Шиберная задвижка Советский патент 1985 года по МПК F16K3/14 F16K3/30 

I1 Мзпбретение относится к запорной трубопроводной арматуре, в частности к шиберным задвижкам и может использоваться на трубопроводах, транспортирующих взвеси сыпучих абразивных материалов, особенно пульпы и суспензии, а также другие среды, достаточно интенсивно изнашивающие запорный орган, где требуется его замена в процессе длительной эксплуатации. Известна шиберная задвижка с односторонним уплотнением, запорным органом, выполненным в виде плоского шибера со скосами на одной поверхности и упорами, установленными с возможностью поворота на фиксируемый угол при их контакте со скосами шибера l . Недостаток известной задвижки заключается в том, что в результате довольно быстрого износа седла и шибера при зксплуатации на абразивных средах (пульпах) часто требуется регулировать расстояние между торцовой поверхностью седла, обращенной к взаимодействующей с ней поверхностью шибера и поверхностью упоров, взаимодействующих со скосами шибера, причем указанная регулировка затруднена тем, что это связано с извлечением упоров, которое можно производить толь ко при отключенном трубопроводе, что н экономично. Кроме того, обычно применяемые в упорах тонкие прокладки имеют недостаточный срок служ:бы вследствие коррозии, особенно при работе задвижки на абразивных и агрессивных средах. Цель изобретения - повьшение надежности и ремонтопригодности задвижки. Поставленная цель достигается тем что в шиберной задвижке с односторон ним уплотнением, запорным органом, выполненным в виде плоского шибера со скосами на одной из поверхностей, и упорами, установленными с возможностью поворота.на фиксируемьй угол при их контакте со скосами шибера, упоры выполнены в виде установленных в корпусе цилиндрических втулок с эксцентричными отверстиями, в которы размещены цилиндрические стержни, снабженные, фиксирующим устройством. Кроме того, фиксирующее устройств выполнено в виде пазов в корпусе, сквозных пазов в цилиндрических стержнях и втулках и штифтов, пропу72шелных через пазы стержней перпендикулярно их оси с возможностью взаимодействия с пазами втулок и корпуса. На фиг. 1 схематически изображена шиберная задвижка с глухим шибером, продольный разрез; на фиг. 2 - шиберная задвижка .с проходным отверстием в шибере, продольный разрез; на фиг. 3 - разрез А-А (продольной оси упоров) на фиг. 1 и 2; на фиг. 4 разрез Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 схема действия сил в упоре при его взаимодействии со скосом шибера. В канале корпуса 1 известным способом жестко закреплено седло 2 и два цилиндрических стержня 3, плоские поверхности q которых на уступах, образованных путем среза цилиндрической части до половины диаметра стержня 3, взаимодействуют со скосами шибера 4. Последние выполнены на поверхности, противоположной его поверхности, обращенной к седлу 2, и составляют острый угол Cf с направлением перемещения шибера 4 в закрытое положение. Стержни 3 расположены поперечно и на уровне оси канала.по одному вблизи боковых сторон шибера. При этом их плоские поверхности of, взаимодействующие со скосами щибера4, наклонены также под углом Cf к направлению перемещения шибера в закрытое положение. Каждый цилиндрический стержень 3 установлен в отверстие,поверхность С которого выполнена эксцентрично наружной цилиндрической поверхности 1 втулки 5 таким образом, что продольные оси цилиндрических, поверхностей с стержня 3 и наружной поверхности -г цилиндрической втулки 5 расположены с эксцентриситетом Е . Каждая втулка 5 установлена в сквозном отверстии стенки корпуса 1 и зафиксирована от осевого перемещения, например, стопорным кольцом 6. 8отверстии каждого стержня 3, перпендикулярном его продольной оси , жестко закреплен штифт 7, концы которого свободно проходят через сквозные радиальные пазы 8, соединяющие поверхность отверстия с втулки 5 с ее наружной цилиндрической поверхностью 2 , и взаимодействуют с открытыми в сторону втулки 5 пазами 9корпуса 1 . Угол раскрытия oi каждого паза 8 равен максимальному углу поворота втулки 5. Между каж,цым концом штифта 7 и каждой боковой стороной охватывающего его паза 9 корпуса 1 имеется боковой зазор, величина которого соответствует половине углового отклонения скоса шибера 4 от угла Cf , допускаемого в процессе изготовленияшибера. Штифт 7 фиксирует плоские поверхности q каждого цилинд рического стержня 3 под углом, равны углу наклона ( скоса шибера 4, а сво бодное размещение (с зазорами) его концов в пазах 9 корпуса 1 позволяет поверхностям а установиться по скосу шибера 4, компенсируя отклонения угла ср - наклона скоса, возможное пр изготовлении шибера. Герметичность сопряжений между наружной поверхностью С каждого цилиндрического стержня 3 и внутренней поверхностью продольного отверстия втулки 5 обеспечивается зластичным уплотнением 10, а между наружной поверхностью Z каждой цилиндрической втулки 5 и поверхностью сквозного отверстия в стенке корпуса - эластич ным уплотнением 11 любой известной конструкции. Перекрытие и открытие канала корпуса 1 производится переме щением двигающегося возвратно-поступ тельного шибера 4 под воздействием кинематически связанного с ним при помощи шпинделя 12 привода 13, жестк установленного на крьш1ке 14 корпуса Устройство работает следующим образом. При перемещении шибера 4 вверх его рабочая поверхность выходит из примыкания к рабочей поверхности седла 2 и открывает канал корпуса 1 для прохода транспортируемой среды через задвижку с глухим шибером 4. Открытие шиберной задвижки с проходным отверстием в шибере 4 происходит после совмещения канала корпуса 1 с отверстием в шибере 4 при его пере- мещении вниз. При перемещении шибера 4 вниз его рабочая поверхность примыкает к рабочей поверхности седла 2 и герметично перекрьюает канал корпуса 1. При зтом скосы шибера 4, образующие угол (р с вертикальной плоскостью, перпендикулярной оси канала корпуса 1, взаимодействуют с обращенными к щиберу 4 и наклонными также под острым углом ф к указанной вертикальной плоскости, плоскимиповерхностями,Я уступов стержней 3. При взаимодействии скосов шибера 4 с плоскими поверхностями уступов стержней 3 рабочая поверхнос шибера 4 прижимается к рабочей поверхности седла 2, обеспечивая герметичное перекрытие канала. Сила давления скоса шибера 4 на плоскую поверхность а уступа каждого стержня 3 приложена на расстоянии, равном эксцентриситету Е от продольной оси наружной поверхности цилиндрической втулки 5. На указанной продольной оси втулки 5 приложен статический нуль от действия сил г, равных по модулю и направленных в противоположные стороны по отношению друг к другу. Пара сил, направленных в противоположные стороны и приложенных на продольных осях стержня 3 и цилиндрической поверхности втулки 5 образует .. (3 „ момент М -2-Ь, стремящийся повер-нуть цилиндрическую втулку 5 по часовой стрелке и увеличить размер от рабочей поверхности седла 2 до продольной оси стержня 3. В этом случае возможна разгерметизация задвижки. Повороту втулки по часовой стрелке препятствует момент трения, возникающий от трения наружной поверхности цилиндрической втулки 5 о стенки сквозного отверстия в корпу Q се 1 под действием силы -у, приложенной на оси наружной поверхности втулки 5 и направленной вправо (фиг. 5). Момент трения равен Q произведению силы -:т- на плечо, равное половине диаметра Э . Система находится в равновесии в случае, если момент М будет меньше момента трения, что возможно при условии, когда отношение эксцентриситета к половине диаметра наружной-поверхности цилиндрической втулки 5 меньше коэффициента трения (Ц , т.е. O|D в случае отклонения углового размера cf шибера 4 возможно несовпаение обращенных одна навстречу ругой рабочих поверхностей седла 2 шибера 4 в закрытом положении задижки, что может вызвать ее разгеретизацию.

Если угол наклона скоса шибера 4 выполнен ббльше угла Q , то при закрываний шибер 4, не дойдя до крайнего нижнего положения, соприкасается указанным скосом не со всей поверхностью q цилиндрического стержня 3, а только в ее верхней части, отжимая ее вправо (фиг. 1). За счет зазоров между концами штифта 7 и стенками пазов 9 в корпусе 1 цилиндрический, стержень 3 имеет возможность повернуться по часовой стрелке до полного совпадения поверхности d со скосом шибера 4.

Если угол наклона скоса шибера 4 выполнен меньше угла ср , то первоначальное его, соприкосновение с плоской поверхностью Ч произойдет в ее нижней части и цилиндрический стержень 3 повернется против часовой стрелки до совпадения поверхности а со скосом шибера 4.

Таким образом, автоматически осуществляется регулировка угла наклона поверхности q на стержнях 3 по углу наклона ср скоса шибера 4,

Благодаря взаимодействию с пазами 9 корпуса 1 концов ш тифта 7 обеспечивается предохранение от самопроизвольного поворотакаждого цилиндрического стержня 3, возможного от воздействия вибрации трубопровода и других причин, которое может привести к поломке устройства, особенно При повороте цилиндрического стержня против часовой стрелки (фиг. 1).

При изготовлении возможно отклонение размера R в шибере 4 и цилиндрических стержнях 3,

Если размер 6 шибера 4 больше расстояния между продольной осью цилиндрических стержней 3 и рабочей поверхностью седла 2, то шибер 4 не дойдет до крайнего нижнего положения. В этом случае его рабочая поверхность не совпадет с рабочей поверхностью седла 2 и перекрытие потока будет недостаточно герметичным. Это устраняется вращением втулки 5 против часовой стрелки. За счет эксцентри- ситета отверстия для цилиндрического стержня 3 относительно наружной поверхности цилиндрической втулки 5

цилиндрический стержень 3 переместится вправо (фиг. 1 и 3) вдоль канала корпуса i, увеличивая расстояние до рабочей поверхности седла 2, Втулку 5 вращают до тех пор, пока расстояние между продольной осью цилиндрического стержня 3 и рабочей поверхностью седла 2 не станет равным толщине шибера 4. После такой регу0лировки рабочая поверхность в крайнем нижнем положении шибера 4 совпадет с рабочей поверхностью седла 2.

При толщина 6 шибера 4, меньшей расстояния между рабочей поверхностью

5 седла 2 и продольной осью цилиндрического стержня 3, регулировку производят вращением по часовой стрелке (фиг. 1 и 4) цилиндрической втулки 5 при помощи рычага, установленного в

0 отверстие 15. БлагЬдаря тому, что угол об расрытия каждого сквозного радиального паза 8 цилиндрической втулки 5 раве.н углу поворота втулки 5, концы штифта 7 не препятствуют ее пово- роту, что позволяет производить регулировку на работающем трубопроводе без извлечения упоров из корпуса.

Работа и регулировка упоров в задвижке с проходным отверстием в шибере 4 (фиг. 2) проис;ходит аналогично указанному и отличается тем, что перекрытие канала корпуса 1 происходит при перемещении шибера 4 не сверху вниз, а наоборот - снизу вверх.

Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в том, что обеспечивается возможность регулировки расстояния между упорами и рабочей поверхностью седла на работающем трубопроводе без разборки устройства, сокращается время, затрачиваемое на регулировку указанного расстояния при сборке изделия, повьш1ается срок службы упоров за счет конструктивного усиления поперечного сечения уступа цилиндрических стержней, плоская поверхность которого взаимодействует со скосом шибера, повышается надежность устройства благодаря самоторможению втулок в отверстиях корпуса.

О

iAz2

П806|7

1. ШИБЕРНАЯ ЗА,ЦВИЖКА с односторонним уплотнением, запорным органом, выполненньм в виде плоского шибера со скосами на одной из поверхностей, и упорами, установленными с возможностью поворота на фиксируемый /Г/ / угрл при их контакте со скосами шибера, отличающаяся тем, что, с целью повьшения надежности и ремонтопригодности задвижки, упоры выполнены в виде установленных в корпусе цилиндрических втулок с эксцентричными отверстиями, в которых размещены цилиндрические стержни, снабженные фиксирующим устройством. 2. Задвижка по п. 1, отличающаяся тем, что фиксирующее устройство вьтолнено в виде пазов в корпусе, сквозных пазов в цилиндрических стержнях и втулках и щтифтов, пропущенных через пазы стержней со перпендикулярно их оси с возможностью (Л взаимодействия с пазами втулок и корпуса. с