ЗАДВИЖКА Российский патент 2001 года по МПК F16K3/06 F16K27/04 

Изобретение относится к трубопроводной арматуре, в частности к задвижкам, имеющим поворотный запорный элемент, и может быть использовано в различных отраслях промышленности.

Известна задвижка, содержащая полый корпус, в котором расположены седла с упругими уплотнительными элементами, плоский поворотный шибер, закрепленный на валу привода, и механизм дополнительного поджатия седла к шиберу, причем ось вала привода расположена коаксиально оси проходного отверстия в центральной части корпуса [1].

Недостатком данной конструкции является гидравлическая неуравновешенность вала привода, что вызывает повышенные механические сопротивления при его вращении и требует дополнительного крутящего момента для поворота шибера. Кроме этого, изменение направления потока в корпусе задвижки является причиной дополнительных гидравлических сопротивлений и повышенной материалоемкости конструкции. Последнее связано с увеличением осевого размера корпуса и с размещением в корпусе массивного направляющего устройства (обтекателя).

Меньшие материалоемкость и величины гидравлического сопротивления и усилия, необходимого для поворота шибера, обеспечиваются в прямоточной задвижке, содержащей полый разъемный корпус с соосно расположенными присоединительными патрубками, седла с уплотнениями, имеющие проходные отверстия, совпадающие с отверстиями присоединительных патрубков, размещенный в корпусе между седлами плоский круглый шибер с проходным отверстием и сплошным участком для перекрытия проходных отверстий седел, установленный с возможностью поворота на оси, расположенной в его средней части, и привод поворота шибера, связанный с его периферийной частью [2].

Однако в этой задвижке из-за круглой формы шибера и расположения плоскости разъема корпуса перпендикулярно продольной оси задвижки возможность снижения необходимого для поворота шибера усилия, достигаемого путем увеличения отношения радиуса шибера к радиусу расположения его проходного отверстия, ограничивается опережающим ростом наружного диаметра задвижки и материалоемкости. Это объясняется тем, что при увеличении указанного отношения, обеспечиваемом в основном путем увеличения радиуса шибера, значительно возрастает площадь, определяющая величину усилий, действующих на элементы соединения частей корпуса (ее величина определяется расположением кругового уплотнительного кольца между сопрягаемыми поверхностями частей корпуса), а это требует соответствующего усиления элементов соединения (фланцев и болтов). Поэтому выполнение такой задвижки на достаточно высокое внутреннее давление, когда снижение усилия, требуемого для поворота шибера, становится необходимостью, связано со значительным увеличением ее наружного диаметра и материалоемкости.

Изобретение решает задачу создания задвижки, которая при сохранении преимуществ известной прямоточной задвижки обладала бы лучшими массо-габаритными показателями, в особенности при выполнении ее на высокое внутреннее давление.

Поставленная задача решается тем, что в прямоточной задвижке, содержащей полый корпус с соосно расположенными присоединительными патрубками и расточками внутри, в которых размещены снабженные уплотнениями подпружиненные седла, имеющие проходные отверстия, совпадающие с отверстиями присоединительных патрубков, размещенный в корпусе между седлами плоский шибер, установленный с возможностью поворота вокруг центральной оси и имеющий проходное отверстие и сплошной участок для перекрытия проходных отверстий седел, и привод поворота шибера, кинематически связанный с его периферийной частью, корпус выполнен в виде цельной отливки, со стороны расположения привода поворота шибера снабженной овальным окном, кромка которого имеет внутреннюю седловую поверхность, при этом окно закрыто съемной крышкой, имеющей ответную седловую поверхность и прижатой этой седловой поверхностью к внутренней седловой поверхности корпуса посредством траверсы, своей средней частью связанной с крышкой посредством винта, а концами опирающейся снаружи на корпус. Кроме того, шибер задвижки выполнен в виде фигурной пластины, имеющей по одну сторону от оси поворота расширенную часть, на которой расположены упомянутые проходное отверстие шибера и сплошной участок для перекрытия проходных отверстий седел, а по другую сторону хвостовик, снабженный вилкой, концы которой снабжены прорезями, при этом привод поворота шибера выполнен в виде расположенного в плоскости шибера и снабженного приводной рукояткой ходового винта с зафиксированной от поворота гайкой, имеющей по бокам пальцы, входящие в прорези вилки хвостовика с возможностью продольного перемещения. В предпочтительном варианте исполнения задвижки в целях повышения жесткости корпуса седловая поверхность кромки окна корпуса выполнена в виде треугольной канавки, а ответная седловая поверхность крышки - в виде треугольного выступа, при этом треугольный выступ крышки входит в треугольную канавку корпуса с натягом. Для лучшей герметизации корпуса между крышкой и корпусом по периметру окна образована замкнутая полость, в которой размещен уплотнитель. Для фиксации гайки ходового винта от поворота крышка окна корпуса с внутренней стороны имеет направляющий паз, а гайка со стороны, обращенной к крышке, имеет выступ, входящий в этот направляющий паз.

Указанные особенности выполнения корпуса и шибера позволяют исключить из конструкции задвижки массивные фланцы для соединения частей корпуса и крепежные болты с гайками, а также уменьшить габариты задвижки в поперечном и вертикальном направлениях, т. е. улучшить массо-габаритные показатели задвижки, в особенности при выполнении ее на высокое внутреннее давление.

На фиг. 1 представлена предлагаемая задвижка, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, поперечный разрез; на фиг. 3 - то же, вид сверху; на фиг. 4 - узел I, на фиг. 1, на фиг. 5 - вид А на фиг. 3.

Задвижка включает выполненный в виде цельной отливки полый корпус 1 с соосно расположенными присоединительными патрубками 2 и 3 и расточками внутри, в которых размещены снабженные уплотнениями подпружиненные седла 4 и 5 с проходными отверстиями, совпадающими с отверстиями присоединительных патрубков. Внутри корпуса 1 между седлами 4 и 5 размещен плоский шибер 6, установленный с возможностью поворота вокруг центральной оси 7. Шибер 6 выполнен в виде фигурной пластины, имеющей по одну сторону от оси поворота 7 расширенную часть (фиг. 2), на которой расположены проходное отверстие 8 шибера и сплошной участок 9 для перекрытия проходных отверстий седел 4 и 5, а по другую сторону - хвостовик, снабженный вилкой 10, концы которой имеют прорези 11 и 12. С периферийной частью шибера вилкой 10 кинематически связан привод поворота шибера, выполненный в виде расположенного в плоскости шибера 6 и снабженного приводной рукояткой 13 ходового винта 14 с зафиксированной от поворота гайкой 15, имеющей по бокам пальцы 16 и 17, входящие соответственно в прорези 11 и 12 вилки 10 хвостовика с возможностью продольного перемещения. Со стороны расположения привода поворота шибера корпус 1 имеет овальное окно 18 (фиг. 3), кромка которого имеет внутреннюю седловую поверхность 19, при этом окно 18 закрыто съемной крышкой 20, имеющей ответную седловую поверхность 21, которой она прижата к упомянутой внутренней седловой поверхности корпуса 1. Для этого крышка 20 снабжена траверсой 22, которая своей средней частью связана с ней посредством винта 23, а концами опирается снаружи на корпус 1 (фиг. 3).

В предпочтительном варианте исполнения задвижки, представленном на чертеже, седловая поверхность 19 кромки окна корпуса выполнена в виде треугольной канавки, а ответная седловая поверхность 21 крышки - в виде треугольного выступа, при этом для повышения жесткости корпуса и плотности соединения с ним крышки треугольный выступ последней входит в треугольную канавку корпуса с натягом, первоначально обеспечиваемым затяжкой винта 23 крышки 20, а в процессе работы дополнительно за счет действия на крышку давления перекачиваемой жидкости. Для лучшей герметизации корпуса задвижки между крышкой 20 и корпусом 1 по периметру окна 18 образована замкнутая полость, в которой размещен уплотнитель 24. Фиксацию гайки 15 ходового винта 14 от поворота обеспечивает выступ 25, входящий в направляющий паз 26, выполненный на крышке 20 с внутренней стороны.

На чертеже задвижка показана в закрытом положении, когда проходные отверстия седел 4 и 5 перекрыты сплошным участком 9 шибера 6 и циркуляция жидкости отсутствует.

Для открытия задвижки шибер 6 посредством приводной рукоятки 13 через ходовой винт 14 и гайку 15, связанную с хвостовиком шибера, поворачивается на оси 7 в положение, в котором его проходное отверстие 8 совпадает с проходными отверстиями седел 4 и 5 (против часовой стрелки на фиг. 2). Угол поворота шибера может определяться по счету числа оборотов приводной рукоятки 13, с помощью установленных в корпусе упоров (на чертеже не показаны) или использования других известных средств. Предварительная герметичность затвора обеспечивается за счет поджатия к шиберу 6 подпружиненных седел 4 и 5, снабженных уплотнениями, герметизирующими зазор между седлами и расточками корпуса. При действии давления перекачиваемой среды седла 4 и 5 дополнительно поджимаются к шиберу 6 за счет гидравлического усилия, равного произведению величины давления на площадь поперечного сечения седла.

Для закрытия задвижки приводная рукоятка 13, а вместе с ней и шибер 6 поворачиваются в обратном направлении.

В сравнении с прототипом предлагаемая задвижка обладает лучшими массо-габаритными показателями, т. к. благодаря выполнению корпуса неразъемным у нее отсутствуют массивные соединительные фланцы и крепежные болты, а удлиненная форма шибера позволяет дополнительно уменьшить поперечный размер корпуса. При этом с увеличением давления, на которое рассчитана задвижка, указанный эффект проявляется в большей степени, поскольку благодаря удлиненной форме шибера увеличение вертикального внутреннего размера корпуса, обусловленное требуемым в этом случае изменением соотношения плеч шибера в целях снижения усилия, необходимого для его поворота, не влечет за собой такого же увеличения внутреннего размера корпуса в поперечном направлении (как это имеет место в прототипе), а значит обеспечивается снижение зависимости габаритов и соответственно массы задвижки от величины внутреннего давления.

Источники информации
1. Авторское свидетельство ЧССР N 263988, кл. F 16 K 3/08, 1988.

2. Патент США N 4432387, кл. 137 - 329.02, 1984 (прототип).

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и предназначено для использования в различных отраслях промышленности при перекрытии перекачиваемой по трубопроводам среды. Задвижка содержит полый корпус с соосно расположенными присоединительными патрубками и расточками внутри. В расточках размещены снабженные уплотнениями подпружиненные седла с проходными отверстиями. Проходные отверстия седел совпадают с отверстиями присоединительных патрубков. В корпусе между седлами расположен плоский шибер. Шибер установлен с возможностью поворота вокруг центральной оси и имеет проходное отверстие и сплошной участок для перекрытия проходных отверстий седел. Привод поворота шибера кинематически связан с периферийной частью шибера. Корпус выполнен в виде цельной отливки с овальным окном, расположенным со стороны установки привода поворота шибера. Кромка овального окна выполнена с внутренней седловой поверхностью. Окно закрыто съемной крышкой, имеющей ответную седловую поверхность. Последняя прижата к внутренней седловой поверхности корпуса посредством траверсы. Средняя часть траверсы связана с крышкой посредством винта. Концы траверсы опираются снаружи на корпус. Изобретение позволяет улучшить массо-габаритные показатели задвижки в особенности при выполнении ее на высокое внутреннее давление. 4 з.п.ф-лы, 5 ил.

1. Задвижка, содержащая полый корпус с соосно расположенными присоединительными патрубками и расточками внутри, в которых размещены снабженные уплотнениями подпружиненные седла с проходными отверстиями, совпадающими с отверстиями присоединительных патрубков, размещенный в корпусе между седлами плоский шибер, установленный с возможностью поворота вокруг центральной оси и имеющий проходное отверстие и сплошной участок для перекрытия проходных отверстий седел, и привод поворота шибера, кинематически связанный с его периферийной частью, отличающаяся тем, что корпус выполнен в виде цельной отливки, со стороны расположения привода поворота шибера снабженной овальным окном, кромка которого имеет внутреннюю седловую поверхность, при этом окно закрыто съемной крышкой, имеющей ответную седловую поверхность, которой она прижата к внутренней седловой поверхности корпуса посредством траверсы, своей средней частью связанной с крышкой посредством винта, а концами опирающийся снаружи на корпус. 2. Задвижка по п.1, отличающаяся тем, что шибер выполнен в виде фигурной пластины, имеющей по одну сторону от оси поворота расширенную часть, на которой расположены упомянутые проходное отверстие шибера и сплошной участок для перекрытия проходных отверстий седел, а по другую сторону - хвостовик, снабженный вилкой, концы которой имеют прорези, при этом привод поворота шибера выполнен в виде расположенного в плоскости шибера и снабженного приводной рукояткой ходового винта с зафиксированной от поворота гайкой, имеющей по бокам пальцы, входящие в прорези вилки хвостовика с возможностью продольного перемещения. 3. Задвижка по п.1, отличающаяся тем, что седловая поверхность кромки окна корпуса выполнена в виде треугольной канавки, а ответная седловая поверхность крышки - в виде треугольного выступа, при этом треугольный выступ крышки входит в треугольную канавку корпуса с натягом. 4. Задвижка по п.1, отличающаяся тем, что между крышкой и корпусом по периметру окна образована замкнутая полость, в которой размещен уплотнитель. 5. Задвижка по п.2, отличающаяся тем, что крышка окна корпуса с внутренней стороны имеет направляющий паз, а гайка ходового винта со стороны, обращенной к крышке, имеет выступ, входящий в направляющий паз крышки.