ЗАПОРНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕКРЫТИЯ ТРУБОПРОВОДОВ Российский патент 2005 года по МПК F16K3/00 

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и может быть использовано для перекрытия трубопроводов различного назначения, по которым транспортируется жидкая среда или газ.

Известно запорное устройство по авторскому свидетельству СССР №1815452, F 16 К 3/00, 18.09.90, в корпусе которого размещен запорный орган в виде тора, заполненного газовой средой под давлением. Один торец корпуса выполнен в виде усеченного конуса, в котором размещен тор, в другом торце установлении приводной барабан с намотанными на него гибкими лентами, которые пропущены через центральное отверстие тора, охватывают его снаружи и закреплены на внутренней поверхности корпуса. Корпус снабжен двумя парами патрубков, расположенных противоположно друг другу.

Недостатками данного устройства являются наличие механического или электромеханического привода запорного органа и необходимость герметизации в месте выхода вала приводного барабана из корпуса.

Известно запорное устройство, №1815453 F 16 К 3/00, 18.09.90, предназначенное для перекрытия трубопроводов с жидкой средой. Сущность изобретения в следующем: в корпусе размещен запорный орган в виде тора, заполненного газовой средой под давлением. Корпус выполнен в виде двух, расположенных противоположно друг другу патрубков, имеющих форму усеченного конуса, в которых размещены конусообразные торы, через центральное отверстие которых пропущены гибкие ленты, охватывающие торы снаружи и закрепленные внутри патрубков. Между патрубками установлены взаимодействующие с лентами приводные ролики.

Недостатками данного устройства являются наличие отдельного привода и необходимость герметизации в месте выхода подвижных деталей привода.

Известно запорное устройство №2020346, F 16 К 3/00, 18.09.90, в котором в качестве запорного органа используется тор из эластичного материала, заполненный сжатой газовой средой. Сущность этого устройства заключается в следующем: на связанном с патрубком трубопроводе установлен запорный орган в виде эластичного тора, заполненного сжатой газовой средой и сообщенного с механизмом перемещения. Тор охвачен гибкими лентами. Один конец ленты закреплен неподвижно на патрубке, другой пропущен через центральное отверстие тора, охватывает тор по наружной поверхности и связан с механизмом перемещения. Патрубок имеет коническую часть, герметичную перегородку внутри этой части и четыре радиальных проходных отверстия, размещенных по два с каждой стороны от перегородки. Одни концы лент закреплены на конической части. Механизм перемещения выполнен в виде приводного вала с барабанами, на которые намотаны связанные с механизмом перемещения концы лент, и расположен в корпусе.

К недостаткам устройства относятся: сложность, обусловленная наличием отдельного ручного или электромеханического механизма перемещения, необходимость герметизации в местах выхода подвижных деталей из корпуса и расход энергии для работы приводного механизма.

В качестве прототипа взято устройство по авторскому свидетельству СССР №1815454, F 16 К 3/00, 18.09.90, сущность которого заключается в следующем: в корпусе с двумя соосно установленными патрубками размещен запорный орган в виде тора, заполненного сжатой газовой средой и сообщенного с механизмом перемещения. Корпус выполнен ступенчатым и имеет конусную часть, стоящую вершиной к патрубкам. В конической части расположен тор, охваченный лентами, одни концы которых закреплены на корпусе, другие пропущены через тор и закреплены на механизме перемещения. Механизм перемещения расположен в корпусе и выполнен в виде винта, находящегося внутри резьбового штока с гайкой. На внешней поверхности штока дополнительно установлен тор. Помимо недостатков, присущих аналогам привод прототипа громоздок и неудобен. При больших диаметрах патрубков закрытие и открытие запорного устройства превращается в утомительную работу.

Технический результат, на получение которого направлено изобретение заключается в механизации процесса работы устройства за счет энергии и давления транспортируемого продукта.

Получение результата достигается тем, что в предложенном запорном устройстве, корпус которого состоит из усеченной конической и цилиндрической частей с соосными подводной и отводной трубами, и в котором размещен запорный орган в виде тора, заполненного сжатой газовой средой, дополнительно введены патрубки, двухходовой золотник и регулируемый дроссель, при этом конус основанием повернут к подводной и отводной трубам. Патрубки соединяют входную и выходную трубы с торцами корпуса с возможностью их перекрытия двухходовым золотником, а патрубок, идущий от двухходового золотника к отводной трубе, врезан в нее и конец его повернут в направлении движения жидкости.

Соединение торцов корпуса, подводной и отводной труб патрубками с двухходовым золотником с возможностью поочередного подключения торца конической части к подводной и отводной трубам и торца цилиндрической части к подводной трубе позволяет устанавливать давление в торцах корпуса (по обе стороны запорного устройства), равное с одной стороны давлению в подводной, а с другой - отводной трубах.

Врезка патрубка в отводную трубу и его поворот в направлении движения жидкости создает потерю напора за патрубком (источник сопротивления). В результате этого давление в патрубке в сопряженном с ним торце существенно снижается, увеличивая перепад давлений в торцах корпуса. Создавая большее давление с одной или другой стороны запорного органа, его перемещают в ту или иную сторону, включая или выключая запорное устройство.

Установка регулируемого дросселя на патрубке, идущем от торца конической части корпуса, позволяет регулировать продолжительность времени срабатывания устройства.

Выполнение части корпуса в виде усеченного конуса, установленного основанием к подводной и отводной трубам, обеспечивает автоматическое перекрытие трубопровода тором при отключении давления за счет выталкивающего усилия конуса. Открытие запорного устройства произойдет автоматически при соответствующем положении золотника и достижении давлением в трубопроводе определенного значения, когда суммарное давление в торце превысит выталкивающее усилие конуса.

Таким образом, механический или электромеханический привод с отдельным электродвигателем становится не нужным. Открытие и закрытие запорного устройства производится за счет давления и энергии транспортируемой жидкости. В результате конструкция запорного устройства упрощается, снижаются энергетические затраты на его обслуживание. Облегчается обслуживание и эксплуатация устройства.

Отличием от прототипа является установка конуса основанием к подводной и отводной трубам, наличие патрубков, подводящих давление от подводной и отводной труб к торцам корпуса, включение двухходового золотника для их поочередного подключения к торцам корпуса, врезка в отводную трубу патрубка с поворотом и установка регулируемого дросселя.

В технике широко используются патрубки с золотниками в гидропневмоавтоматике и гидроприводах различного оборудования для перемещения поршней и диафрагм разного рода (Гидравлика, гидромашины и гидроприводы: Учебник для машиностроительных вузов/ Т. М. Башта, С.С.Руднев, Б.Б. Некрасов и др. - 2-е изд., перераб. - М.: Машиностроение, 1982, с.356), но при наличии отдельных гидростанций. Широко распространено использование дросселей для установления желаемой связи между пропускаемым расходом и перепадом давления до и после дросселя (там же, стр.375). В заявляемой совокупности признаков введение регулируемого дросселя позволяет контролировать продолжительность времени срабатывания запорного устройства.

Таким образом, только совокупность всех отличительных признаков, а именно: установка конуса основанием к отводной трубе, наличие патрубков, двухходового золотника, регулируемого дросселя, врезка патрубка в отводную трубу и поворот его конца в сторону движения жидкости обеспечивает создание новых свойств запорного устройства, а именно механизации процесса работы устройства за счет энергии и давления транспортируемого продукта.

Использование изобретения позволит упростить конструкцию запорного устройства, снизить себестоимость, поскольку исключаются сложные детали механизмов перемещения запорного органа, снизить расход энергии на переключение устройства и облегчить обслуживание и эксплуатацию трубопроводов.

Схема предлагаемого устройства показана на чертеже.

Корпус устройства состоит из цилиндрической 1 и конической 2 частей. В цилиндрическую часть 1 соосно врезаны подводная 3 и отводная 4 трубы. Запорный орган 5 выполнен в виде тора из эластичного материала и заполнен сжатой газовой средой. Каждый торец корпуса по обе стороны запорного органа 5, соединен с подводной 3 и отводной 4 трубами патрубками 6. Отводная труба 4 соединяется патрубком 6 только с торцом конической части 2 корпуса. Устройство снабжено двухходовым золотником 7, который открывает или перекрывает патрубки 6. В патрубок 6, идущий от конической части 2 корпуса, установлен регулируемый дроссель 8. Конец 9 патрубка 6, соединяющего двухходовой золотник 7 с отводной трубой 4, врезан в нее и конец его повернут в направлении движения жидкости.

Устройство работает следующим образом. При отсутствии в сети давления тор 5 выдвигается за счет выталкивающего усилия конической части 2 корпуса и обеспечивает автоматическое перекрытие трубопровода. При достаточном давлении жидкости в подводной трубе 4 и переключении двухходового золотника 7 в правое положение жидкость поступает в правую полость корпуса (торец цилиндрической части 1 корпуса) и выжимает тор 5 из цилиндрической части 1 корпуса, открывая запорное устройство. При этом торец от конической части 2 корпуса подключается к отводной трубе 4, предоставляя возможность для слива жидкости из левой полости корпуса (торец конической части 2 корпуса) через регулируемый дроссель 8 в отводную трубу 4. С помощью регулируемого дросселя 8 регулируют продолжительность срабатывания запорного устройства.

Запорное устройство для перекрытия трубопроводов предназначено для использования в трубопроводной арматуре. Запорное устройство имеет корпус. Последний состоит из усеченной конической и цилиндрической частей с соосными подводной и отводной трубами. В корпусе размещен запорный орган в виде заполненного сжатой средой тора. В устройство дополнительно введены патрубки, двухходовой золотник и регулируемый дроссель. Конус основанием повернут к подводной и отводной трубам. Торцы корпуса соединены патрубками с подводной и отводной трубами с возможностью перекрытия патрубков двухходовым золотником. В идущем от конической части корпуса патрубке установлен регулируемый дроссель. Идущий от двухходового золотника к отводной трубе патрубок врезан в отводную трубу и конец его повернут в направлении движения жидкости. Обеспечивается механизация процесса работы устройства за счет энергии и давления транспортируемого продукта. 1 ил.

Запорное устройство для перекрытия трубопроводов, корпус которого состоит из усеченной конической и цилиндрической частей с соосными подводной и отводной трубами, в котором размещен запорный орган в виде тора, заполненного сжатой газовой средой, отличающееся тем, что в устройство дополнительно введены патрубки, двухходовой золотник и регулируемый дроссель, при этом конус основанием повернут к подводной и отводной трубам; торцы корпуса соединены патрубками с подводной и отводной трубами с возможностью перекрытия патрубков двухходовым золотником, в патрубке, идущем от конической части корпуса, установлен регулируемый дроссель, а патрубок, идущий от двухходового золотника к отводной трубе, врезан в нее и конец его повернут в направлении движения жидкости.