ЦИЛИНДРИЧЕСКАЯ ЗАДВИЖКА (ИЛИ ПОВОРОТНЫЙ КРАН) Советский патент 1928 года по МПК F16K3/26 

Предлагаемое изобретение касается цилиндрических задвижек, особенно пригодных для нефтепроводных линий; таких задвижек, у которых для запора применяется трубчатый или полый цилиндр, снабженный продольным или иным образом проведенным разрезом, благодаря которому стенки цилиндра приобретают упругость, используемую для поддерживания плотности соприкосновения между означенным цилиндром и его седлом, с целью герметического запирания жидкости. Главная часть коробки или корпуса задвижки изготовляется посредством ковки, прессования или иной подобной обработки, с образованием внутри коробки или корпуса гладкого, открытого по концам, цилиндрического канала. Соответствующие части коробки или корпуса задвижки соединяются между собой на конической винтовой резьбе. С этой целью, главная часть коробки или корпуса задвижки снабжается выступающим вверх круглым фланцем с внутренней конической винтовой резьбой для свинчивания с отдельно изготовленной верхней частью коробки или корпуса, сквозь которую проходит шпиндель задвижки и которая получается также посредством отковки, прессования или т.п. в чашеообразной форме, причем эта верхняя часть снабжается наружной конической винтовой резьбой, соответствующей резьбе на внутренней поверхности указанного фланца, так что при ввинчивании чашеобразной верхней части на место в фланец главной части коробки или корпуса задвижки получается полость, в которую запорный орган задвижки (если таковая принадлежит к скользящему типу) может входить при своем под′еме для открывания. Подобным же образом противолежащие друг другу трубчатые ответвления главной части коробки или корпуса снабжаются внутренней конической резьбой для ввинчивания концов труб, присоединяемых к задвижке. Наконец, такая же чашеобразная крышка навинчивается снизу в главную часть коробки или корпуса по одной геометрической оси с указанной выше верхней частью; для этого коробка или корпус снабжаются выступающим вниз кольцевым фланцем, концентрическим с упомянутым выше верхним фланцем и имеющим внутреннюю коническую резьбу для навинчивания нижней крышки, снабженной подобной же внешней конической нарезкой. Главная часть коробки или корпуса легко доступна для притирки внутреннего отверстия или седла; при нормальном запирающем положении рабочего органа получаются выше и ниже последнего полости, при чем первая из них может быть снабжена вверху шестигранным отверстием с концентрической полостью для сальника; такой же шестигранный отросток может быть предусмотрен также у нижнего конца нижней чашеобразной крышки. Таким образом, все части корпуса задвижки могут быть легко собраны и разобраны свинчиванием или развинчиванием. Полость отростка верхней части корпуса или коробки задвижки может быть снабжена также конической гаечной резьбой, которой соответствует подобная же внешняя коническая резьба на основной буксе сальника, если шпиндель задвижки при под′еме запорного органа сам не должен подниматься, то нижняя грань основной буксы может служить также для прижимания упорного кольца на шпинделе к коническому седлу.

На фиг. 1 чертежа изображен вертикальный разрез предлагаемой задвижки; на фиг. 2 - поперечный разрез по линии 2-2 фиг. 1; на фиг. 3 и 4 - вертикальный разрез и внешний вид запорного органа задвижки, изображенной на фиг. 1 и 2; на фиг. 5 и 6 - вертикальный разрез и план видоизмененной формы выполнения запорного органа задвижки; на фиг. 7 - схема в плане, поясняющая способ сокращения или стягивания упругого цилиндрического тела запорного органа.

Согласно фиг. 1-4, главная часть а коробки или корпуса задвижки представляет собой цельную поковку с гладким сквозным, открытым на концах, отверстием, и с выступающим кверху цилиндрическим фланцем а¹, имеющим снаружи восьмигранную форму и снабженным внутри конической винтовой резьбой, в которую ввинчивается верхняя отдельная чашеобразная часть и, снабженная у нижнего конца наружной винтовой резьбой, соответствующей гаечной резьбе цилиндрического фланца а¹. Главная часть а корпуса или коробки задвижки снабжена также направленным вниз фланцем а¹¹, имеющим общую ось с фланцем а¹ и подобным же образом снабженным внутренней винтовой резьбой для приема чашеобразной нижней крышки с с такой же винтовой резьбой у верхнего конца.

Перпендикулярно к фланцам а¹ и а¹¹ на главной части а коробки или корпуса задвижки предусмотрены в противолежащих друг другу положениях трубчатые отростки а², а³, имеющие снаружи восьмигранную форму и снабженные внутри конической винтовой резьбой. Крышка с снабжается в диаметрально противоположных местах стопорными упорами с¹, удерживающими запорный орган задвижки в его нижнем положении. Полый цилиндрический запорный орган d задвижки может быть получен отливкой и снабжается продольным прорезом, после чего его можно сжать до известной степени, при чем он перестает быть точным круглым цилиндром; в таком состоянии его можно точно обточить и затем перевести в цилиндрическое отверстие или седло, в главной части а корпуса, и произвести притирку. Боковая поверхность цилиндрического запорного органа может быть снабжена выемками d¹ и d¹², благодаря чему увеличивается давление на поверхности d¹¹, которыми цилиндр соприкасается с цилиндрическим отверстием в корпусе задвижки. Согласно фиг. 3 и 4, выемки d¹ занимают диаметрально противоположные положения, оставляя кольцевые поверхности соприкосновения d¹¹, которые при закрытом положении задвижки образуют герметический затвор со стенкой цилиндрического отверстия корпуса по окружностям, окружающим отверстия в отростках а², а³ корпуса а, тогда как выемки d¹² расположены между выемками d¹ и занимают также диаметрально противоположные положения.

Пустотелый цилиндр d (фиг. 2) может быть установлен внутри главной части а корпуса так, чтобы прорез d² был обращен в сторону притока жидкости и чтобы, при вращении шпинделя е, означенный цилиндр поднимался или опускался. При таком устройстве, полости, расположенные выше и ниже заборного органа, будут наполнены жидкостью, при чем давление последней может содействовать герметически плотному запиранию задвижки. Продольный прорез d² в пустотелом цилиндре d может быть уширен по всей своей длине вблизи внешней периферии цилиндра, с целью приема головки ƒ¹ направляющего винта ƒ, вставляемого в главную часть а корпуса и препятствующего вращению цилиндра, при его под′еме или опускании, под влиянием вращения шпинделя е. Для соединения шпинделя с цилиндром, (фиг. 2, 3) внутри последнего может быть укреплена поперечина d³ у его верхнего конца или вблизи него, при чем концы этой поперечины могут быть соединены с цилиндром запорным органом d каким нибудь подходящим способом, напр., при помощи шпилек d₄, пропущенных сквозь выступы d⁵, - составляющие одно целое или скрепленные с цилиндром, и сквозь соответствующие концы поперечины d³. Средняя часть поперечины d³ может быть снабжена отверстием с гаечной резьбой, сквозь которое может проходить навинтованная часть шпинделя е, так, что при вращении последнего, цилиндр d поднимается или опускается, направляемый при этом движении описанным выше образом.

Задвижка, изображенная на фиг. 1 и 2, представляет собой запорный орган для жидкости, протекающей всегда в одном направлении. Если же она должна служить для запирания протока жидкости, текущей в том или другом направлении, необходимо повернуть цилиндр d вместе с прорезом d² так, чтобы последний находился в плоскости перпендикулярной к оси отростков для труб. При этом винт ƒ располагается также под прямым углом к той же оси, и жидкость, производя давление на ту или другую сторону, может производить отклонение одной половины цилиндра и уплотнение противоположной его стороны. При таком видоизменении устройства положение контактных поверхностей d¹¹ соответственно изменяется по отношению к прорезу d², оставаясь в остальном таким же, как на фиг. 1 и 2.

Цилиндр d образует у каждого конца внутренний обод или фланец d⁶ меньшего диаметра, (фиг. 4) при чем в каждом из этих фланцев, по обеим сторонам прореза d², имеются выемки или гнезда d⁷, служащие для вставления ножек инструмента k (фиг. 7), при помощи которого производится стягивание разрезного цилиндра. Тем же инструментом можно пользоваться для стягивания цилиндра при его вставлении или вынимании из корпуса задвижки.

Устройство инструмента k видно из фиг. 7. Он состоит из ножек, шарнирно соединенных между собой у одного конца и своими свободными концами могущих входить в гнезда d⁷; поперечный болт с гайкой позволяет стягивать свободные концы ножек для стягивания или сокращения цилиндра у соответствующих его концов.

Верхняя часть корпуса b или коробки задвижки может быть снабжена вверху центрально расположенным отростком b′, внутренняя концентрическая полость которого снабжается конической гаечной резьбой для приема нижней части основной буксы j, снабженной соответствующей конической резьбой на наружной поверхности. Если шпиндель задвижки, при отпирании последней, не должен подниматься, нижняя часть основной буксы j получает такую форму, при которой она служит упором для прижимания кольца е¹ на шпинделе к коническому седлу b² у основания полости в отростке b¹.

В видоизмененной задвижке согласно фиг. 5 и 6, запирающий орган может быть изготовлен в виде точного цилиндра g, из ковкой стали, обточенного с внутренней стороны и шлифованного по наружной поверхности, в которой также устроены выемки для образования контактных площадок по типу d¹¹. Цилиндр и в этом случае снабжен продольным прорезом g¹, при чем его концы образуют цилиндрические фланцы g² меньшего диаметра, снабженные в диаметрально противоположных местах вырезами для приема концов поперечин h, h. Эти поперечины снабжены двумя симметрично расположенными отверстиями h² для болтов i, служащих для прочного стягивания поперечин. Верхняя поперечина h может быть снабжена в центральном месте утолщением h³, образующим гайку для пропуска на винтованной части шпинделя е, тогда как нижняя поперечина h¹ имеет коаксиальное с этим утолщением отверстие h⁴, сквозь которое может проходить нижний конец шпинделя е, когда шибер g задвижки поднимается в открывающее последнюю положение. В этом случае сварка частей цилиндрического шибера задвижки, состоящего из кованых деталей, становится излишней и изготовление шибера значительно упрощается. Фланцы g² могут быть также снабжены вырезами для образования гнезд g³ с той и другой стороны продольного прореза g¹, имеющих то же назначение, как и гнезда d⁷ в литом запорном органе d; в этом случае шибер g может быть снабжен на наружной поверхности неглубокими выемкам d¹ (фиг. 3 и 4) круглой формы, занимающими диаметрально противоположные положения и оставляющими кольцевые контактные площадки d¹¹, при помощи которых достигается герметическое запирание соприкосновением площадок со стенкой цилиндрического отверстия корпуса задвижки, тогда как в перпендикулярных к трубчатым отросткам положениях наружная поверхность шибера g может быть снабжена неглубокими и узкими выемками d¹², простирающимися по всей длине цилиндра или на части ее и расположенными попарно в диаметрально противолежащих местах указанной поверхности.

В некоторых случаях представляется выгодным придать цилиндрическому запорному органу задвижки большую длину, что влечет за собой соответствующее увеличение глубины корпуса задвижки, при чем запор в своей нижней части снабжается в диаметрально противоположных местах отверстиями, сквозь которые жидкость может проходить при открытом положении задвижки. При таком устройстве запор остается всегда в соприкосновении со стенками седла при открытом состоянии задвижки, преграждая доступ к этим стенкам посторонних веществ, напр., песка, могущих содержаться в жидкости и защищая таким образом стенки от истирания.

Цилиндрический запорный орган может иметь вращательное рабочее движение вместо поступательного (вверх и вниз), при чем шпиндель этого органа может при таком рабочем движении подниматься и опускаться (поворотный кран).

1. Цилиндрическая задвижка (или поворотный кран), характеризующаяся применением корпуса или коробки, состоящей из трех отдельных штамповок а, b и с (ф. 1-4), из коих средняя штамповка а заключает пружинящий запорный орган d, представляющий собою цилиндрическую трубчатую вставку с долевым прорезом d², направляемую винтовым шипом ƒ, ƒ¹, снабженную гнездами d⁷, для облегчения постановки ее на место, и поперечиной d³ с винтовою втулкою - для соединения с винтовым шпинделем е, каковая штамповка а снаружи снабжается отростками а¹, а² и а¹¹ с внутреннею коническою резьбой, для соединения с концами присоединяемых к задвижке труб, с вышеуказанною штамповкою с, образующею нижнюю чашеобразную крышку с упором с¹ для органа d и со штамповкой b, образующею верхнюю чашеобразную крышку, в свою очередь, также снабженную наружным отростком b¹ с внутреннею коническою резьбою для ввинчивания в него основной буксы i сальника, зажимающей заплечик е¹ винтового шпинделя е.

2. Видоизменение охарактеризованной в п. 1 задвижки, отличающееся иным способом соединения запорного органа с винтовым шпинделем, при котором винтовая; втулка h³ (фиг. 5 и 6) составляет одно целое с концевою поперечиною h, закладываемою в выемки цилиндрической трубчатой части g, образующей запорный орган, и соединяемою болтами i с противоположною концевою поперечиною h¹, снабженною центральным отверстием h⁴ для прохода шпинделя.

3. Видоизменение охарактеризованной в п.п. 1 и 2 задвижки, применяемое в качестве поворотного крана и отличающееся тем, что трубчатый запорный орган выполняется поворотным и снабжается соответственно расположенными пропускными отверстиями.

4. Применение к охарактеризованным в п. 1 и 2 задвижкам и в п. 3 - крану инструмента для стягивания трубчатого разрезного запорного органа и облегчения постановки его на место и состоящего из шарнирно соединенных губок k (фиг. 7), вставляемых свободными концами в вышеуказанные гнезда d⁷ и стягиваемых болтом.