Затвор запорной трубопроводной арматуры Российский патент 2019 года по МПК F16K47/04 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к арматуростроению и может быть использовано в технологических трубопроводах различных отраслей промышленности, преимущественно на высоких давлениях проводимой среды.

Известен затвор запорной трубопроводной арматуры (см. а.с. №1548570 AI F16K/12), содержащий жесткий цельный клин с т-образным пазом для соединения с выполненной на нижнем торце головки шпинделя буртом, заплечики которого взаимодействуют с заплечиками верхней поверхности т-образного паза клина.

К недостаткам известного решения относится возникновение высоких удельных давлений на уплотнительных полях клина и корпуса при эксплуатации затвора на высоких и сверхвысоких давлениях проводимой среды, что влечет за собой значительное увеличение усилия для открытия и закрытия затвора, а значит и мощности привода.

Известен также затвор запорной задвижки (см RU 2075679 C1 F16K 3/14) прототип, содержащий сдвоенный несущий диски клин, через пружину - управляемый шпинделем, конический наконечник которого при опускании воздействует через подпружиненные относительно дисков перепускные элементы, на шарики, перекрывающие отверстия в дисках, выполняющие роль байпаса.

К недостаткам данного устройства следует отнести также невозможность работы затвора на высоких давлениях проводимой среды из-за малого усилия тарельчатой пружины воздействующей на перепускные элементы, открывающие при поднятии наконечника шпинделя байпасный канал.

Технической задачей решаемой настоящим изобретением является снижение мощности привода при работе затвора на высоких и сверхвысоких давлениях проводимой среды.

Поставленная задача достигается тем, что затвор запорной трубопроводной арматуры содержащий управляемый через упругий элемент шпинделем, запорный орган, разделяющий проходной канал корпуса на полости входного и выходного патрубков, а наконечник шпинделя взаимодействует с клапаном перекрывающим байпасный канал в запорном органе при этом клапан закреплен на наконечнике шпинделя подвижно вращательно и взаимодействует при закрывании затвора с торцом вертикальной части байпасного канала, а между заплечиками бурта шпинделя и заплечиками верхней поверхности т-образного паза запорного органа выполнен зазор равный высоте подъема клапана.

На фиг. 1 показан разрез затвора запорной трубопроводной арматуры в закрытом положении; на фиг. 2 - вид Б на фиг. 1.

Затвор запорной трубопроводной арматуры состоит из клина (шибера) 1 с поперечным байпасным каналом 2 вертикальная часть 3 которого перекрывается клапаном 4 подвижно вращательно соединенным с наконечником 5 шпинделя 6. Под буртом 7 шпинделя 6 установлен упругий элемент 8, например тарельчатая пружина, через кольцо 9 взаимодействующая с верхним торцом 10 клина (шибера) 1.

Наконечник 5 имеет двухсторонние лыски 11, помещенные в т-образный паз 12 клина (шибера)1, между нижними заплечиками 13 лысок 11 и нижним торцом 14 т-образного паза 12 выполнен зазор А равный высоте подъема клапана 4.

В закрытом положении клин 1 взаимодействует с уплотнительным полем 15 входного патрубка 16 корпуса 17, и уплотнительным полем 18 выходного патрубка 19.

Затвор запорной трубопроводной арматуры работает следующим образом.

Открытие затвора.

При подъеме шпинделя 6 вверх, упругий элемент (тарельчатая пружина) 8 разжимается помогая шпинделю 6, наконечник 5 которого поднимает клапан 4 на величину А до упора заплечиков 13 в торцы 14 т-образного паза 12 клина 1. Клапан 4 открыл байпасный канал 2 по которому проходит проводимая среда и происходит уменьшение перепада давления между патрубками 16 и 19 корпуса 17. В результате этого удельное давление на уплотнительных полях 15 и 18 корпуса 17 и клина 1 снижается, так как сила прижатия клина 1 к уплотнительным полям 18 от действия проводимой среды резко снижается, а значит и усилие и мощность привода для подъема клина 1 прилагаемая к шпинделю 6 значительно снижается, особенно при работе затвора на высоких и сверхвысоких давлениях проводимой среды.

Затвор открыт.

Закрытие затвора.

Под действием шпинделя 6 клин 1 по направляющим (на фиг. не показано) опускается до соприкосновения с уплотнительными полями 15 и 18 корпуса 17, при этом байпасный канал 2, открыт клапан 4 находится в верхнем положении, так как сумма силы трения клина 1 о направляющие корпуса 17 и силы прижимающий клин 1 к уплотнительным полям 15 и 18 меньше силы предварительного сжатия упругого элемента 8.

Затем сжимается упругий элемент 8 и клапан 4 перекрывает вертикальную часть 3 байпасного канала 2 и герметизирует клин 1 относительно уплотнительных полей 15 и 18 корпуса 17.

Затвор закрыт.

Таким образом, благодаря тому, что байпасный канал, соединяющий входной и выходной патрубки корпуса выполнен с вертикальной частью, торец которой взаимодействует при закрытии затвора с клапаном подвижно-вращательно закрепленным на наконечнике шпинделя, подъем которого открывает свободный проход проводимой среды с одного патрубка в другой, происходит выравнивание давлений в обоих патрубках корпуса, такое действие снижает давление проводимой среды на запорный орган -чем и обеспечивается значительное уменьшение мощности привода, особенно для трубопроводной арматуры, работающей на высоких и сверхвысоких давлениях.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к арматуростроению, и может быть использовано в технологических трубопроводах различных отраслей промышленности, преимущественно на высоких давлениях проводимой среды. Затвор запорной трубопроводной арматуры содержит управляемый через упругий элемент шпинделем запорный орган, разделяющий проходной канал корпуса на полости входного и выходного патрубков, а наконечник шпинделя взаимодействует с клапаном, перекрывающим байпасный канал в запорном органе, при этом клапан закреплен на наконечнике шпинделя подвижно вращательно и взаимодействует при закрывании затвора с торцом вертикальной части байпасного канала, а между заплечиками бурта шпинделя и заплечиками верхней поверхности т-образного паза запорного органа выполнен зазор, равный высоте подъема клапана. Изобретение позволяет снизить мощность привода при работе затвора на высоких и сверхвысоких давлениях проводимой среды. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Затвор запорной трубопроводной арматуры, содержащий управляемый через упругий элемент шпинделем запорный орган, разделяющий проходной канал корпуса на полости входного и выходного патрубков, а наконечник шпинделя взаимодействует с клапаном, перекрывающим байпасный канал в запорном органе, отличающийся тем, что клапан закреплен на наконечнике шпинделя подвижно вращательно и взаимодействует при закрывании затвора с торцом вертикальной части байпасного канала.

2. Затвор запорной трубопроводной арматуры по п. 1, отличающийся тем, что между заплечиками бурта шпинделя и заплечиками верхней поверхности т-образного паза запорного органа выполнен зазор, равный высоте подъема клапана.