КЛИНОВАЯ ЗАДВИЖКА С ВЫДВИЖНЫМ ШПИНДЕЛЕМ Российский патент 1997 года по МПК F16K3/14 

Изобретение относится к трубопроводной арматуре, преимущественно к плоским задвижкам с двухдисковым запорным органом и выдвижным шпинделем.

Плоские задвижки (см. например, УДК 621.646/022, Д.Ф.Гуревич. Конструирование и расчет трубопроводной арматуры. Л. Машиностроение, 1968, с.21, строка 4 сверху), т.е. такие, в которых затвор, перекрывающий рабочую среду, перемещается перпендикулярно потоку, традиционно делят на так называемые "параллельные" и клиновые, хотя, по существу, и те и другие являются клиновыми, т.к. без клина в том или ином виде закрытие таких задвижек невозможно.

Известны плоские клиновые задвижки с "параллельным" затвором (см. например, там же, с.48, рис.14a и с.653, рис.4b). Эти задвижки, так же как и заявленная, имеют корпус с патрубками, крышку, выдвижной шпиндель, сальник уплотнения шпинделя, привод перемещения шпинделя, двухдисковый затвор, двухседельный регулирующий клапан с параллельными седлами и, кроме того, выступ (высаженный или приваренный) на шпинделе для соединения шпинделя с дисками затвора и распорный клин, установленный в фасонных пазах между дисками свободно.

Поставленная задача решается тем, что в известной клиновой задвижке с выдвижным шпинделем и двойным клином производится:
выполнение дисков затвора со сфероцилиндрическими выступами;
выполнение боковых граней несущего клина П-образными;
установка дисков в П-образные впадины боковых граней несущего клина;
установка сфероцилиндрических выступов в отверстия во впадинах боковых граней несущего клина напротив распорного клина;
выполнение сфероцилиндрических выступов в виде нажимных перепускных клапанов;
соединение (подвижное) несущего клина со шпинделем и распорным клином через винтовую пружину и упорную шайбу;
выполнение нажимного перепускного клапана в виде цилиндра со сферическим торцом;
выполнение отверстий в клапане;
подпружинивание клапана;
завальцовка в торце клапана шарика;
завальцовка клапана в ступенчатом отверстии диска.

На фиг. 1 графически изображена заявляемая задвижка в разрезе, на фиг.2 укрупненно изображено сечение задвижки в зоне затвора, на фиг.3 укрупненно изображено сечение перепускного нажимного клапана.

Цифрами на чертежах обозначены: 1 выдвижной шпиндель; 2 штурвал вращения ходовой гайки; 3 сальниковый узел; 4 винтовая пружина, выполнена из коррозионностойкой стали или покрыта коррозионностойким покрытием; 5 - корпус задвижки; 6 несущий клин; 7 распорный клин, выполнен из коррозионностойкого материала или покрыт коррозионностойким покрытием; 8 - сфероцилиндрический выступ диска; 9 упор, ограничивающий перемещение несущего клина; 10 диск запорного органа задвижки, направлен твердым сплавом или снабжен коррозионностойким покрытием; 11 упорная шайба, выполнена из коррозионностойкого материала или покрыта коррозионностойким покрытием; 12 - верхняя пластина несущего клина, выполнена из коррозионностойкого материала так же, как несущий клин; 13 коррозионностойкая тарельчатая пружина; 14 - перепускной нажимной клапан; 15 шарик, завальцованный в торец перепускного нажимного клапана, выполнен из коррозионностойкого металла или покрыт коррозионностойким покрытием; 16 выступ распорного клина, выполнен в плоскости, перпендикулярной плоскости чертежа, размер выступа больше диаметра отверстия в пластине 12; 17 внутренняя полость задвижки; 18 выступы диска, обеспечивающие завальцовку клапана 15 от выпадения; 19 седло запорного органа задвижки, выполнено из нержавеющей стали или твердого сплава; 20 - седло запорного органа задвижки, выполнено из нержавеющей стали или твердого сплава; 21 седло перепускного нажимного клапана, снабжено коррозионностойким покрытием.

Приведенное конструктивное исполнение задвижки позволяет в 2.2,5 раза уменьшить размеры затвора в направлении, параллельном осям патрубков, за счет того, что обеспечивается возможность неприменения фасонных грибовидных осей 12 и втулок со сферическим торцом с соответствующим уменьшением
σ = 0,7π•d_ш•h = 0,7•π•0,7•0,15 = 0,23 см²
Расход через клапан 15 будет равен:

Время выравнивания будет равно:

Если учесть погрешности принятия нами в расчет коэффициента гидравлического сопротивления и возможные отклонения площади щели, из неравномерного поднятия клапана 15 очевидно, что расчеты подтверждают правильность оценки приведенного выше времени выравнивания. А, кроме того, это время может быть всегда в значительных пределах изменено геометрическими параметрами клапана 15.

Закрытие задвижки производится в обратном порядке.

При вращении штурвала 2 в направлении закрытия шпиндель 1, распорный клин 7 и несущий клин 6, подпружиненный пружиной 4 через упорную шайбу 11 с дисками 10, будут перемещаться вниз до тех пор, пока несущий клин 6 не упрется в упор 9. При этом, если задвижка закрывается при наличии давления рабочей среды в трубопроводе, открытые клапаны 15 будут перепускать рабочую среду из напорного патрубка в сливной, обеспечивая нулевой перепад давления на дисках 10. После того, как несущий клин 6 упрется в упор 9, распорный клин 7, сжимая пружину 4, начнет перемещаться внутри несущего клина до тех тор, пока не соприкоснется со сферическими торцами клапанов 15. После этого, перемещаясь вниз, распорный клин 7 начнет перемещать диски 10 к седлам 20, а затем, преодолевая упругость тарельчатых пружин 14, будет закрывать сначала клапаны 15, а потом, прижимая через шарики 16 диски 10 к седлам 20, и диски 10 запорного органа задвижки до тех пор, пока не произойдет полное закрытие задвижки.

Использование: изобретение относится к трубопроводной арматуре, преимущественно к плоским задвижкам с двухдисковым запорным органом и выдвижным шпинделем. Сущность изобретения: задвижка клиновая с выдвижным шпинделем содержит корпус с патрубками и седлами, расположенный в корпусе двухдисковый запорный орган с клиновым замком, соединяющим запорный орган со шпинделем. Клиновой замок выполнен из двух клиньев: несущего и распорного. Несущий клин установлен на шпинделе с возможностью перемещения вдоль шпинделя. Распорный клин установлен внутри несущего. На днище корпуса задвижки установлен упор, ограничивающий перемещение несущего клина. В дисках запорного органа со стороны, обращенной к несущему клину, выполнены ступенчатые отверстия. Боковые грани несущего клина выполнены с П-образными впадинами и отверстиями. Во впадинах установлены диски запорного органа с возможностью перемещения перпендикулярного граням несущего клина. В ступенчатых отверстиях дисков и отверстиях несущего клина установлены нажимные перепускные клапаны со сфероцилиндрической наружной поверхностью с возможностью взаимодействия с распорным клином. Несущий клин снабжен верхней пластиной, распорный клин - упорной шайбой и винтовой пружиной, установленной между верхней пластиной и упорной шайбой. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Клиновая задвижка с выдвижным шпинделем, содержащая корпус с патрубками и седлами, расположенный в корпусе двухдисковый запорный орган с клиновым замком, соединяющим запорный орган с шпинделем, сальник уплотнения шпинделя и привод перемещения шпинделя, отличающаяся тем, что клиновой замок выполнен из двух клиньев: несущего и распорного, причем несущий клин установлен на шпинделе с возможностью перемещения вдоль шпинделя, распорный клин установлен внутри несущего, а на днище корпуса установлен упор, ограничивающий перемещение несущего клина, при этом в дисках запорного органа со стороны, обращенной к несущему клину, выполнены ступенчатые отверстия, а боковые грани несущего клина выполнены с П-образными впадинами и отверстиями, во впадинах установлены диски запорного органа с возможностью перемещения перпендикулярно граням несущего клина, кроме того, в ступенчатых отверстиях дисков и отверстиях несущего клина установлены нажимные перепускные клапаны со сфероцилиндрической наружной поверхностью с возможностью взаимодействия с распорным клином, при этом несущий клин снабжен верхней пластиной, а распорный клин упорной шайбой и винтовой пружиной, установленной между верхней пластиной и упорной шайбой. 2. Задвижка по п.1, отличающаяся тем, что каждый нажимной перепускной клапан выполнен в виде цилиндра со сферическим торцом и отверстиями, расположенными параллельно или под углом к оси цилиндра, и снабжен шариком, завальцованным в торце цилиндра, причем цилиндр подпружинен упругим элементом с возможностью перемещения вдоль оси ступенчатого отверстия диска, а в диске выполнены выступы, ограничивающие перемещение цилиндра со стороны его сферического торца.