опыт многолетней эксплуатации крупногабаритных несущих сосудов позволяет рекомендовать в качестве одного из наиболее надежных и технологичных способов герметизации технологических вводов уплотнения типа «сфера по конусу». При этом в зоне выхода технологического отверстия на внутренней поверхности крышки делается коническая разделка, а на трубе технологического ввода — сферическое утолщение. Угол конуса обычно соответствует 60—90°, а радиус сферы подбирается таким образом, чтобы касание ее с конусом происходило примерно на одной трети образующей конуса от его минимального диаметра.
В крепежных шпильках может применяться метрическая или упорная резьба. Для лучшей центровки гайки и уменьшения 212трения на торцевых поверхностях гайки и шайбы целесообразно применять сферические поверхности контакта между ними.