ЗАДВИЖКА Российский патент 2001 года по МПК F16K31/143 F16K3/02 

Изобретение относится к области арматуростроения, в частности к задвижкам.

Задвижка, рассматриваемая в качестве аналога заявленного устройства, содержит запорный орган в виде седла и затвора, прикрепленный к приводу (SU 1590792 A1, 07.09.1990).

Недостатком этого устройства является затруднительность достижения герметичности на затворе, ненадежность затвора в связи с его частыми разрушениями - выпадения щечек в условиях эксплуатации и пр.

Наиболее близким из аналогов является задвижка, содержащая установленный между входным и выходным патрубками и жестко прикрепленный к приводу, выполненному в виде поршня, запорный орган в виде седла и затвора с указателем положения, с полостями и гидродросселями (SU 1668794 A1, 07.08.1991).

Недостатком прототипа является необходимость приложения значительного усилия для герметизации затвора, что осуществляется ручным, гидромеханическим, электрическим и др. приводами, связанными с внешними источниками энергии. Значительные усилия, прилагаемые к затвору, приводят к быстрому износу и выходу из строя задвижки в условиях эксплуатации, а конструкция самого затвора трудно поддается герметизации.

Задачей настоящего изобретения является снижение энергозатрат, повышение надежности, герметичности и быстродействия.

Указанная задача решается за счет того, что в задвижке, содержащей установленный между входным и выходным патрубками и жестко прикрепленный к приводу в виде поршня запорный орган в виде седла с затвором, с указателем положения затвора, надпоршневой и подпоршневой полостями, разделенными от входной полости гидросопротивлениями, сообщенными через сопла с заслонками с выходной полостью задвижки, причем штоки заслонок расположены под воздействием рычага, рычаг выполнен в виде трубки с продольными щелями, где помещен указатель положения затвора, который подпружинен внутри обоймы.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где представлена принципиальная схема задвижки.

Задвижка содержит корпус 1 с входом 2, выходом 3, крышкой 4 и седлом 5, к которому упирается клапан 6 с пружиной 7 через уплотнительную прокладку 8. На клапане выполнена кольцевая проточка 9 со сквозными отверстиями 10. Клапан установлен на посадке с зазором в обойму 11 с полостью 12 и с отверстием 13. Обойма упирается на выступ 14 корпуса задвижки и жестко прикреплена через трубу 15 к поршню 16, разделяющему надпоршневую 17 и подпоршневую 18 полости. Зазор между трубкой и стенкой корпуса задвижки образует гидравлическое сопротивление 19. Подпоршневая и надпоршневая полости сообщаются каналами 20 и 21 с полостями 22 и 23 сопел 24 и 35, на которые пружинами 26 и 27 упираются заслонки 28 и 29, жестко прикрепленные к штокам 30 и 31, концы которых уплотнены кольцами 32 и 33 и выпущены наружу. Над концами этих штоков установлен рычаг 34 в виде трубки со сквозным отверстием 35 на конце, прикрепленный на шарнире 36 к корпусу задвижки. На рычаге 34 выполнены продольные щели 37, через которые выступают пальцы 38 указателя положения затвора задвижки, прикрепленные через шток 39 с уплотнительным кольцом 40 к поршню. Надпоршневая полость 17 через второе гидравлическое сопротивление 41 сообщается с полостью трубки 15. За сопловые полости 42 и 43 каналом 44, выполненным в корпусе задвижки, сообщаются между собой, а через второй канал 45 сообщаются с выходной полостью задвижки.

Направление поворота рычага в стороны, соответствующие открытию и закрытию задвижки, обозначены на чертеже стрелками "отк" и "зак". Стрелка "А" указывает направление потока через задвижку.

Задвижка работает следующим образом.

В исходном состоянии сопла 24 и 25 герметично прикрыты подпружиненными заслонками 28 и 29, а седло 5 также герметично прикрыто подпружиненным клапаном 6 на уплотнительной прокладке 8. С подачей потока по стрелке "А" прилегание клапана 6 к седлу 5 усиливается, что повышает герметичность задвижки, все не сообщающиеся с выходом 3 полости которой заполняются потоком с входным давлением.

Для открытия подачи потока на выход задвижки достаточно легкого незначительного поворота рычага 34 по стрелке "отк". При этом рычаг нажимает на шток 31, заслонка 29 отходит от сопла 25 и в надпоршневой полости 17 давление снижается благодаря наличию гидросопротивления 41 и сбросу потока из этой полости на выход задвижки через каналы 44 и 45. Поршень 16 под действием входного давления в подпоршневой полости 18 поднимает вверх обойму 11 с клапаном 6, седло 5 открывается и поток устремляется на выход задвижки. В процессе перемещения вверх поршня достаточно освободить рычаг 34, как клапан 6 немедленно зафиксируется в достигнутом положении, так как сопло 25 закроется подпружиненной заслонкой 29 и в обеих полостях поршня 16 снова установится одинаковое входное давление. Таким образом реализуется как полное, так и любое частично открытие задвижки.

Для закрытия задвижки необходимо повернуть рычаг 34 по стрелке "зак". При этом сопло 24 откроется и в подпоршневой полости 18 давление снизится благодаря наличию гидросопротивления 19 и сбросу потока из этой полости на выход 3 задвижки через каналы 44 и 45. Поршень 16 под действием входного давления в надпоршневой полости 17 опустит обойму 11 вниз, клапан 6 закроет седло 5 и подача потока на выход задвижки прекратится. При перемещении поршня 16 вниз достаточно освободить рычаг 34, как клапан 6 также немедленно зафиксируется в достигнутом положении по указанной выше причине. Таким образом, как при открытии, так и при закрытии задвижки возможна фиксация клапана 6 относительно седла 5 в любом желаемом промежуточном положении.

Выбором соотношения сечений сопел 24 и 25 к сечениям гидродросселей 19 и 41 можно достичь быстродействия задвижки от нескольких минут до долей секунды, что подтверждено на опытно-промышленных образцах задвижки.

Работа задвижки позволяет иметь гарантированный зазор между поршнем и корпусом, исключается необходимость в уплотнительных кольцах на поршне, что значительно снижает приводное усилие, повышает надежность и долговечность.

Очистка седловой полости задвижки в условиях эксплуатации реализуется через крышку 4.

Экспериментально установлено, что усилие привода предложенной задвижки прямого действия на 1-1,5 порядка меньше усилия привода на традиционных задвижках, что приводит к значительному энергосбережению.

Легкость управления предложенной задвижкой усилием на рычаг до 0,5 кг создает удобства эксплуатации.

Поток, проходя через задвижку, открывает и закрывает ее воздействием на штоки 30 и 31 рычагом 34, при этом как основная, так и мизерная управляющая части потока остаются внутри задвижки и в окружающую среду не попадают, что обуславливает экономичность и экологичность предложенной задвижки.

Рычаг 34 с отверстием 35 одновременно служит талрепом при транспортировке задвижки.

Допустимость использования клапана 6 с уплотнительной прокладкой 8 в предложенной задвижке позволила достичь небывалую для традиционных задвижек герметичность по самому высокому классу.

Благодаря перечисленным преимуществам, предложенная задвижка прямого действия с кнопочным управлением, работающая прямо от пренебрежимо малой доли энергии проходящего через нее потока, найдет широкое применение, вытесняя традиционные ненадежные и негерметичные задвижки.

Задвижка может быть использована в арматуростроении. Запорный орган выполняют в виде седла с затвором и устанавливают между входным и выходным патрубками. Привод запорного органа выполнен в виде поршня. Надпоршневая и подпоршневая полости привода разделены от входной полости гидросопротивлениями и сообщены с выходной полостью через сопла с заслонками. Штоки заслонок расположены под воздействием рычага, выполненного в виде трубки с продольными щелями. В щелях помещен указатель положения затвора. Затвор подпружинен внутри обоймы. Такое выполнение обеспечивает снижение энергетических затрат, повышает надежность, герметичность и быстродействие задвижки. 1 ил.

Задвижка, содержащая установленный между входным и выходным патрубками и жестко прикрепленный к приводу в виде поршня запорный орган в виде седла с затвором, с указателем положения затвора, с надпоршневой и подпоршневой полостями, разделенными от входной полости гидросопротивлениями и сообщенными через сопла с заслонками с выходной полостью задвижки, причем штоки заслонок расположены под воздействием рычага, отличающаяся тем, что рычаг выполнен в виде трубки с продольными щелями, где помещен указатель положения затвора, который подпружинен внутри обоймы.