Клиновая задвижка Российский патент 2024 года по МПК F16K1/02 F16K1/38 F16K27/02 

Предлагаемое изобретение относится к арматуростроению, в частности к задвижкам, применяемым в промышленной трубопроводной арматуре, и предназначено для перекрытия трубопроводов.

Известна задвижка с клиновым затвором, содержащая корпус, затвор со сферическими взаимно контактирующими частями, взаимодействующий с головкой шпинделя, и ограничитель взаимного перемещения частей затвора, расположенный в плоскости, перпендикулярной оси прохода задвижки, отличающаяся тем, что одна из частей затвора выполнена в виде клина со сферическим гнездом и взаимодействует с головкой шпинделя, а вторая часть - в виде сферического вкладыша с радиусом сферы, меньшим радиуса контактирующей с ней сферы, размещена в гнезде клина, при этом ограничитель взаимного перемещения частей затвора выполнен в виде двух осей, соосно расположенных между собой, причем один конец каждой из осей закреплен в отверстии клина, а другой расположен в отверстии вкладыша с радиальным и осевым зазорами [Патент РФ №2264573, МПК F1K 3/12, опубл. 20.11.2005, БИ №32].

Недостатком данной задвижки является возникновение кавитации.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является клиновая задвижка, содержащая корпус, снабженный центральным и сквозным отверстиями, фланцы, установленные в корпусе седла, и взаимодействующий с седлами клин, соединенный с выдвижным шпинделем, расположенным в центральном отверстии корпуса и установленным с возможностью перемещения в корпусе, крышку, в которой расположена и сальниковая камера с установленным в ней сальниковым уплотнением, и привод, установленный на свободном конце шпинделя, внутренняя поверхность концов корпуса и наружная поверхность фланцев снабжены резьбой, при помощи которой они соединены между собой, при этом концы фланцев снабжены шейками, а корпус снабжен проточками, кроме того в канавках, образованных шейками фланцев и проточками корпуса, установлены кольца из терморасширенного графита, снабженные металлическими кольцами, имеющими Г-образный профиль [Патент РФ №2290557, МПК F16K 3/12, F16K 27/04 опубл. 27.12.2006, БИ №36].

Недостатком данной клиновой задвижки является возникновение кавитации.

Техническим результатом данного изобретения является создание клиновой задвижки, предотвращающей возникновение кавитации.

Технический результат достигается тем, что предлагается клиновая задвижка, содержащая корпус, снабженный центральным и сквозным отверстиями, фланцы, установленные в корпусе седла, и взаимодействующий с седлами клиновый затвор, соединенный с выдвижным шпинделем, расположенным в центральном отверстии корпуса и установленным с возможностью перемещения в корпусе, крышку, в которой расположено сальниковое уплотнение, и привод, установленный на свободном конце шпинделя, внутренняя поверхность концов корпуса и наружная поверхность фланцев снабжены резьбой, при помощи которой они соединены между собой.

Отличительными конструктивными особенностями предлагаемого изобретения является то, что в нижней части корпуса, под центральным отверстием, выполнена полость прямоугольного сечения, верхняя и нижняя поверхности клинового затвора имеют прямоугольную форму и расположены в параллельных плоскостях, причем верхняя поверхность имеет меньший размер, чем нижняя, причем шпиндель присоединен к верхней поверхности клинового затвора, на которой по обе стороны шпинделя, установлены наклонные стержни, а к нижней прикреплено уплотнение, контактирующее боковыми сторонами со стенками полости, а центральное отверстие имеет прямоугольное сечение, а в нижней части шпинделя выполнены чередующиеся по высоте кольцевые канавки и выступы. На фиг. 1 изображена схема клиновой задвижки.

Клиновая задвижка содержит корпус 1, снабженный центральным 2 и сквозным 3 отверстиями, фланцы 4 и 5, установленные в корпусе седла 6 и 7, и взаимодействующий с седлами клиновый затвор 8, соединенный с выдвижным шпинделем 9, расположенным в центральном отверстии 2 корпуса 1 и установленным с возможностью перемещения в корпусе 1, крышку 10, в которой расположено сальниковое уплотнение 11, и привод 12, установленный на свободном конце шпинделя 9, внутренняя поверхность концов корпуса 1 и наружная поверхность фланцев 4 и 5 снабжены резьбой, при помощи которой они соединены между собой. В нижней части корпуса 1, под центральным отверстием 2, выполнена полость 13 прямоугольного сечения, верхняя и нижняя поверхности клинового затвора 8 имеют прямоугольную форму и расположены в параллельных плоскостях, причем верхняя поверхность имеет меньший размер, чем нижняя, шпиндель 9 присоединен к верхней поверхности клинового затвора 8, на которой, по обе стороны шпинделя, установлены наклонные стержни 14, а к нижней прикреплено уплотнение 15, контактирующее боковыми сторонами со стенками полости 13.

Центральное отверстие 2 имеет прямоугольное сечение. В нижней части шпинделя 9, выполнены чередующиеся по высоте кольцевые канавки 16 и выступы 17.

Клиновая задвижка работает следующим образом.

В полностью закрытом положении клиновый затвор 8 находится в крайнем верхнем положении и контактирует с поверхностями седел 6 и 7. Сквозное отверстие 3 перекрыто.

В полностью открытом положении клиновый затвор 8 находится в крайнем нижнем положении - в нижней части корпуса 1, под центральным отверстием 2, в полости 13 прямоугольного сечения. Сквозное отверстие 3 открыто, жидкость проходит через клиновую задвижку.

При открытии клиновой задвижки привод 12 перемещает шпиндель 9 с присоединенным к нему клиновым затвором 8 вниз, происходит открытие сквозного отверстия 3, по которому течет жидкость.

В начальных фазах открытия скорость жидкости максимальна, при этом наблюдается резкое падение давления, что может привести к возникновению кавитации.

С целью обеспечения плавного перепада давления и рассеивания потока на верхней поверхности клинового затвора 8, по обе стороны шпинделя, установлены наклонные стержни 14, при взаимодействии потока с последними происходит его деление на струи, что предотвращает возникновение кавитации. Выполнение стержней 14 наклонными обеспечивает их взаимодействие с потоком в начальных фазах открытия практически под прямым углом, это позволяет наиболее эффективно делить поток на струи.

Для этих же целей в нижней части шпинделя 9 выполнены чередующиеся по высоте кольцевые канавки 16 и выступы 17, при взаимодействии с которыми струи делятся на более мелкие. Чередование по высоте кольцевых канавок 16 и выступов 17 приводит к многократной смене направлений движения в потоке и является дополнительным гидравлическим сопротивлением, обеспечивающим более плавный перепад давлений.

Расположение наклонных стержней 14, по обе стороны шпинделя, обеспечивает двукратное деление потока на струи, что эффективно предотвращает возникновение кавитации.

Для предотвращения попадания жидкости в полость 13 к нижней поверхности клинового затвора 8 прикреплено уплотнение 15, контактирующее боковыми сторонами с ее стенками.

Благодаря тому, что в нижней части корпуса 1, под центральным отверстием 2, выполнена полость 13 прямоугольного сечения, обеспечивается перемещение клинового затвора 8 при открытии клиновой задвижки.

За счет того, что верхняя и нижняя поверхности клинового затвора 8 имеют прямоугольную форму и расположены в параллельных плоскостях, удается обеспечить надежное соединение клинового затвора 8 со шпинделем 8 сверху и с уплотнением 15 в нижней части.

Возможность перемещение клинового затвора 8 в открытом положении в полость 13 обеспечивается тем, что верхняя поверхность клинового затвора 8 имеет меньший размер, чем нижняя.

Выполнение центрального отверстия 2 прямоугольного сечения обеспечивает такое истечение жидкости на начальной фазе открытия, при котором она равномерно обтекает клиновый затвор 8 сверху и взаимодействует с наклонными стержнями 14, разделяясь на струи.

Предлагаемая конструкция клиновой задвижки позволяет предотвратить кавитацию.

Предлагаемое изобретение относится к арматуростроению, в частности к задвижкам, применяемым в промышленной трубопроводной арматуре, и предназначено для перекрытия трубопроводов. Клиновая задвижка, содержащая корпус, снабженный центральным и сквозным отверстиями, фланцы, установленные в корпусе седла, и взаимодействующий с седлами клиновый затвор, соединенный с выдвижным шпинделем, расположенным в центральном отверстии корпуса и установленным с возможностью перемещения в корпусе, крышку, в которой расположено сальниковое уплотнение, и привод, установленный на свободном конце шпинделя, внутренняя поверхность концов корпуса и наружная поверхность фланцев снабжены резьбой, при помощи которой они соединены между собой, в нижней части корпуса, под центральным отверстием, выполнена полость прямоугольного сечения, верхняя и нижняя поверхности клинового затвора имеют прямоугольную форму и расположены в параллельных плоскостях, причем верхняя поверхность имеет меньший размер, чем нижняя, причем шпиндель присоединен к верхней поверхности клинового затвора, на которой по обе стороны шпинделя установлены наклонные стержни, а к нижней прикреплено уплотнение, контактирующее боковыми сторонами со стенками полости. Предлагаемая конструкция клиновой задвижки позволяет предотвратить кавитацию. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Клиновая задвижка, содержащая корпус, снабженный центральным и сквозным отверстиями, фланцы, установленные в корпусе седла, и взаимодействующий с седлами клиновый затвор, соединенный с выдвижным шпинделем, расположенным в центральном отверстии корпуса и установленным с возможностью перемещения в корпусе, крышку, в которой расположено сальниковое уплотнение, и привод, установленный на свободном конце шпинделя, внутренняя поверхность концов корпуса и наружная поверхность фланцев снабжены резьбой, при помощи которой они соединены между собой, отличающаяся тем, что в нижней части корпуса, под центральным отверстием, выполнена полость прямоугольного сечения, верхняя и нижняя поверхности клинового затвора имеют прямоугольную форму и расположены в параллельных плоскостях, причем верхняя поверхность имеет меньший размер, чем нижняя, причем шпиндель присоединен к верхней поверхности клинового затвора, на которой по обе стороны шпинделя установлены наклонные стержни, а к нижней прикреплено уплотнение, контактирующее боковыми сторонами со стенками полости.

2. Клиновая задвижка по п. 1, отличающаяся тем, что центральное отверстие имеет прямоугольное сечение, а в нижней части шпинделя выполнены чередующиеся по высоте кольцевые канавки и выступы.