ЗАПОРНО-РЕГУЛИРУЮЩАЯ ЗАДВИЖКА С МЯГКИМ ЗАТВОРОМ Российский патент 2025 года по МПК F16K13/00 F16K33/00 

Изобретение относится к области трубопроводной арматуры и может быть использовано в качестве запорно-регулирующей арматуры, в частности задвижки с затвором в форме закрытого самопересекающегося тора, для закрытия-открытия и регулирования потока жидкости на трубопроводах низкого давления.

Согласно ГОСТ 24856-2014 «Арматура трубопроводная. Термины и определения», задвижка: тип арматуры, у которой запирающий или регулирующий элемент перемещается перпендикулярно к оси потока рабочей среды. В результате анализа реестра изобретений установлено три вида затворов, применяемых на задвижках: клин, диск, лист (шибер).

Известна задвижка клиновая сварная (RU 2774560 С1, 21.06.2022), содержащая корпус, крышку, шток, на одном конце которого закреплен клин, а на противоположном - маховик. На штоке размещены сальниковый узел, стойка и подшипниковый узел. Корпус выполнен в виде тройника, к боковым ответвлениям последнего приварены переходники, на одном из концов которых приварены фланцы. К центральному ответвлению приварен соединительный фланец, на котором установлен, посредством прокладки, дополнительный соединительный фланец. К последнему приварена заглушка эллиптическая, оснащенная центральным отверстием. В центральном отверстии установлен сальник сальникового узла.

Известна двухдисковая параллельная трубопроводная задвижка (RU 2594542 С1, 20.08.2016), содержащая корпус с патрубками-щеками, выдвижной шпиндель, затворные диски, клиновой распорный элемент и крышку с сальниковым узлом, при этом нижний конец выдвижного шпинделя жестко связан с клиновым распорным элементом, боковые поверхности которого снабжены фигурными выступами, на задних поверхностях затворных дисков выполнены скосы, на скосах выполнены фигурные пазы, ответные фигурным выступам клинового распорного элемента, корпус снабжен упорами, выполненными с возможностью ограничения движения затворных дисков до их отжатия от патрубков-щек.

Известна задвижка шиберная (RU 195020 U1, 13.01.2020), в которой корпус выполнен в виде фигурного стакана, внутри на основании которого установлен упор, имеющий возможность контакта с седлом. При этом по наружной поверхности фигурного стакана, с противоположных сторон выполнены вертикальные плоскости. Кроме того, корпус оснащен с двух противоположных сторон сквозными отверстиями. Каждое из последних соосно совмещено с отверстиями фланцев. Каждый из фланцев выполнен в виде ступенчатого цилиндра по наружной поверхности, имеющего на одной торцевой поверхности диаметр, соответствующий диаметру отверстия в корпусе. При этом корпус, фланцы, крышка, бугель, колпак выполнены из стальных цилиндров, изготовленных из проката.

Перечисленные задвижки по видам при всех своих достоинствах, однако, имеют общие недостатки, которые выражаются в сложности конструкций, наличии большого числа деталей, что сказывается на трудоемкости в изготовлении. Завышенные прочностные характеристики вызывают вопросы к целесообразности при использовании задвижек на трубопроводах низкого давления.

Также известна запорно-регулирующая задвижка с мягким затвором (RU 2807832 C1, 21.11.2023), принятая за прототип, в которой имеется жесткий цилиндрический корпус и затвор, выполненный из эластичного водонепроницаемого материала в форме закрытого самопересекающегося тора, внутренняя часть которого заполнена жидкостью, движение которого происходит по жесткому цилиндрическому корпусу в плотно прижатом состоянии. При этом высота корпуса составляет не менее 2,5 высоты патрубка в месте примыкания к корпусу, для ограничения изменения формы затвора при режимах регулирования и закрытия, в зонах примыкания корпуса к патрубкам устанавливаются перфорированные ограничители, площадь перфорации которых больше или равна площади живого сечения трубопровода низкого давления.

Данный вид задвижки имеет недостаток, выраженный в необходимости выполнять раструбы в форме усеченного конуса для обеспечения равенства площади отверстий перфорации и площади живого сечения трубопровода, что несет дополнительные сложности в изготовлении задвижки. Также использование закрытого самопересекающегося тора, движение которого происходит по жесткому цилиндрическому корпусу в плотно прижатом состоянии, предполагает изготовление как тора, так и корпуса задвижки, значительно превышающих отношение к живому сечению трубопровода, что влияет на увеличение габаритов задвижки.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является создание запорно-регулирующей арматуры, характеризующейся улучшенными техническими характеристиками.

Технический результат заключается в исключении трущихся элементов, повышении надежности и уменьшении габаритных размеров задвижки.

Указанный технический результат достигается за счет использования задвижки, содержащей жесткий цилиндрический корпус, крышку, штуцер, фланцы с патрубками на входе и выходе, затвор, выполненный из эластичного водонепроницаемого материала в форме закрытого самопересекающегося тора, внутренняя часть которого заполнена жидкостью, отличающейся тем, что движение тора происходит по жесткому внутреннему цилиндру, имеющему уступ, перфорированную и глухую части, при этом внутренний цилиндр герметично совмещен с корпусом посредством перемычек, расположенных перпендикулярно потоку жидкости в трубопроводе. Расположение перфорации на внутреннем цилиндре позволяет значительно уменьшить ее высоту за счет расположения перфорации по периметру внутреннего цилиндра, что значительно повлияет на габариты задвижки в сторону уменьшения.

Задвижка (фиг. 1) содержит жесткий цилиндрический корпус 1, совмещенный с фланцем 2 через патрубок, крышку 3 с врезанным штуцером 4, расположенные на внутреннем цилиндре с глухой 7, перфорированной 8 частями и уступом 9, герметично совмещенного с корпусом 1 через перемычки 6, во внутреннем цилиндре с глухой 7, перфорированной 8 частями и уступом 9 размещен затвор в форме закрытого самопересекающегося тора.

Задвижка работает следующим образом. В герметичное пространство, образованное крышкой 3, глухой частью 7 внутреннего цилиндра и тором 5, через штуцер 4 вводится жидкость под давлением, превышающим имеющееся на входе в задвижку, при этом в объеме, необходимом для перемещения тора, путем вытеснения, на определенную величину. Тор 5, перекрывая перфорированную часть внутреннего цилиндра, уменьшает пропускную способность задвижки. При максимальном объеме поданной воды, равном разнице объемов внутреннего цилиндра (с глухой 7, перфорированной 8 частями и уступом 9) и объема тора 5, происходит полное закрытие задвижки. При обратном действии, т.е. понижении давления через штуцер 4, путем отвода объема воды из пространства, образованном крышкой 3, глухой частью 7 внутреннего цилиндра и тором 5, происходит перемещение тора 5 в сторону открывания.

Изобретение относится к области трубопроводной арматуры и может быть использовано в качестве запорно-регулирующей арматуры, для закрытия-открытия и регулирования потока жидкости в трубопроводах низкого давления. Задвижка содержит жесткий цилиндрический корпус, крышку, штуцер, фланцы с патрубками на входе и выходе, затвор, выполненный из эластичного водонепроницаемого материала в форме закрытого самопересекающегося тора, внутренняя часть которого заполнена жидкостью. Движение тора происходит по жесткому внутреннему цилиндру, имеющему уступ, перфорированную и глухую части, при этом внутренний цилиндр герметично совмещен с корпусом посредством перемычек, расположенных перпендикулярно потоку жидкости в трубопроводе. Расположение перфорации на внутреннем цилиндре позволяет значительно уменьшить ее высоту за счет расположения перфорации по периметру внутреннего цилиндра. Изобретение направлено на уменьшение габаритов задвижки и повышение надежности работы. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Задвижка, содержащая жесткий цилиндрический корпус, крышку, штуцер, фланцы с патрубками на входе и выходе, затвор, выполненный из эластичного водонепроницаемого материала в форме закрытого самоперескающегося тора, внутренняя часть которого заполнена жидкостью, отличающаяся тем, что движение тора происходит по жесткому внутреннему цилиндру, имеющему уступ, перфорированную и глухую части, при этом внутренний цилиндр герметично совмещен с корпусом посредством перемычек, расположенных перпендикулярно потоку жидкости в трубопроводе.

2. Задвижка по п.1, отличающаяся тем, что с целью уменьшения ее габаритов перфорация располагается по периметру внутреннего цилиндра.

3. Задвижка по п.1, отличающаяся тем, что длина тора должна быть не менее 1,5 высоты перфорации на внутреннем цилиндре, а высота уступа должна быть не менее 0,25 длины тора.