ЗАДВИЖКА Российский патент 2009 года по МПК E03C1/00 

Изобретение относится к сельскохозяйственному и коммунальному водоснабжению и может быть использовано в трубопроводной арматуре.

Известна водопроводная задвижка, содержащая корпус с наклонно установленным в нем цилиндрическим запорным органом [1].

Недостаток данной конструкции связан с наличием больших нагрузок в опорах задвижки, что сопровождается необходимостью использования механизмов большой мощности для перемещения запорного органа и ускоренным износом антифрикционного материала в ее опорах.

Эти недостатки частично исключает водопроводная задвижка [2], запорный орган которой выполнен гидравлически уравновешенным, не передающим на опоры задвижки действующей на запорный орган гидростатической нагрузки, цилиндрический запорный орган задвижки снабжается по торцам верхним и нижним кольцевыми дисками с уплотнениями, а со стороны напорной полости - перфорированным струенаправляющим козырьком, выполненным в виде полуцилиндра, закрепленного на внешних кромках кольцевых дисков.

Недостаток данного технического решения связан с наличием постоянно контактирующих уплотнений с корпусом задвижки, что приводит к их преждевременному износу; перфорированный струенаправляющий козырек в виде полуцилиндра увеличивает количество составляющих элементов запорного органа, усложняет тем самым изготовление конструкции и приводит к асимметрии запорного органа; значительная площадь соприкосновения основания запорного органа с опорами задвижки препятствует уравниванию площадей воздействия компенсирующих давлений отсекаемой среды; наличие направляющих канавок в стенках задвижки ослабляет конструкцию; округлое сечение наклонно установленного запирающего органа, равное номинальному диаметру задвижки, приводит к сужению потока среды и вызывает дополнительное местное сопротивление.

Задача изобретения - повышение надежности, производительности и экономичности за счет усовершенствования конструкции запорного органа.

Поставленная задача решается следующим образом. В задвижке, содержащей корпус с наклонно установленным в нем запорным органом, снабженным по торцам верхним и нижним дисками с центральными отверстиями и уплотнителями, которые выполнены с возможностью соприкасаться с корпусом задвижки лишь в момент ее полного закрытия и не вступают в контакт с внутренней поверхностью корпуса задвижки во время движения запорного органа и в положении "открыто", запорный орган выполнен в форме эллипса в поперечном сечении, верхний и нижний диски имеют форму эллипса и между ними и запорным органом установлены возвратные пружины, шпиндель взаимодействует на запорный орган вдоль его оси посредством резьбового соединения в верхнем торцевом диске запорного органа, на боковой поверхности которого выполнены струенаправляющие канавки, корпус задвижки по оси запорного органа имеет в поперечном сечении эллипсовидную форму и в нем выполнено опорное седло, расположенное относительно горизонтальной оси корпуса под углом, равным углу наклона запорного органа, опорное седло выполнено в виде расположенной в нижней половине горизонтальной части корпуса задвижки внешней треугольной гофры, плавно переходящей в верхней половине горизонтальной части корпуса во внутренний треугольный выступ, причем в опорном седле опорная для запорного органа площадка расположена относительно его оси симметрии под углом больше 90° на величину, определяемую из условия максимально допустимой площади соприкосновения седла с основанием запорного органа, уплотнители выполнены из эластичного материала.

На фиг.1 изображена задвижка, общий вид в разрезе; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - узел В на фиг.1.

Задвижка содержит корпус 1, который в поперечном сечении имеет эллипсовидную форму (см. фиг.2). В корпусе 1 установлен наклонно запорный орган 2, который выполнен в виде эллипса в поперечном сечении. По осевой запорного органа 2 установлен шпиндель 3, а на боковой поверхности выполнены поперечные струенаправляющие канавки 4 для оптимального распределения давления среды. Запорный орган 2 снабжен по торцам верхним 5 и нижним 6 дисками, которые имеют форму эллипса и между ними и запорным органом установлены уплотнители 7 и 8 и возвратные пружины 9. В дисках 5 и 6 выполнены отверстия 10 для эффективной компенсации давлений. В корпусе 1 в основании его наклонно установленной части выполнено опорное седло в виде треугольной гофры 11 и выступа 12, при этом угол гофры и выступа седла больше 90° на величину, определяемую из условия максимально допустимой площади соприкосновения седла с основанием запорного органа 2. Опорное седло 11, 12 выполнено с расположением относительно горизонтальной оси корпуса под углом, равным углу наклона запорного органа 2. Уплотнители 7 и 8 выполнены из эластичного материала.

Задвижка работает следующим образом.

При частичном открытии запорного органа поток формируется обтекаемой эллиптической формой запорного органа 2 и струенаправляющими канавками на поверхности запорного органа 4, улучшающими гидравлику проточного тракта при течении потока из напорной полости задвижки (давление Р₂) в безнапорную (давление P₁). Задвижка работает как гидравлически уравновешенная система - гидростатические нагрузки от давления Р₂, действующие на диски 5 и 6, равны, направлены в противоположные стороны и взаимно уравновешиваются через отверстия 10 запорного органа. Давление P₁ равномерно распределяется за счет струенаправляющих канавок 4 на поверхности запорного органа между кольцевыми уплотнениями 7 и 8, которые взаимодействуют с внутренней поверхностью корпуса задвижки 1 лишь при полном закрытии в момент, когда запорный орган 2 по обеим сторонам сжимают диски 5 и 6. Возврат уплотнений в исходное положение обеспечивают пружины 9. При вращении шпинделя 3 прокручивание запорного органа вокруг своей оси исключается его овальной формой в поперечном сечении. Минимальная площадь соприкосновения опорного седла 11, 12 задвижки с запорным органом уменьшает вероятность прикипания их друг к другу в результате долговременного бездействия и воздействия агрессивных сред, а также значительно уменьшает разницу площадей воздействия компенсирующих давлений.

Основной экономический эффект предлагаемого устройства связан с 5-10-кратным уменьшением мощности привода и расхода цветных металлов, увеличением на порядок ресурса опор задвижки, упрощением технического обслуживания.

Источники информации

1. Патент ФРГ №1425666, кл. 47 1/14, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР №859562, кл. Е03С 1/04, 1981.

Изобретение относится к области водоснабжения. Задвижка содержит корпус с наклонно установленным в нем запорным органом, снабженным по торцам верхним и нижним дисками с центральными отверстиями и уплотнителями. При этом запорный орган выполнен в виде эллипса в поперечном сечении. На боковой поверхности запорного органа выполнены поперечные струенаправляющие канавки. Верхний и нижний диски имеют форму эллипса. Корпус задвижки выполнен эллипсовидной формы в поперечном сечении, и в его горизонтально расположенной части выполнено опорное седло, расположенное под углом, равным углу наклона запорного органа. Причем в опорном седле опорная площадка для запорного органа расположена относительно его оси симметрии под углом больше 90° на величину, определяемую из условия с максимально допустимой площадью соприкосновения его с основанием запорного органа. Технический результат заключается в повышении надежности, производительности и экономичности. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Задвижка, содержащая корпус с наклонно установленным в нем запорным органом, снабженным по торцам верхним и нижним дисками с центральными отверстиями и уплотнителями, отличающаяся тем, что запорный орган выполнен в виде эллипса в поперечном сечении, на боковой поверхности запорного органа выполнены поперечные струенаправляющие канавки, верхний и нижний диски имеют форму эллипса, корпус задвижки выполнен эллипсовидной формы в поперечном сечении и в его горизонтально расположенной части выполнено опорное седло, расположенное под углом, равным углу наклона запорного органа, причем в опорном седле опорная площадка для запорного органа расположена относительно его оси симметрии под углом больше 90° на величину, определяемую из условия с максимально допустимой площадью соприкосновения его с основанием запорного органа.2. Задвижка по п.1, отличающаяся тем, что опорное седло выполнено в виде расположенной в нижней половине горизонтальной части корпуса внешней треугольной гофры, плавно переходящей в верхней половине горизонтальной части корпуса во внутренний треугольный выступ.3. Задвижка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что запорный орган снабжен возвратными пружинами, установленными между ним и дисками, а уплотнители выполнены из эластичного материала.