ЗАДВИЖКА Российский патент 1998 года по МПК F16K3/02 

Изобретение относится к трубопроводной запорной арматуре и может быть использовано для регулирования потоков в системах транспортировки жидкости и газа в химической, металлургической, строительной и других отраслях промышленности.

Из предшествующего уровня техники известна задвижка (см. SU, авт. свид. N 609016, кл. F 16 K 29/00, 1976), содержащая корпус, в полости которого с возможностью возвратно-поступательного перемещения размещены запорный диск со штоком, при этом на конце штока выполнен наклонный паз. В пазу одним концом установлен палец, другой конец которого шарнирно связан с центром запорного диска, который прижат к седлу с помощью дисковой пружины, действующей на палец. На стенке полости, на которой находится седло, выполнены наклонные выступы, торцевые поверхности которых расположены в плоскости взаимодействия запорной пары. За счет наличия наклонного паза в результате возвратно-поступательного движения штока запорный диск совершает как поступательное, так и вращательно движение в плоскости его уплотнительной поверхности. В результате наклонные выступы своими торцевыми поверхностями очищают уплотнительную поверхность запорного диска.

Недостаток этого устройства заключается в том, что оно характеризуется низкой надежностью вследствие того, что под пружинным элементом могут скапливаться абразивные микрочастицы. В результате пружина перестает пружинить, а значит, запорный диск будет хуже прижиматься к седлу.

Известна также задвижка (см. SU, авт. свид. N 1634914, кл. F 16 K 3/02, 1989), содержащая полый корпус с полуцилиндрическим днищем и расположенные на нем седла с проходным каналом, запорный диск с зубьями, кинематически связанный с приводным валом через кулису, жестко закрепленную на валу, и шток, одним концом свободно установленный на кулисе, а другим жестко прикрепленный к подвижному элементу. Подвижный элемент выполнен в виде дискового элемента, непосредственно контактирующего с поверхностью запорного диска, и содержит пружинный элемент в виде лепестковой пластины и упоры, установленные с возможностью контакта с пружинным элементом и размещенные вне проходного канала симметрично относительно вертикальной оси запорного диска в диаметральной плоскости, перпендикулярной торцу запорного диска.

Данная задвижка не надежна в работе вследствие сложности ее конструкции. Действительно, из-за малейшей неточности изготовления элементов давление на запорный диск будет передаваться неравномерно, что приведет к его перекосу, а значит, к неплотному прижатию к седлу. Под лепестковым пружинным элементом могут скапливаться абразивные микрочастицы, в результате чего дисковая пружина перестает пружинить, а значит, хуже прижимает запорный элемент к седлу.

Также известна задвижка (см. DE, патент N 84636, кл. 47 g, 26/03, 1895), взятая в качестве прототипа и содержащая полый корпус с входным и выходным каналами, внутри которого расположен кривошипно-ползунный механизм, ползун которого установлен с возможностью перекрытия проходного канала корпуса его запорной частью, поджатой к опорной поверхности корпуса, сопряженной с внутренней поверхностью проходного канала корпуса, причем запорная часть ползуна выполнена в виде запорного вкладыша-стакана, размещенного в отверстии, выполненном в этой части ползуна, при этом дно стакана обращено в сторону выходного канала корпуса.

Недостаток этого устройства заключается в его низкой надежности из-за выхода из строя механизма прижима запорного вкладыша-стакана вследствие того, что отсутствует распорное усилие между вкладышем-стаканом и опорными поверхностями корпуса.

Задачей изобретения является повышение надежности и упрощение конструкции задвижки.

Технический результат достигается тем, что в задвижке, содержащей полый корпус с входным и выходным каналами, внутри которого расположен кривошипно-ползунный механизм, ползун которого установлен с возможностью перекрытия проходного канала корпуса его запорной частью, поджатой к опорной поверхности корпуса, сопряженной с внутренней поверхностью проходного канала корпуса, причем запорная часть ползуна выполнена в виде запорного вкладыша-стакана, размещенного в отверстии, выполненном в этой части ползуна, при этом дно стакана обращено в сторону выходного канала, согласно изобретению стенка стакана выполнена с кольцевыми гофрообразующими канавками, расположенными с возможностью создания распорного усилия на вкладыше-стакане, передающего на опорные поверхности корпуса при упругой деформации гофр стенки стакана.

Кроме того, полый корпус может быть выполнен составным, в виде двух продолговатых фигурных фланцев и размещенной между ними вставки в виде овального кольца, образующего боковую поверхность корпуса, а кривошип ее кривошипно-ползунного механизма может быть размещен в секторном углублении одного из фланцев, при этом толщина кривошипа должна быть, по крайней мере, равной величине секторного углубления этого фланца.

Такое выполнение задвижки обеспечивает ее высокую надежность, поскольку устранена возможность отказа в работе из-за выхода из строя механизма прижима запорного элемента (вкладыша), а необходимое усилие его прижима к опорным поверхностям корпуса обеспечивается самим запорным вкладышем, который при поворотах приводного вала совершает только возвратно-поступательные перемещения, что уменьшает его износ и повышает ресурс безотказной работы.

На фиг. 1 изображена задвижка, вид в разрезе; на фиг. 2 - разрез по А-А на фиг. 1.

Задвижка содержит полый корпус, выполненный в виде неподвижно соединенных между собой двух продолговатых фигурных фланцев 1 и 2, между которыми размещена вставка в виде овального кольца 3. Фланец 1 выполнен с опорной поверхностью 4 и снабжен входным патрубком 5. Фланец 2 выполнен с опорной поверхностью 6 и снабжен выходным патрубком 7. Оба фланца и патрубки выполнены с соосными каналами, образующими единый проходной канал 8 корпуса. В верхней части фланца 2 установлен приводной вал 9, с кривошипом 10 и ползуном 11, запорная часть которого выполнена составной, в виде запорного вкладыша 12, размещенного в отверстии 13, выполненном в этой части ползуна 11. Предпочтительно, чтобы вкладыш 12 был выполнен упругим и установлен в полости корпуса с упругой деформацией, обеспечивающей за счет этого его упругий прижим к опорным поверхностям 4 и 6 корпуса.

В варианте выполнения вкладыш 12 выполнен в виде стакана с кольцевыми гофрообразующими канавками 13. Габариты вкладыша 12 должны превышать проходное сечение канала 8. Вкладыш (стакан) 12 прижат к опорным поверхностям 4 и 6 с распорным усилием, обеспеченным упругой продольной деформацией участка его стенки, снабженной кольцевыми гофрообразующими канавками 13. Предпочтительно, чтобы дно стакана было расположено со стороны выходного патрубка 7. Кроме того, для обеспечения работоспособности задвижки, кривошип 10 ее кривошипно-ползунного механизма должен быть расположен в секторном углублении 14 фланца 2, при этом толщина кривошипа 10 должна быть, по крайней мере, равна величине секторного углубления 14 фланца.

Работа задвижки осуществляется следующим образом.

При открывании задвижки с помощью привода осуществляют поворот приводного вала 9, передавая через кривошипно-ползунный механизм тяговое усилие на запорный вкладыш 12, который, перемещаясь вместе с ползуном, открывает проходное сечение задвижки. В открытом положении задвижка фиксируется с помощью соответствующего фиксатора (на фиг. не показан).

Для закрытия задвижки прокручивают приводной вал 10 в обратном направлении. При этом ползун 11 перемещает запорный элемент 12, перекрывая проходной канал 8.

За счет обеспечения возможности относительного поворота ползуна 11 и вкладыша 12 вокруг своих осей, значительно снижается износ трущихся поверхностей (опорных поверхностей 4 и 6 корпуса задвижки и запорного вкладыша 12).

Необходимая степень уплотнения обеспечивается при сборке задвижки за счет распорного усилия, возникающего при упругой деформации вкладыша 12. При выполнении вкладыша 12 в виде стакана это усилие направлено перпендикулярно опорным поверхностям корпуса задвижки и возникает из-за деформации гофров стенки стакана, образованных на его поверхности гофрообразующими канавками 13.

В результате промышленного применения предложенной задвижки установлено, что по сравнению, например, с задвижками, снабженными винтовым приводом, заявленная задвижка характеризуется меньшими тяговыми усилиями, необходимыми для перемещения запорного элемента, и что особенно важно, в закрытом состоянии тяговое усилие приводного механизма максимально. Кроме того, конструктивной особенностью задвижки является эффект самоуплотнения и самоустанавливаемости взаимодействующих частей, что обеспечивает ее длительный ресурс безотказной работы.

Задвижка предназначена для регулирования потоков в системах транспортировки жидкости и газа в трубопроводной запорной арматуре в химической, металлургической, строительной и других отраслях промышленности. Задвижка содержит полый корпус с входным и выходным каналами. Внутри корпуса расположен кривошипно-ползунный механизм. Его ползун установлен с возможностью перекрытия проходного канала корпуса его запорной частью, упруго поджатой к опорной поверхности корпуса, сопряженной с внутренней поверхностью проходного канала корпуса. Запорная часть ползуна выполнена в виде запорного вкладыша, размещенного в отверстии, выполненном в этой части ползуна. Вкладыш выполнен в виде стакана. На стенке стакана выполнены кольцевые гофрообразующие канавки. Дно стакана расположено со стороны выходного канала корпуса и поджато к опорной поверхности корпуса за счет упругой деформации части его стенки в области гофрообразующих канавок. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Задвижка, содержащая полый корпус с входным и выходным каналами, внутри которого расположен кривошипно-ползунный механизм, ползун которого установлен с возможностью перекрытия проходного канала корпуса его запорной частью, поджатой к опорной поверхности корпуса, сопряженной с внутренней поверхностью проходного канала корпуса, причем запорная часть ползуна выполнена в виде запорного вкладыша-стакана, размещенного в выполненном в этой части ползуна отверстии, при этом дно стакана обращено в сторону выходного канала, отличающаяся тем, что стенка стакана выполнена с кольцевыми гофрообразующими канавками, расположенными с возможностью создания распорного усилия на вкладыше-стакане, передающегося на опорные поверхности корпуса при упругой деформации гофр стенки стакана. 2. Задвижка по п. 1, отличающаяся тем, что полый корпус выполнен составным из двух продолговатых фигурных фланцев и размещенной между ними вставки в виде овального кольца, образующего боковую поверхность корпуса. 3. Задвижка по п.1, отличающаяся тем, что кривошип кривошипно-ползунного механизма установлен в выполненном в одном из фланцев корпуса секторном углублении, при этом толщина кривошипа по крайней мере равна величине секторного углубления фланца.