ЗАПОРНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЫПУЧЕГО МАТЕРИАЛА Российский патент 2002 года по МПК F16K49/00 

Изобретение относится к арматуростроению, а именно к трубопроводной арматуре для сыпучих ядерноопасных и ядовитых материалов при высоких температурах и давлении.

Известен загрузочный клапан для сыпучих материалов (авт. свид. СССР 635335, М. кл.² F 16 К 1/00, 1976), содержащий корпус с входным патрубком и седлом, выполненным из одной или нескольких металлических пластин с острыми кромками, контактирующими с конусным запорным элементом, соединенным рычажным механизмом с приводом возвратно-поступательного движения.

С помощью привода запорный элемент прижимают к седлу до получения необходимой плотности. При повышении давления за запорным элементом уплотняющее усилие на запорный элемент возрастает.

Известный клапан недостаточно надежен в работе, так как металлические контактные поверхности седла и запорного элемента в результате налипания на них материала не обеспечивают необходимую плотность при закрытии клапана. Кроме того, седло и запорный элемент недоступны для осмотра и ремонта без снятия клапана с коммуникации.

Известно запорное устройство для сыпучих материалов (авт. свид. СССР 1024631, М.кл.³ F 16 К 1/10, 1963, прототип), содержащее корпус с входным и выходным патрубками, седло, обращенное к выходному патрубку, и запорный элемент с приводным штоком, размещенные под углом к потоку материала. Приводной шток имеет чехол, уменьшающий попадание материала в шток и сальник.

Закрытие и открытие устройства осуществляют перемещением запорного элемента с помощью приводного штока. В закрытом положении запорный элемент и седло контактируют по металлическим поверхностям.

Известное устройство недостаточно надежно при эксплуатации в условиях ядерноопасных и ядовитых сыпучих материалов с высокой температурой при наличии давления в выходном патрубке, так как не обеспечивает надежное уплотнение по металлическим поверхностям седла и запорного элемента вследствие абразивного и коррозионного воздействия на них материала; шток и его сальниковое уплотнение расположены в условиях потока материала и давления, что приводит к преждевременному износу сальника; контактные поверхности запорного элемента и седла недоступны для осмотра и ремонта без его разборки; обслуживание сальника затруднено при наличии в выходном патрубке ядерноопасного или ядовитого сыпучего материала под давлением.

Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в создании запорного устройства, позволяющего повысить надежность его работы в условиях сыпучих ядерноопасных и ядовитых материалов при высокой температуре и наличии высокого давления за запорным элементом, а также улучшить условия эксплуатации устройства.

Поставленная задача решается тем, что в запорном устройстве, содержащем корпус с входным и выходным патрубками, седло, обращенное к выходному патрубку, и запорный элемент с приводным штоком, размещенные под углом к потоку материала, седло выполнено в плите, имеющей канал для теплоносителя, а приводной шток размещен со стороны входного патрубка и соединен с запорным элементом шарнирной серьгой. Кроме того, выходной патрубок снабжен люком для обслуживания устройства, а запорный элемент связан с люком шарнирной подвеской и содержит контактное уплотнительное кольцо из эластичного материала.

На фиг.1 изображено запорное устройство для сыпучего материала в разрезе; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.2.

Устройство содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками сыпучего материала. В корпусе 1 под углом к потоку сыпучего материала размещена плита 4 с каналом 5 и патрубками входа 6 и выхода 7 теплоносителя. Плита 4 имеет обращенное к выходному патрубку седло 8 с кольцевым выступом 9, на котором выполнена контактная поверхность 10. Запорный элемент 11, контактирующий с седлом, имеет проточку 12, в которой закреплено съемное контактное уплотнительное кольцо 13, выполненное из мягкого материала (резина, фторопласт и т.п.). Запорный элемент 11 соединен с приводным штоком 14 шарнирной серьгой 15. Шток 14 размещен со стороны входного патрубка 2 с возможностью возвратно-поступательного движения и уплотнен сальником 16. В результате шток 14 и сальник 16 находятся в условиях оптимальных температур и давления.

Корпус 1 со стороны выходного патрубка 3 снабжен люком 17 для обслуживания устройства: осмотра седла 8 и запорного элемента 11, замены контактного уплотнительного кольца 13, восстановления контактной поверхности 10 седла 8. Запорный элемент 11 связан с люком 17 шарнирной подвеской 18, содержащей кронштейн 19, закрепленный на запорном элементе 11 со стороны выходного патрубка, кронштейн 20, закрепленный в люке, и кольцо 21, соединяющее кронштейны 19 и 20.

Устройство работает следующим образом.

Перед подачей горячего сыпучего материала охлаждают седло 8. Для этого через патрубок 6 подают теплоноситель (воздух или воду) в канал 5 плиты 4. Затем с помощью штока 14 отводят запорный элемент 11 от седла 8 и перемещают его в положение "Открыто". При этом запорный элемент 11 повернется за счет шарнирной серьги 15 и подвески 18 и расположится в люке 17. После этого через входной патрубок 2 осуществляют подачу сыпучего материала.

Закрытие устройства осуществляют в обратном порядке. В положение "Закрыто" прижатие запорного элемента 11 к седлу 8 осуществляется через контактное уплотнительное кольцо 13. При повышении давления в выходном патрубке 3 запорный элемент 11 подвергается воздействию осевых сил, способствующих повышению уплотняющего эффекта в запорном устройстве.

Уплотнение седла 8 и запорного элемента (металл - мягкая прокладка) обеспечивает надежную герметичность устройства, не требует высокой чистоты контактных поверхностей 10 седла 8 и уплотнительного кольца 13, которое за счет охлаждения седла 8 находится в оптимальных температурных условиях.

В случае износа уплотнительного кольца 13 его замену осуществляют через люк 17 в положении запорного устройства "Открыто". Для этого запорный элемент 11 отсоединяют от шарнирной серьги 18 и оставляют его на подвеске 18. Для осмотра и ремонта седла 8 запорный элемент снимают с подвески 18 и удаляют его через люк 17.

Использование изобретения позволяет повысить надежность работы запорного устройства в условиях высокотемпературных ядерноопасных и ядовитых сыпучих материалов и улучшить условия его эксплуатации, так как выполнение седла с каналом для охлаждающей среды позволяет использовать запорный элемент с эластичным уплотнительным кольцом, контактирующим с седлом, и обеспечить более надежное закрытие выходного патрубка; размещение приводного штока со стороны входного патрубка позволяет расположить сальник штока в зоне оптимальных условий и обеспечить более надежную его работу, а также улучшить условия его эксплуатации; наличие люка позволяет обеспечить контроль за состоянием запорной пары и своевременный ремонт.

Изобретение предназначено для перекрывания потока сыпучих ядерноопасных и ядовитых материалов при высоких температурах и давлении. Запорное устройство для сыпучего материала содержит корпус с входным и выходным патрубками, седло, обращенное к выходному патрубку, запорный элемент с приводным штоком, размещенные под углом к потоку материала. Седло выполнено в плите, имеющей канал для теплоносителя. Приводной шток размещен со стороны входного патрубка и соединен с запорным элементом шарнирной серьгой. Изобретение позволяет повысить надежность работы устройства и улучшить условия его эксплуатации. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Запорное устройство для сыпучего материала, содержащее корпус с входным и выходным патрубками, седло, обращенное к выходному патрубку, и запорный элемент с приводным штоком, размещенные под углом к потоку материала, отличающееся тем, что седло выполнено в плите, имеющей канал для теплоносителя, а приводной шток размещен со стороны входного патрубка и соединен с запорным элементом шарнирной серьгой. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что выходной патрубок снабжен люком для обслуживания устройства. 3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что запорный элемент связан с люком шарнирной подвеской. 4. Устройство по пп. 1-3, отличающееся тем, что запорный элемент содержит контактное уплотнительное кольцо из эластичного материала.