Запорное устройство
Изобретение относится к арматуростроению и может быть использовано для установки на трубопроводах в качестве перекрывающего устройства. Сущность изобретения: запорное устройство содержит корпус с входным и выходным патрубками, крышку, шпиндель, запорный орган и седла. Седла установлены в цилиндрической части патрубка корпуса. Каждое седло состоит из втулки с внутренней сферической поверхностью и кольца с наружной сферической поверхностью, которое с возможностью самоустановки расположено во втулке. Наружная сферическая поверхность кольца ограничена его торцевыми поверхностями, одна из которых выполнена уплотняющей. 4 ил.
Изобретение относится к арматуростроению и может быть использовано для установки на трубопроводах в качестве перекрывного устройства.
Известен шаровой кран, содержащий корпус, шаровую пробку, седла в виде усеченного конуса с кольцевой выточкой в большем основании, упругое нажимное кольцо, жесткое нажимное кольцо, герметизирующий элемент. Седло меньшим основанием обращено к пробке [1] Недостатком известного технического решения является: сложность конструкции; недостаточная надежность герметизации соединения пробка-седло, так как величина деформации упругого нажимного кольца (резина и т.д.) незначительна; наличие малой деформации упругого нажимного кольца резко ограничивает поворот седла, а значит и величину несоосности пробки и седла при изготовлении и износе их при эксплуатации; сборка деталей осуществляется непосредственно на кране. Известен кран шаровой фирмы "ITAG", содержащий корпус с верхней крышкой, внутри которого расположен затвор на цапфах в виде сферической пробки с двухсторонним уплотнением "металл-металл" при помощи двух самоустанавливающихся седел [2] Недостатком известного технического решения является: сферические кольца седла установлены в цилиндрических отверстиях корпуса, а герметичность между ними обеспечивается уплотняющим кольцом, установленным в прототипе на сфере кольца, при этом угол поворота его относительно оси, перпендикулярной к центральной оси патрубков корпуса, очень ограничен при прижиме седла к пробке, так как возможна потеря герметичности в соединении сферической поверхности кольца седла и цилиндрической поверхности патрубков корпуса; сложная конструкция сферического кольца седла, то есть сферическая поверхность его переходит в выступающую над ней поверхность с элементом уплотнения, что усложняет технологию изготовления. Задача изобретения повышение герметичности крана путем самоустановки седла, упрощение конструкции и расширение технологических возможностей уплотнения путем применения его для различного типа запорных органов (сфера, клин, плоскость). Это достигается тем, что каждое седло выполнено в виде втулки с внутренней сферической поверхностью и кольца с наружной сферической поверхностью, которое с возможностью самоустановки расположено во втулке, причем наружная сферическая поверхность кольца ограничена его торцевыми поверхностями, одна из которых выполнена уплотняющей. Герметичность крана повышается за счет самоустановки седла в результате взаимодействия сферических поверхностей втулки и кольца, что допускает увеличение смещения осей затвора и седла при изготовлении и их износе. Упрощение конструкции достигается тем, что седло изготавливается отдельным узлом, что упрощает монтаж и демонтаж запорного устройства. На фиг. 1 изображено запорное устройство с двухсторонним уплотнением (запорный орган сферическая пробка); на фиг. 2 запорное устройство с двухсторонним уплотнением (запорный орган жесткий клин); на фиг. 3 - запорное устройство с односторонним уплотнением (запорный орган сфера с кольцевой сферической уплотняющей поверхностью); на фиг. 4- запорное устройство (запорный орган сфера с плоской кольцевой уплотняющей поверхностью). Запорное устройство состоит из корпуса 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками, крышки 4, шпинделя 5, запорного органа 6, седел (седла), установленных в цилиндрических отверстиях патрубков корпуса 1, причем каждое седло состоит из втулки 7 с внутренней сферической поверхностью, с которой взаимодействует наружная сферическая поверхность кольца 8, одна из торцевых поверхностей 9 которого является уплотняющей и может быть выполнена из различного уплотняющего материала различной формы (сфера, конус, плоскость). Герметичность седла с корпусом обеспечивается уплотняющим кольцом 10, а между втулкой 7 и кольцом 8 уплотняющим кольцом 11. На фиг. 1 запорное устройство выполнено с двухсторонним уплотнением, а запорный орган 6 в виде сферической пробки с цилиндрическими цапфами. Шпиндель 5 связан с приводом (не показан) и совершает возвратно- вращательное движение на 90o. Седло при отсутствии давления или при малом его значении поджимается к пробке пружинами 12. На фиг. 2 запорное устройство выполнено с двухсторонним уплотнением, а запорный орган в виде "жесткого клина". Шпиндель 5 совершает возвратно-поступательные движения. На фиг. 3, 4 запорное устройство выполнено с односторонним уплотнением. Запорный орган 6 установлен в корпусе 1 на шарнирном подшипнике 13, а в верхней части имеет запрессованные пальцы 14, 15, в прямоугольном отверстии между которыми расположена нижняя часть шпинделя 5 в виде изогнутого плоского стержня. Шпиндель 5 совершает от привода вертикальное и вращательное движения, при этом запорный орган совершает вращение на 90o, а затем наклон в сторону седла. На фиг. 3 уплотнительная поверхность 16 запорного органа 6 выполнена в виде сферического кольца, а уплотнительная поверхность 9 седла в виде конической поверхности. На фиг. 4 уплотнительные поверхности затвора и седла выполнены в виде плоских колец 17, 9. Работа запорного устройства осуществляется следующим образом. На фиг. 1 запорное устройство показано в открытом положении, когда проходные отверстия запорного органа 6, уплотняющего кольца 8 седла и патрубков 2, 3 корпуса 1 совпадают. При наличии транспортируемой среды втулка 7 седла прижимается к сферической поверхности запорного органа 6, а при отсутствии ее пружинами 12. Перекрытие запорного устройства осуществляется поворотом запорного органа 6 вокруг вертикальной оси на угол 90o, при этом проходные отверстия седел перекрываются сферической уплотняющей поверхностью запорного органа 6. В случае наличия несоосности запорного органа и седла или неравномерного износа их контактирующих уплотняющих поверхностей уплотняющее кольцо 8, поворачиваясь на своей сферической поверхности, самоустанавливается на уплотняющей поверхности запорного органа 6, обеспечивая при этом герметичность соединения. На фиг. 2 запорный орган 6 в виде клина находится в верхнем положении, при этом проходные отверстия патрубков 2, 3 корпуса 1 и колец 8 седел совпадают. С помощью шпинделя 5 клину сообщается перемещение вниз до тех пор, пока уплотняющие поверхности на нем войдут в контакт с уплотняющими поверхностями колец 8, причем каждое из них, независимо друг от друга, самоустанавливается и обеспечивает герметичность соединений, компенсируя погрешность изготовления и сборки клина, корпуса, а также возможность деформации деталей от давления среды и износе при эксплуатации. Открытие запорного органа 6 осуществляется при сообщении клину посредством шпинделя 5 перемещения вверх. На фиг. 3, 4 запорный орган 6 показан в промежуточном положении. В открытом положении ось проходного отверстия запорного органа 6 совпадает с продольными осями входного 2 и выходного 3 патрубков корпуса 1, а нижний торец шпинделя 5 находится между пальцами 14, 15. Шпиндель 5 совершает одновременно перемещение вниз и поворот вокруг своей оси, при этом нижний конец шпинделя 5, опускаясь между пальцами 14, 15, поворачивает запорный орган 6 на шарнирном подшипнике 13 вокруг своей оси вертикальной на 90o, это положение изображено на фиг. 3, 4, то есть ось проходного отверстия запорного органа 6 занимает положение, перпендикулярное продольной оси отверстий патрубков корпуса 1. Далее шпиндель 5 перемещается вниз без поворота вокруг своей оси, при этом наклонная часть нижнего кольца шпинделя 5, проходя между пальцами 14, 15, наклоняет запорный орган 6 с точкой вращения в шарнирном подшипнике 13 к кольцу 8 так, что оно самоустанавливается по сферической уплотняющей поверхности 16 на фиг4 и плоской уплотняющей поверхности на фиг. 4. Открытие осуществляется при обратном перемещении шпинделя 5 в обратной последовательности движений запорного органа 6. Конструкция седла из втулки 7 и кольца 8, взаимодействующих между собой по сферическим поверхностям, позволяет развернуть одно относительно другого на значительный угол между их продольными осями, а значит расширить допуск на непараллельность осей запорного органа и седла при изготовлении, износ их уплотняющих поверхностей при эксплуатации, сохраняя при этом герметичность запорного устройства. Разборка седла осуществляется поворотом втулки 7 и кольца 8 относительно друг друга на угол 90o, затем любое из них поворачивают вокруг оси отверстия втулки 7 так, чтобы две лыски на одном из его торце (не показано) совпали с высотой кольца 8, после чего они разъединяются. Сборка седла выполняется в обратной последовательности.Формула изобретения
Запорное устройство, содержащее корпус с входным и выходным патрубками, в котором расположены запорный орган с приводом и седла с уплотнениями, отличающееся тем, что каждое седло выполнено в виде втулки с внутреней сферической поверхностью и кольца с наружной сферической поверхностью, которое с возможностью самоустановки расположено во втулке, причем наружная сферическая поверхность кольца ограничена его торцевыми поверхностями, одна из которых выполнена уплотняющей.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4PD4A Изменение наименования, фамилии, имени, отчества патентообладателя
(73) Патентообладатель(и):Закрытое акционерное общество "Алексинский завод тяжелой промышленной арматуры" (RU)
Дата публикации: 20.04.2011