ЗАДВИЖКА (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2000 года по МПК F16K3/02 

Изобретение относится к области арматуростроения и может быть использовано в составе магистральных трубопроводов, транспортирующих, в частности, сильно загрязненную рабочую среду.

Известны задвижки шиберного типа (SU, N 571647, кл. F 16 K 3/10, 1974 г. ; SU, N 1180616, кл. F 16 K 3/04), содержащие корпус с седлами, запорный орган, приводные, крепежные и опорные средства. Форма запорного органа в этих задвижках такова, что попадание в седловую часть твердых компонент среды не позволяет ему полностью перекрыть канал трубопровода.

Свободны от этого недостатка задвижки с ножевым запорным органом, заточенная часть поверхности которого способна разрушить твердые компоненты (SU, N 879119, кл. F 16 K 3/30,1974 г; WO 91/19122, кл.F 16 K 3/02). Наиболее близкой по числу совпадающих признаков к заявляемой является задвижка по патенту US N 5020776A, кл. F 16 K 3/02, 1991, содержащая корпус с седлами, ножевой запорный орган (в дальнейшем - нож), сальниковое уплотнение, крышку сальника, причем сальниковое уплотнение выполнено в форме клина, угол которого обращен в сторону корпуса. Нож в описываемой конструкции соединен со штоком, сообщающим ему поступательное движение, в одной точке и при перемещении его в направлении седел и взаимодействии с твердыми компонентами среды возможен перекос ножа, трение его о корпус и сальник, отчего происходит "задирание" сальниковой набивки и, как следствие, нарушение герметичности задвижки.

Настоящее изобретение направлено на решение задачи повышения герметичности задвижки путем изменения конструкции узла сальника. Помимо этого изобретение дополнительно решает задачу упрощения технологии сборки-разборки задвижки, уменьшения металлоемкости и повышения ремонтопригодности.

Задача решается в двух вариантах осуществления изобретения.

Вариант 1.

Задача решается тем, что в задвижке, содержащей корпус и по меньшей мере одно седло, ножевой запорный орган, взаимодействующее с ним сальниковое уплотнение и крышку сальника, причем сальниковое уплотнение выполнено в форме клина, клин обращен в сторону от корпуса, а между крышкой сальника и корпусом размещена прокладка. Кроме того, в задвижку дополнительно введено второе сальниковое уплотнение, поджатое к крышке первого второй крышкой, связанной с корпусом и взаимодействующей с первой крышкой своей внутренней поверхностью. Сальник, обращенный клином от корпуса, испытывает воздействие среды, направленное в сторону уплотнения. Прокладка предотвращает проникновение среды за пределы корпуса в месте его контакта с крышкой. Уплотнение эффективно, если среда проходит через задвижку под давлением. В магистралях, где отсутствует напор среды, используется задвижка, в которой введено дополнительно упомянутое второе сальниковое уплотнение. Предложенная конструкция узла сальника значительно облегчает сборку задвижки и снижает требования к обработке внутренней поверхности корпуса, поскольку сальник, размещенный поверх корпуса, может быть установлен и отцентрован после установки и центрирования ножа. При необходимости узел сальника может быть усилен, для чего на внутренней поверхности корпуса выполнена проточка по периметру горизонтального сечения, а в проточке размещено третье сальниковое уплотнение, контактирующее с ножом и с пластиной по форме упомянутого уплотнения, поджатой в сторону уплотнения не менее чем четырьмя упорами, например в виде винтов, по резьбе связанных с корпусом. В процессе износа рабочей поверхности уплотнения оно может быть поджато к ножу упомянутыми упорами. Пластина может быть выполнена из отдельных (по меньшей мере четырех), не связанных между собой частей, что значительно упрощает сборку и функционирование уплотнения. Она может быть выполнена также гофрированной, при этом гофры играют роль пружины, поджимающей уплотнение к ножу. При определенных условиях третье сальниковое уплотнение может быть единственным и достаточным.

Дополнительная задача, решаемая настоящим изобретением, заключается в предотвращении засорения застойной зоны корпуса задвижки твердыми компонентами среды. Для этого внутренняя поверхность проходного канала корпуса со стороны натекания потока выполнена цилиндрической переходящей в коническую, причем оси цилиндра и конуса совмещены, а угол конуса обращен в сторону от ножа. Коническая часть, составляющая около трети всей внутренней поверхности проходного канала, создает перед закрытием задвижки (нож при этом почти перекрывает проходной канал) направленный поток рабочей среды непосредственно в застойную полость корпуса под ножом, при этом происходит вымывание из нее твердых компонент и осадка.

Вариант 2.

Задача решается тем, что в задвижке, содержащей корпус и по меньшей мере одно седло, ножевой запорный орган, взаимодействующее с ним сальниковое уплотнение и крышку сальника, причем сальниковое уплотнение выполнено в форме клина, клин обращен от корпуса, а между крышкой сальника и корпусом размещена прокладка. Кроме того, в нее дополнительно введено второе сальниковое уплотнение, поджатое к крышке первого второй крышкой, связанной с корпусом и взаимодействующей с первой крышкой своей внутренней поверхностью. Помимо этого, поверхность корпуса, обращенная к сальнику, выполнена как нижняя часть поверхности цилиндра с осью, перпендикулярной плоскости ножевого запорного органа, и диаметром основания, большим горизонтального размера последнего, при этом сальниковые уплотнения и крышки сальников повторяют форму упомянутой поверхности корпуса задвижки. Помимо эффекта, достигаемого предложенной конструкцией узла сальника, описанной выше, сущность изобретения по этому варианту заключается также в том, что цилиндрическая форма части корпуса, обращенной к сальнику, обеспечивает выход большей части поверхности ножа за пределы корпуса в открытом состоянии задвижки. Нож при этом не только может иметь меньшие размеры (по высоте), но и быть более доступным при проведении ремонтных работ. Помимо этого, возрастает эффективность сальникового уплотнения за счет увеличения поверхности соприкосновения его с боковыми гранями ножа. Остальные признаки второго варианта изобретения, отраженные в зависимых пунктах формулы, аналогичны признакам первого варианта и описаны выше, а именно: на внутренней поверхности корпуса выполнена проточка по ее периметру, а в проточке размещено третье сальниковое уплотнение, контактирующее внутренней поверхностью с ножевым запорным органом, а наружной поверхностью - с пластиной по форме упомянутого уплотнения, поджатой к уплотнению не менее чем четырьмя упорами, например в виде винтов, по резьбе связанных в корпусом, при этом уплотнение и пластина в сечении, параллельном плоскости ножевого запорного органа, повторяют форму поверхности корпуса, обращенной к сальнику. Пластина может быть выполнена из отдельных, не связанных между собой частей либо гофрированной, а внутренняя поверхность проходного канала корпуса со стороны натекания потока рабочей среды выполнена цилиндрической переходящей в коническую, при этом оси цилиндра и конуса совмещены, а угол конуса обращен в сторону от ножа.

Изобретение поясняется описанием и приложенными к нему чертежами. На фиг. 1 изображен разрез задвижки по варианту 1; на фиг. 2 - разрез задвижки по варианту 2; на фиг. 3 и фиг. 4 - корпус задвижки по варианту 2; на фиг. 5 - третье сальниковое уплотнение; на фиг.6 - вид сверху на фиг. 5.

Задвижка содержит корпус 1 с седлом 2, нож 3, первое сальниковое уплотнение 4 в форме клина, размещенное под первой крышкой 5, второе сальниковое уплотнение 6, выполненное, например, из нескольких компонент и размещенное во второй крышке 7. Обе крышки стянуты между собой и соединены с корпусом шпильками 8. Прокладка 9 предотвращает проникновение рабочей среды за пределы корпуса. Внутренняя поверхность корпуса 1 со стороны натекания потока выполнена цилиндрической, переходящей в коническую 11, причем угол конуса обращен от ножа 3. На внутренней поверхности корпуса выполнена проточка 12, в которой размещены третье сальниковое уплотнение 13 и пластина 14, поджатые в сторону ножа упорами 15, например, в виде винтов. Пластина может состоять из отдельных, не связанных между собой частей либо может быть выполнена гофрированной и играть роль пружины. В задвижке по варианту 2 поверхность 16 корпуса, обращенная к сальнику, выполнена как часть нижней поверхности цилиндра с осью, перпендикулярной плоскости ножа 3 и диаметром основания 17, большим горизонтального размера ножа. Сальниковые уплотнения 4, 6 и 13, а также крышки 5 и 7 и пластина 14 повторяют форму упомянутой поверхности.

Задвижка работает следующим образом.

В верхнем положении ножа 3, соответствующем состоянию задвижки "открыто", рабочая среда свободно проходит через проходное отверстие корпуса 1. Напором потока рабочей среды уплотнение 4 плотно прижимается к ножу, предотвращая протекание в узле сальника. Движением ножа 3 вниз с помощью любого вида привода перекрывается проходной канал задвижки. В момент, когда нож 3 подходит к крайнему нижнему положению, поток среды, направляемый формой внутренней поверхности корпуса, вымывает осадок из застойной зоны и нож плотно примыкает к седлам 2, закрывая задвижку.

Все составляющие изобретения, в конечном итоге, направлены на улучшение конструктивных, технологических и эксплуатационных параметров задвижки. Изобретение используется в составе трубопроводов для перекрытия потоков сильно загрязненной рабочей среды.

Изобретения относятся к области арматуростроения и предназначены для перекрытия магистральных транспортирующих сильно загрязненную рабочую среду трубопроводов. Задвижка содержит корпус с по меньшей мере одним седлом, ножевой запорный орган, взаимодействующее с ним сальниковое уплотнение и крышку сальника. Сальниковое уплотнение выполнено в форме клина. Клин обращен в сторону от корпуса. Между крышкой сальника и корпуса размещена прокладка. В задвижку дополнительно введено второе сальниковое уплотнение. Последнее поджато к крышке первого сальникового уплотнения второй крышкой. Вторая крышка связана с корпусом и взаимодействует с первой крышкой своей внутренней поверхностью. В варианте исполнения задвижки обращенная к сальнику поверхность корпуса выполнена как часть нижней поверхности цилиндра. Ось цилиндра перпендикулярно расположена запорному органу. Диаметр основания упомянутого цилиндра больше горизонтального размера запорного органа. Сальниковые уплотнения и крышки сальников повторяют форму упомянутой поверхности корпуса. Оба изобретения повышают герметичность задвижки и упрощают ее технологию сборки-разборки. 2 с. и 8 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Задвижка, содержащая корпус и, по меньшей мере, одно седло, ножевой запорный орган, взаимодействующее с ним сальниковое уплотнение, крышку сальника, причем сальниковое уплотнение выполнено в форме клина, отличающаяся тем, что клин обращен в сторону от корпуса, а между крышкой сальника и корпусом размещена прокладка, кроме того в нее дополнительно введено второе сальниковое уплотнение, поджатое к крышке первого второй крышкой, связанной с корпусом и взаимодействующей с первой крышкой своей внутренней поверхностью. 2. Задвижка по п.1, отличающаяся тем, что на внутренней поверхности корпуса выполнена проточка по ее периметру, в проточке размещено третье сальниковое уплотнение, контактирующее внутренней поверхностью с ножевым запорным органом, а наружной поверхностью - с пластиной по форме упомянутого уплотнения, также размещенной в проточке и поджатой в сторону уплотнения не менее чем четырьмя упорами. 3. Задвижка по п.1, отличающаяся тем, что внутренняя поверхность корпуса со стороны натекания потока рабочей среды выполнена цилиндрической, переходящей в коническую, при этом оси цилиндра и конуса совмещены, а угол конуса обращен в сторону от запорного органа. 4. Задвижка по п.2, отличающаяся тем, что пластина выполнена состоящей, по меньшей мере, из четырех не связанных между собой частей. 5. Задвижка по п.2, отличающаяся тем, что пластина выполнена гофрированной. 6. Задвижка, содержащая корпус и, по меньшей мере, одно седло, ножевой запорный орган, взаимодействующее с ним сальниковое уплотнение, крышку сальника, причем сальниковое уплотнение выполнено в форме клина, отличающаяся тем, что клин обращен в сторону от корпуса, а между крышкой сальника и корпусом размещена прокладка, кроме того в нее дополнительно введено второе сальниковое уплотнение, поджатое к крышке первого второй крышкой, связанной с корпусом и взаимодействующей с первой крышкой своей внутренней поверхностью, а поверхность корпуса, обращенная к сальнику, выполнена как часть нижней поверхности цилиндра с осью, перпендикулярной плоскости запорного органа, и диаметром основания, большим горизонтального размера последнего, при этом сальниковые уплотнения и крышки сальников повторяют форму упомянутой поверхности корпуса. 7. Задвижка по п.6, отличающаяся тем, что на внутренней поверхности корпуса выполнена проточка по ее периметру, в проточке размещено третье сальниковое уплотнение, контактирующее внутренней поверхностью с запорным органом, а наружной поверхностью - с пластиной по форме упомянутого уплотнения, также размещенной в проточке и поджатой к нему не менее чем четырьмя упорами, при этом уплотнение и пластина в сечении, параллельном плоскости запорного органа, повторяют форму поверхности корпуса, обращенной к сальнику. 8. Задвижка по п.6, отличающаяся тем, что внутренняя поверхность корпуса со стороны натекания потока рабочей среды выполнена цилиндрической, переходящей в коническую, при этом оси цилиндра и конуса совмещены, а угол конуса обращен в сторону от запорного органа. 9. Задвижка по п.7, отличающаяся тем, что пластина выполнена состоящей, по меньшей мере, из четырех не связанных между собой частей. 10. Задвижка по п.7, отличающаяся тем, что пластина выполнена гофрированной.