Двухпозиционный распределитель

 

Двухпозиционный распределитель предназначен для подачи жидкости по одному из двух разветвляющихся трубопроводов, преимущественно для подачи жидкости, загрязненной взвешенными твердыми частицами - прокатной окалиной, песком, породой, угольной пылью и т.п. Двухпозиционный распределитель содержит цилиндрический корпус, закрытый торцевыми крышками, центральный проводящий и боковые распределительные патрубки, подвижный шток с клапанами и седла клапанов. Седла клапанов выполнены с плоскими контактными поверхностями и закреплены во внутренних перегородках корпуса, между которыми установлена цилиндрическая вставка. Перегородки расположены по обе стороны центрального подводящего патрубка. Клапаны закреплены на штоке перпендикулярно к его оси и выполнены в виде двух дисков - наружного и внутреннего, насаженных на шток. Между дисками установлены уплотнительные кольца, взаимодействующие с седлами своими плоскими поверхностями. На наружных дисках как на основаниях соосно со штоком жестко закреплены полые цилиндрические цапфы, которые установлены в подшипниках скольжения, смонтированных в крышках корпуса. При этом наружные диски выполнены большего диаметра, чем наружный диаметр цилиндрических цапф. Изобретение позволяет повысить герметичность, надежность и производительность его использования в системах транспортировки больших объемов воды, загрязненной окалиной и другими взвешенными частицами. 3 ил.

Изобретение относится к двухпозиционным распределителям для подачи жидкости по одному из двух разветвляющихся трубопроводов, преимущественно для подачи жидкости, загрязненной взвешенными твердыми частицами - прокатной окалиной, песком, породой, угольной пылью и т.п.

Известен двухпозиционный распределитель (аналог), включающий корпус, подводящий и распределительный патрубки и подвижный шток с клапанами, выполненный в виде золотника (см.В.Д. Плахтин. Надежность, ремонт и монтаж металлургических машин. М., "Металлургия", 1983 г., с. 384, рис. XX.15).

Недостатком аналога являются сложность конструкции, малая производительность, низкая надежность и невозможность использования для подачи и распределения жидкости, загрязненной окалиной или другими взвешенными в ней твердыми частицами или элементами. При транспортировке такой жидкости происходит быстрый износ каналов распределителя и выход его из строя.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) является двухпозиционный распределитель, включающий корпус, подводящий и распределительный патрубки и подвижный шток с клапанами, выполненный в виде золотника (см. В. Я. Седуш. Надежность, ремонт и монтаж металлургических машин. Киев-Донецк. "Вища школа", 1981 г., с. 247, рис. 150).

Прототип более прост по конструкции, чем аналог, однако все остальные недостатки аналога присущи и прототипу. Известный распределитель не может быть применен в производствах, где необходима транспортировка шлама, для транспортировки воды, загрязненной окалиной, например в оборотном цикле очистки воды прокатных цехов, для транспортировки воды, загрязненной угольной и рудной пылью на углеобогатительных, горнообогатительных фабриках, металлургических заводах и других подобных предприятиях. Каналы известного распределителя быстро забиваются грязью, изнашиваются и распределитель выходит из строя. Это ведет к частым авариям систем транспортировки загрязненной жидкости и большим потерям производства. Особенно актуальна эта проблема для систем водоочистки прокатных цехов, в которых невозможно прекращение работы системы водоочистки при отключении от нее, например, участка охлаждения чистовой группы клетей непрерывного прокатного стана на время перевалки валков и требуется переключение потока жидкости на обводной трубопровод (байпас). В этом случае поток жидкости направляется по обводному трубопроводу через двухпозиционный распределитель.

Целью изобретения является повышение герметичности, надежности и производительности двухпозиционного распределителя и обеспечение возможности его использования в системах транспортировки больших объемов воды, загрязненной окалиной и другими взвешенными твердыми частицами.

Поставленная цель достигается тем, что в двухпозиционном распределителе, включающем цилиндрический корпус, закрытый торцевыми крышками, центральный подводящий и боковые распределительные патрубки, подвижный шток с клапанами и седла клапанов, последние смонтированы во внутренних перегородках корпуса, между перегородками установлена цилиндрическая вставка, перегородки расположены по обе стороны от центрального подводящего патрубка, клапаны закреплены на штоке перпендикулярно его оси и выполнены в виде двух дисков - наружного и внутреннего, насаженных на шток, между дисками установлены уплотнительные кольца, взаимодействующие с седлами своими плоскими поверхностями, на наружных дисках как на основаниях соосно штоку жестко закреплены полые цилиндрические цапфы, установленные в подшипниках скольжения, смонтированных в крышках корпуса, при этом наружные диски выполнены большего диаметра, чем наружный диаметр цилиндрических цапф.

Изобретение поясняется чертежами, на которых изображены: фиг. 1 - двухпозиционный распределитель - общий вид, фиг. 2 - вид по стрелке А на фиг. 1, фиг. 3 - разрез по Б - Б на фиг. 1.

Двухпозиционный распределитель включает цилиндрический корпус 1, закрытый торцевыми крышками 2. На корпусе выполнены центральный подводящий патрубок 3 и боковые распределительные патрубки 4 и 5 с присоединительными фланцами. В частном случае, если, например, требуется распределение транспортируемой жидкости на два потока с различным расходом, как это показано на фиг. 1, 2, боковые распределительные патрубки могут быть выполнены различного диаметра.

В корпусе цилиндра выполнены две внутренние перегородки 6, между которыми установлена цилиндрическая вставка 7. Перегородки расположены по обе стороны от центрального подводящего патрубка 3. В отверстиях перегородок установлены седла 8 клапанов распределителя. Седла выполнены уголкового поперечного сечения и закреплены в отверстиях перегородок 6 с помощью накладок 9, приваренных к перегородкам. Наружные плоские поверхности седел прошлифованы и взаимодействуют с клапанами.

Клапаны закреплены на подвижном штоке 10 перпендикулярно его оси и выполнены в виде двух дисков - наружного 11 и внутреннего 12, обращенного к седлу. Диски насажены на шток, а между дисками установлены уплотнительные кольца 13. Кольца взаимодействуют с седлами 8 своими плоскими поверхностями. Наружные диски 11 выполнены со ступицами, закрепленными на штоке от осевого смещения с помощью полуколец 14, накидного кольца 15, гайки 16 и контргайки 17.

На наружных дисках 11 с внешней стороны как на основаниях соосно штоку жестко закреплены (приварены) полые цилиндрические цапфы 18, установленные в подшипниках скольжения. Подшипники состоят из втулки 19 с фланцем 20. Фланец с помощью шпилек 21 крепится к торцу корпуса 22 подшипника. Корпуса подшипников установлены в отверстиях крышек 2 корпуса 1 распределителя и снабжены фланцами, которыми они закреплены на крышках с помощью шпилек 23. Наружные диски 11 выполнены большего диаметра, чем диаметр цилиндрических цапф 18, так что у основания образуется кольцевой выступ 24, перекрывающий в открытом положении клапана корпус 22 подшипника.

На конце штока 10 с одной стороны выполнен хвостик, на котором на резьбе закреплена проушина 25 для соединения с тяговым органом штока (например, с электромагнитом). Для крепления распределителя на твердом основании на цилиндрическом корпусе 1 выполнены опорные лапы 26.

При работе распределителя шток 10 занимает крайнее правое или крайнее левое положение. Если шток занимает правое положение, то левый клапан, как это показано на фиг. 1, закрыт, а правый открыт. Жидкость через подводящий патрубок 3, полость между перегородками 6, отверстие в правой перегородке 6 и распределительный патрубок 5 направляется в трубопровод, соединенный с этим патрубком. Если жидкость необходимо подать через распределительный патрубок 4 в другой трубопровод, шток 10 перемещают в крайнее левое положение. При этом правый клапан закрывается, а левый открывается.

Благодаря применению полых цилиндрических цапф 18 большого диаметра обеспечивается высокая устойчивость и строгая соосность штока с клапанами относительно цилиндрического корпуса 1 и соответственно строгая параллельность плоских контактных поверхностей седел 8 и уплотнительных колец 13 клапанов при их относительно больших диаметрах. Так, наружный диаметр уплотнительных колец 13 в двухпозиционных распределителях, применяемых в системе оборотного цикла очистки загрязненной окалиной воды широкополосного стана "2000" горячей прокатки ОАО "Северсталь" (г. Череповец), составляет 760 мм; наружный диаметр цапф 18 равен 620 мм; внутренний диаметр вставки 7 цилиндрического корпуса 1 - 1150 мм. Это способствует повышению герметичности клапанной системы распределителя, уменьшению износа клапанов и повышению надежности распределителя.

Конструкция распределителя обеспечивает возможность применения клапанов практически неограниченного диаметра, т.е. возможность использования распределителя для транспортировки больших объемов загрязненной жидкости с высокой производительностью, например в системах водозаборов из морей и рек для снабжения водой городского хозяйства и промышленных предприятий, в оборотных циклах очистки загрязненной окалиной воды и др.

В открытом положении клапанов кольцевые выступы 24 на наружных дисках 11 играют роль отбойников, защищающих подшипники скольжения - пары трения цилиндрическая цапфа 18 - втулка 19 от прямого воздействия на них потока загрязненной жидкости. В зоне между выступом 24 и торцевой крышкой 2 при проходе жидкости возникает пониженное давление, отсасывающее из этой зоны твердые частицы и уменьшающее их воздействие на подшипник. Это способствует уменьшению износа подшипников и также повышает надежность распределителя.

Узлы крепления клапанов с помощью гаек 16 и контргаек 17 на штоке расположены внутри цилиндрических цапф 18. Это делает распределитель компактным, предохраняет крепежные узлы от внешних повреждений и также способствует повышению его надежности.

Таким образом, двухпозиционный распределитель обеспечивает достижение поставленной цели изобретения и может быть рекомендован для широкого использования в системах транспортировки воды, загрязненной твердыми взвешенными частицами.

Формула изобретения

Двухпозиционный распределитель, включающий цилиндрический корпус, закрытый торцевыми крышками, центральный подводящий и боковые распределительные патрубки, подвижный шток с клапанами и седла клапанов, отличающийся тем, что седла клапанов выполнены с плоскими контактными поверхностями и закреплены во внутренних перегородках корпуса, между которыми установлена цилиндрическая вставка, перегородки расположены по обе стороны от центрального подводящего патрубка, клапаны закруглены на штоке перпендикулярно к его оси и выполнены в виде двух дисков - наружного и внутреннего, насаженных на шток, между дисками установлены уплотнительные кольца, взаимодействующие с седлами своими плоскими поверхностями, на наружных дисках, как на основаниях, соосно со штоком жестко закреплены полые цилиндрические цапфы, установленные в подшипниках скольжения, смонтированных в крышках корпуса, при этом наружные диски выполнены большого диаметра, чем наружный диаметр цилиндрических цапф.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3