ЗАДВИЖКА Российский патент 2005 года по МПК F16K3/18 

Изобретение относится к оборудованию резервуаров для хранения нефти и нефтепродуктов, а также для трубопроводных систем перекачки различных жидкостей и газов. Задвижки относятся к запорным устройствам, в которых переход перекрывается поступательным перемещением запорного органа (затвора) в направлении, перпендикулярном движению потока транспортируемой среды. Задвижки применяются для перекрытия потоков газообразных или жидких сред в трубопроводах различных давлений.

Известны задвижки, изготовленные Благовещенским арматурным заводом и другими заводами СНГ. Эти задвижки с электроприводом представляют собой укрепленную на валу затворную часть в виде клина [ОАО "Благовещенский арматурный завод", Каталог "Трубопроводная арматура", 2002 г., стр.15].

Недостаток этих задвижек в том, что их затворная часть состоит из единой детали клинового исполнения. При закрывании задвижки происходит износ контактирующих поверхностей и может случиться заклинивание затвора. При работе может возникнуть аварийная ситуация из-за отрыва затвора от вала.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому решению является задвижка, в корпусе которой выполнены затворные отверстия, расположенные по одной оси [Патент ДЕ №261942А, кл. F 16 K 3/02, приор. 03.07.1913]. Задвижка имеет два привода и на валу каждого из них закреплен затвор. Верхний привод опускает затвор, выполненный из двух частей - шиберов, и раздвигает эти шиберы. Нижний привод только раздвигает шиберы.

Каждый из шиберов в своей центральной части соединен с двумя приводами посредством серег, закрепленных с обеих сторон (на валу привода и на шибере) на осях. На каждом приводе имеется пара серег, причем одна серьга соединена через ось с одним шибером, а другая - с другим шибером.

Серьги каждого привода закреплены на шиберах не точно по оси затворных отверстий, а несколько выше или ниже. Шиберы синхронно раздвигаются от любого из приводов с помощью только одной пары серег и поэтому в процессе раздвижения эти шиберы располагаются непараллельно. Вследствие этого может произойти преждевременное раскрытие шиберов с верхней или нижней стороны, что приведет к заклиниванию задвижки. Параллельное положение шиберы могут и не принять в закрытом состоянии задвижки. Такие задвижки ненадежны в работе. Кроме того, задвижки, в которых шиберы соединены с приводами через серьги, закрепленные на осях, недолговечны, поскольку на эти оси действуют нагрузки на срез и смятие.

Сила среза Р_ср и сила смятия Р_cм определяются по известным формулам

где d - диаметр оси, см;

l - длина оси, см;

[τ_ср] - допустимое значение среза, кг/см²;

[σ_см] - допустимое напряжение при смятии, кг/см².

Из формул видно, что силы, действующие на оси, прямопропорциональны диаметру оси, на которой закреплена серьга, и чем больше напор в трубопроводе, действующий на задвижку (на шиберы), тем больше должен быть диаметр оси. В результате увеличиваются габариты задвижки и возрастает ее вес. Эти задвижки могут применяться только при низком давлении (1-5 атм) в трубопроводе и ограничены числом типоразмеров.

Учитывая вышеизложенное, можно сделать вывод, что известные задвижки имеют следующие недостатки: они ненадежны в работе, недолговечны и могут применяться только при низком давлении в трубопроводе.

Задачей изобретения является повышение надежности работы задвижки, увеличение ее долговечности и возможность ее применения в трубопроводах со средним и высоким давлением.

Технический результат, который может быть получен при использовании изобретения, заключается в повышении износостойкости контактирующих поверхностей затвора и торцов проходных отверстий патрубков и предотвращении заклинивания.

Поставленная задача решается тем, что в задвижке, содержащей корпус с затворными отверстиями, расположенными по одной оси, затвор, закрепленный на валу основного привода и выполненный из двух параллельно расположенных шиберов, и дополнительный привод, расположенный по оси вала основного привода для синхронного перемещения шиберов к затворным отверстиям, дополнительный привод состоит из клина с установленными в нем устройством сближения и удаления шиберов, винта и полумуфт для перемещения клина, причем основной привод расположен с возможностью перемещения затвора соосно валу со сближенными шиберами без их соприкосновения с торцами затворных отверстий, а дополнительный привод - с возможностью последующего перемещения шиберов вдоль оси затворных отверстий и поджатия их к торцам затворных отверстий без трения.

На фиг.1 представлена задвижка; на фиг.2 - задвижка, дополнительный привод которой имеет иную конструкцию, чем на фиг.1; на фиг.3 - разрез по кулачку задвижки.

Задвижка содержит корпус 1 литого или сварного исполнения камерного типа. В корпусе 1 имеются патрубки 2 (левый) и 3 (правый) с затворными отверстиями проходного сечения для присоединения задвижки к трубопроводу. Патрубки 2 и 3 и отверстия в них расположены на одной оси. Торцы 4 и 5 патрубков 2 и 3 параллельны друг другу и перпендикулярны оси затворных отверстий патрубков 2 и 3.

Затвор задвижки выполнен раздвижным и состоит, например, из двух шиберов 6 и 7. Задвижка открыта при поднятых сближенных шиберах 6 и 7. Из исходного положения шиберы 6 и 7 опускаются вдоль оси, перпендикулярной оси затворных отверстий к этим отверстиям патрубков 2 и 3 с помощью вала 8 и основного привода 9, расположенного на этом валу 8.

Шиберы 6 и 7 закреплены на валу 8. Этот вал 8 может быть выполнен сплошным (фиг.1) или полым (фиг.2).

Для удаления шиберов друг от друга или сближения их друг с другом вдоль оси затворных отверстий имеется дополнительный привод, расположенный по оси вала 8 и состоящий из клина 16 с установленным на нем устройством сближения или удаления 17 шиберов 6 и 7, винта 18 с кулачковой полумуфтой 19, на которую воздействует полумуфта 20 от привода 21 (фиг.1)

Удаленные друг от друга шиберы 6 и 7 сближаются с последующим открыванием задвижки с помощью привода 9.

Дополнительный привод может быть выполнен в другом варианте. На фиг.2 представлена задвижка, дополнительный привод которой состоит из вала 10 с установленным на нем механизмом поворота 11 с фиксатором положения 12 и двойным кулачком 13, воздействующим при повороте на шиберы 6 и 7 одновременно, а при возврате в исходное положение с помощью пальцев 14 и 15, установленных, соответственно, на шиберах 6 и 7.

Сближенные шиберы 6 и 7 позволяют поднимать затвор и открывать задвижку с помощью вала 8 и привода 9.

Привод затвора и дополнительные приводы могут быть ручные, электрические, пневматические и гидравлические. Задвижка может перекрывать потоки низкого, среднего и высокого давления.

Задвижка работает следующим образом. Задвижка находится в исходном положении, когда шиберы 6 и 7 подняты с помощью привода 9 и сведены друг к другу (взаимно прижаты) с помощью дополнительного привода.

Дополнительный привод задвижки может быть представлен в клиновом исполнении (фиг.1).

Закрывают задвижку с помощью основного привода 9, опуская затвор, закрепленный на валу 8, состоящий из шиберов 6 и 7, затем опущенные шиберы 6 и 7 синхронно раздвигают с помощью устройства удаления 17, винта 18 для перемещения клина 16 и привода перемещения клина, состоящего из полумуфты 19, винта 18 и полумуфты 20, установленных на валу привода 21, до момента прижатия шиберов 6 и 7 к торцам 4 и 5 затворных отверстий патрубков 2 и 3. Таким образом перекрывается движение потока жидкости или газа в трубопроводе.

Открывают задвижку, сначала синхронно сближая шиберы 6 и 7 до их взаимного прижатия, с помощью дополнительного привода, а затем перемещают затвор, состоящий из шиберов 6 и 7 в направлении, перпендикулярном оси затворных отверстий патрубков 2 и 3 с помощью привода 9.

Дополнительный привод задвижки может быть выполнен в виде, представленном на фиг.2.

Работа такой задвижки отличается тем, что когда ее закрывают с помощью основного привода 9, опускают затвор, закрепленный до упора с механизмом поворота 11 дополнительного привода. Затем, расфиксировав дополнительный привод с помощью фиксирующего устройства 12, поворачивают вал 10 с двойными кулачками 13, перемещают синхронно шиберы 6 и 7 (раздвигают их) до соприкосновения их с торцами 4 и 5 затворных отверстий патрубков 2 и 3 до необходимой герметичности и фиксируют положение кулачков 13 с помощью фиксирующего устройства 12.

Открывают задвижку в обратной последовательности, не допуская трения торцов 4 и 5 с шиберами 6 и 7, сначала сближая последние до их взаимного прижатия, а затем приводом 9 поднимают затвор, открывая затворные отверстия патрубков 2 и 3.

Предлагаемые конструкции задвижек позволяют обеспечить максимальную степень герметизации затворных отверстий, т.к. не происходит изнашивания торцевых поверхностей патрубков и поверхностей шиберов, соприкасающихся с ними, вследствие того, что закрывают задвижку, проводя последовательно две операции - сначала опускают затвор без соприкосновения с торцами патрубков, а затем осуществляют контакт шиберов с торцами, прижимая их без силы трения.

В существующих задвижках процесс опускания затвора и прижатия его к затворным отверстиям происходит одновременно, преодолевая силу трения.

Таким образом, при использовании предлагаемого изобретения не возникнет заклинивания затвора, что позволит с высоким качеством перекрывать потоки низкого, среднего и высокого давления, обеспечивать долговечность, надежность и безаварийную работу задвижек.

Изобретение относится к оборудованию резервуаров для хранения нефти и нефтепродуктов, а также для трубопроводных систем перекачки различных жидкостей и газов, и предназначено для перекрытия потоков газообразных или жидкостных сред в трубопроводах различных давлений. Задвижка содержит корпус с затворными отверстиями. Эти отверстия расположены по одной оси. Затвор закреплен на валу основного привода и выполнен из двух параллельно расположенных шиберов. Дополнительный привод расположен по оси вала основного привода для синхронного перемещения шиберов к затворным отверстиям. Дополнительный привод состоит из клина с установленными в нем устройством сближения и удаления шиберов, винта и полумуфт для перемещения клина. Основной привод расположен с возможностью перемещения затвора соосно валу со сближенными шиберами без их соприкосновения с торцами затворных отверстий. Дополнительный привод расположен с возможностью последующего перемещения шиберов вдоль оси затворных отверстий и поджатия их к торцам затворных отверстий без трения. Изобретение направлено на повышение надежности работы задвижки и увеличение ее долговечности за счет повышения износостойкости контактирующих поверхностей затвора и торцов затворных отверстий. 3 ил.

Задвижка, содержащая корпус с затворными отверстиями, расположенными по одной оси, затвор, закрепленный на валу основного привода и выполненный из двух параллельно расположенных шиберов, и дополнительный привод, расположенный по оси вала основного привода для синхронного перемещения шиберов к затворным отверстиям, отличающаяся тем, что дополнительный привод состоит из клина с установленными в нем устройством сближения и удаления шиберов, винта и полумуфт для перемещения клина, причем основной привод расположен с возможностью перемещения затвора соосно с валом со сближенными шиберами без их соприкосновения с торцами затворных отверстий, а дополнительный привод - с возможностью последующего перемещения шиберов вдоль оси затворных отверстий и поджатия их к торцам затворных отверстий без трения.