Задвижка (варианты)

Задвижка (варианты)

Реферат

 

Изобретение относится к запорной арматуре и предназначено для перекрытия потоков сильно загрязненной рабочей среды, транспортируемой по трубопроводу. Изобретение содержит два варианта задвижки, отличающихся формой корпуса и ножевого запорного органа. По первому варианту задвижка содержит разъемный корпус, ножевой запорный орган (нож), клиновой сальник, привод ножа, связанный с корпусом, и седла из коррозийностойкого материала. Крепежные элементы, соединяющие сальник и опоры привода с корпусом, разнесены друг относительно друга. Режущая часть ножевого запорного органа во фронтальном сечении выполнена в виде сопряженных друг с другом участков. Каждый участок выполнен либо в виде дуги, либо в виде прямых. Углы сопряжения и кривизна дуг обращены либо к приводу, либо от него. По второму варианту задвижка и боковые поверхности ножевого запорного органа выполнены криволинейными по радиусу двух концентрических окружностей. Внутренняя поверхность корпуса выполнена ответной боковым поверхностям ножевого запорного органа в плоскости движения запорного органа. Запорный орган жестко закреплен на кронштейне. Последний связан шарнирно с корпусом и приводом. Опоры привода связаны с корпусом шарнирно. В результате повышается герметичность и надежность задвижек. 2 с. и 11 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к арматуростроению магистральных трубопроводов, в частности для транспортировки сильно загрязненной рабочей среды.

Известны задвижки шиберного типа, содержащие корпус с седлами, запорный орган, приводные, крепежные и опорные средства. Форма запорного органа в этих задвижках такова, что попадание в седловую часть задвижки твердых компонент среды не позволяет запорному органу полностью перекрыть канал трубопровода (SU, N 571647, кл. F 16 K 3/10, 1974; SU, N 1180616 кл. F 16 K 3/04, 1984).

Свободны от этого недостатка задвижки с ножевым запорным органом, заточенная часть поверхности которого способна разрушать твердые компоненты (SU, N 879119, кл. F 16 K 3/30, 1974; PCT/US/ 91/0432, опубликованная под номером WO 91/19122, 1991, кл. F 16 K 3/02).

Наиболее близкой по числу совпадающих признаков к заявляемой является задвижка по заявке DE N 1096135, кл. F 16 K 3/02, НКИ 47 g 26/01, 29.06.61, содержащая корпус, ножевой запорный орган (нож), сальник, приводное средство, при этом крепления опор привода и коробки сальника к корпусу разнесены, а также крепежные средства, причем корпус выполнен разъемным в плоскости ножа и состоит из двух частей.

Нож в описываемой конструкции соединен с приводом в одной точке, и при перемещении его в направлении седел и взаимодействии с твердыми компонентами среды возможно поперечное смещение, трение о корпус и сальник, "задирание" сальниковой набивки, а следовательно, нарушение герметичности задвижки. К тому же при закругленной форме режущей части ножа ее боковые кромки работают менее эффективно, и в этой части корпуса накапливается осадок.

Изобретение направлено на решение задачи повышения герметичности задвижки и ее надежности путем изменения формы ножевого запорного органа, а также конструкции корпуса, сальника и стабилизации положения ножа в процессе его рабочего хода.

Задача решается в двух вариантах осуществления изобретения.

Вариант 1. Задача решается тем, что в задвижке, содержащей корпус, состоящий по меньшей мере из двух частей, ножевой запорный орган (нож), сальник, привод, опоры привода, причем крепежные средства, соединяющие сальник и опоры привода с корпусом, разнесены друг относительно друга, режущая часть ножевого запорного органа во фронтальном сечении выполнена в виде сопряженных друг с другом участков, каждый из которых выполнен в виде либо дуги, либо прямых, при этом углы сопряжения и кривизна дуг обращены либо к приводу, либо от него. Режущая часть ножа, по форме отличная от закругленной, в частности, может быть образована прямыми, сходящимися под углом, вершина которого обращена в сторону привода. При этом кромкой ножа твердые компоненты среды сдвигаются к центру и перерезаются. Наиболее эффективна работа ножа, если его режущая часть выполнена вогнутой, повторяющей в средней части форму проходного отверстия задвижки и сопряженной с прямыми, сходящимися под углом, вершина которого обращена в сторону от привода. Подобная форма режущей части ножа позволяет устанавливать задвижку в трубопроводе таким образом, что привод обращен вниз, при этом нож в открытой задвижке находится ниже ее проходного отверстия (калибрует его) и не позволяет грязи заполнять полости корпуса. Твердые компоненты среды и осадок, снятый с внутренней поверхности при закрывании задвижки, вымываются из нее в следующем рабочем цикле. Клиновая форма сальника обеспечивает его самоуплотнение при движении ножа. Сальник поджат, к примеру, скобой, связанной с корпусом. Он легко заменим в предлагаемой конструкции.

Корпус задвижки содержит дополнительную часть, выполненную из коррозионностойкого материала, например из нержавеющей стали, размещенную между первыми двумя и имеющую форму ленты, огибающей внутреннюю рабочую полость корпуса. Это позволяет выполнить весь корпус из более дешевых материалов. Он может быть защищен также покрытием из коррозионностойкого материала, которое, в свою очередь, может быть кожухом либо просто пленкой из полимера. С этой же целью и с целью достижения большей герметичности задвижки корпус снабжен седлом из коррозионностойкого материала. Корпус также снабжен направляющими, расположенными с возможностью контактирования с боковыми поверхностями запорного органа, предотвращающими его люфт. Направляющие могут быть выполнены в форме вставок в корпус с пазами либо в виде тел качения и закреплены, в частности, на третьей части корпуса. Корпус задвижки снабжен упругодеформируемой вставкой, размещенной в проточке корпуса под режущую часть ножа. Она позволяет предотвратить засорение углублений корпуса твердыми компонентами среды. Она выполнена таким образом, чтобы не перекрывать проходные отверстия задвижки, т. е. не выходить за пределы седел. Вставка может быть изготовлена, например, подпружиненной, либо для нее может быть выбран материал с упругими свойствами. Упомянутая вставка не разрушается под воздействием ножа, а лишь изменяет форму поверхности и восстанавливает ее при обратном движении ножа. Она может быть легко заменена в процессе ремонта.

Вариант II. Задача решается тем, что в задвижке, содержащей корпус, состоящий по меньшей мере из двух частей, ножевой запорный элемент (нож), сальник, привод, опоры привода, причем крепежные средства, соединяющие сальник и опоры привода с корпусом, разнесены друг относительно друга, боковые поверхности ножа выполнены криволинейными по радиусу двух концентрических окружностей, при этом внутренняя поверхность корпуса выполнена ответной ему в плоскости движения ножа, причем нож жестко закреплен на кронштейне, связанном шарнирно с корпусом и приводом, а опоры привода связаны с корпусом тоже шарнирно. Рычажно-шарнирная связь ножа с корпусом не позволяет ему перемещаться в радиальном направлении, и в этом варианте отпадает необходимость снабжать корпус дополнительно направляющими движения ножа. К тому же подобная конструкция требует меньшего прилагаемого внешнего усилия за счет большего хода штока привода ножа. Остальные признаки второго варианта изобретения, отраженные в зависимых пунктах формулы, аналогичны признакам первого варианта и описаны выше, а именно: режущая часть ножа во фронтальном сечении выполнена в виде сопряженных друг с другом участков, каждый из которых выполнен либо в виде дуги, либо прямых, при этом углы сопряжения и кривизна дуг обращены либо к приводу, либо от него, а корпус дополнительно снабжен третьей частью и седлами из коррозионностойкого материала, либо его внутренняя поверхность снабжена защитным коррозионностойким покрытием. Кроме того, корпус также снабжен упругодеформируемой вставкой, размещенной в проточке под режущую часть ножа в пределах седел.

На фиг. 1 представлен разрез задвижки в положении ЗАКРЫТО, на фиг. 2 - разрез задвижки (вариант I), вид сбоку, в положении ОТКРЫТО на фиг. 3 - то же для варианта II задвижки, на фиг. 4 - пример выполнения вставки в разрезе, на фиг.5 - режущая часть ножа.

Задвижка содержит съемный корпус 1, состоящий из двух частей, и размещенной между ними дополнительной части 2 из коррозионностойкого материала, а также ножевой запорный элемент (нож) 3, связанный со штоком 4, взаимодействующим с гайкой 5, жестко соединенной с фланцем 6 корпуса посредством опор 7. Корпус снабжен седлами 8 из коррозионностойкого материала и упругодеформируемой вставкой 9, которая может быть подпружинена элементом 10, что позволяет предотвратить засорение углублений корпуса. В корпусе 1 выполнена клиновая выборка, в которой размещен ответной формы сальник 11, поджатый к корпусу скобой 12. В части корпуса 2 выполнены направляющие 13 движения ножа. Внутренняя поверхность корпуса 1 снабжена коррозионностойким кожухом 14. Шток 4 соединен с рукояткой 15. В варианте II задвижки нож 3 жестко соединен с кронштейном 16, в свою очередь соединенным с корпусом 1 посредством шарнира 17, со штоком 4 - посредством шарнира 18. Опоры 6 в этом варианте задвижки соединены с корпусом 1 через шарнир 19. Эта конструкция требует меньшего прилагаемого усилия за счет большего хода штока. Режущая часть ножа 3 выполнена в одном случае в виде сходящихся под углом прямых 20, а в другом случае - в виде отрезка прямых, сопряженных с дугой 21, являющейся частью окружности. Подобная форма позволяет более эффективно перерезать твердые компоненты среды и обеспечить герметичность задвижки.

Задвижка работает следующим образом.

В положении ОТКРЫТО нож 3 находится в крайнем верхнем положении, и рабочая среда свободно проходит через проходное отверстие корпуса 1. В варианте 1 задвижки вращением рукоятки 15 винтовая пара "шток 4 - гайка 5" сообщает штоку и связанному с ним ножу поступательное движение вниз до тех пор, пока последний не перекроет проходное отверстие корпуса. В варианте II задвижки поступательное движение штока 4 преобразуется посредством шарниров 17, 18 и 19 в движение ножа по окружности с центром в шарнире 17 также до перекрытия проходного отверстия задвижки.

Задвижка может быть изготовлена из доступных материалов по традиционной технологии и использована в составе трубопроводов, транспортирующих сильно загрязненную и агрессивную среду.

Формула изобретения

1. Задвижка, содержащая корпус, состоящий по меньшей мере из двух частей, ножевой запорный орган, сальник, привод, опоры привода, причем крепежные средства, соединяющие сальник и опоры привода с корпусом, разнесены друг относительно друга, отличающаяся тем, что режущая часть ножевого запорного органа во фронтальном сечении выполнена в виде сопряженных друг с другом участков, каждый из которых выполнен либо в виде дуги, либо в виде прямых, при этом углы сопряжения и кривизна дуг обращены либо к приводу, либо от него.

2. Задвижка по п.1, отличающаяся тем, что сальник выполнен клиновой формы, сопряжен с выборкой в корпусе ответной ему формы и поджат к корпусу.

3. Задвижка по п.1, отличающаяся тем, что корпус снабжен седлами из коррозионностойкого материала.

4. Задвижка по п.1, отличающаяся тем, что корпус снабжен дополнительной частью из коррозионностойкого материала, размещенной между первыми двумя.

5. Задвижка по п.3, отличающаяся тем, что корпус снабжен направляющими, расположенными с возможностью контактирования с боковыми поверхностями запорного органа.

6. Задвижка по п.1, отличающаяся тем, что внутренняя поверхность корпуса снабжена защитным покрытием из коррозионностойкого материала.

7. Задвижка по п.2, отличающаяся тем, что корпус снабжен упругодеформируемой вставкой, размещенной в проточке под режущую часть ножевого запорного органа в пределах седел.

8. Задвижка, содержащая корпус, состоящий по меньшей мере из двух частей, ножевой запорный орган, сальник, привод, опоры привода, причем крепежные средства, соединяющие сальник и опоры привода с корпусом, разнесены друг относительно друга, отличающаяся тем, что боковые поверхности ножевого запорного органа выполнены криволинейными по радиусу двух концентрических окружностей, а внутренняя поверхность корпуса выполнена ответной им в плоскости движения запорного органа, причем запорный орган жестко закреплен на кронштейне, связанном шарнирно с корпусом и приводом, при этом опоры привода связаны с корпусом шарнирно.

9. Задвижка по п.8, отличающаяся тем, что режущая часть ножевого запорного органа во фронтальном сечении выполнена в виде сопряженных друг с другом участков, каждый из которых выполнен либо в виде дуги, либо в виде прямых, при этом углы сопряжения и кривизна дуг обращены либо к приводу, либо от него.

10. Задвижка по п.8, отличающаяся тем, что корпус снабжен седлами из коррозионностойкого материала.

11. Задвижка по п.8, отличающаяся тем, что корпус снабжен дополнительной частью из коррозионностойкого материала, размещенной между первыми двумя.

12. Задвижка по п.8, отличающаяся тем, что внутренняя поверхность корпуса снабжена защитным покрытием из коррозионностойкого материала.

13. Задвижка по п.11, отличающаяся тем, что корпус снабжен упругодеформируемой вставкой, размещенной в проточке под режущую часть ножевого запорного органа в пределах седел.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5