Затвор

 

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и предназначено для перекрытия и регулирования потока рабочей среды, транспортируемой по трубопроводу. Затвор содержит корпус с седлом, запорный орган в виде поворотного диска с приводом, сальник, упругодеформируемый элемент, расположенный в канавке поджимной элемент и канал. Последний сообщает канавку с внешней поверхностью уплотняемого элемента. Поджимной элемент выполнен из эластичного материала с возможностью увеличения его размеров в пределах канавки. В канале с внешней стороны уплотняемого элемента установлен нажимной элемент для поддержания избыточного давления в канавке. Уплотнительный элемент, расположенный в канавке поджимной элемент и нажимной элемент размещены и/или в корпусе, и/или в запорном органе, и/или в сальнике. Изобретение обеспечивает повышение герметичности затвора с одновременным продлением рабочего ресурса, а также повышение ремонтопригодности без демонтажа арматуры. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к арматуре для магистральных трубопроводов, в частности к запорным устройствам и способам обеспечения их герметичности.

Известны затворы, содержащие корпус и запорный орган, герметичность конструкции которых, особенно по линии взаимодействия седла и запорного органа, обеспечивают тем, что снабжают сопрягаемые детали уплотнением, преимущественно упругодеформируемым. К таким относятся, например, затворы по RU N 2020347, кл. F 16 К 3/02, 1994 г., по ЕР N 0233060, кл. F 16 К 5/06, 1991 г. и по DE N 1943985 A1, кл. F 16 К 1/226, 1977 г. В процессе эксплуатации затвора поверхности уплотнительных элементов деформируются либо изнашиваются, образуя зазор, сквозь который происходит утечка рабочей среды.

Известны затворы, в которых этот недостаток устраняют тем, что уплотнение нагружают дополнительно поджимным элементом, например пружиной (WO 94/23227, кл. F 16 K 5/06, 1994 г.; ЕР N 0412229 B1, кл. F 16 К 1/226, 1994 г. ). Упомянутые элементы со временем также могут утрачивать свои упругие свойства и возникает необходимость их замены с разборкой всей конструкции.

Наиболее близким к заявляемому по числу совпадающих признаков является дисковый затвор по RU N 2030668, кл. F 16 К 1/226, 1995 г., содержащий корпус с эластичным вкладышем, поворотный диск с приводным валом, а также поджимной элемент, охватывающий вкладыш и выполненный в виде двух спиральных одновитковых пружин со стяжкой. Плотное поджатие пружин к основному уплотнительному элементу происходит за счет уменьшения их диаметра при закручивании посредством стяжки. Со временем работающие на растяжение пружины утрачивают свои упругие свойства и для сохранения работоспособности затвора требуется их замена с разборкой всей конструкции.

Настоящее изобретение решает задачу повышения герметичности затвора с одновременным продлением рабочего ресурса, а также повышения ремонтопригодности без демонтажа арматуры.

Задача решается тем, что в затворе, содержащем корпус с седлом, сальник, запорный орган в виде поворотного диска с приводом, упругодеформируемый уплотнительный элемент, размещенный в канавке поджимной элемент и канал, сообщающий канавку с внешней поверхностью уплотняемого элемента, поджимной элемент выполнен из эластичного материала с возможностью увеличения его размеров в пределах канавки, а в канале с внешней стороны уплотняемого элемента установлен нажимной элемент для поддержания избыточного давления в канавке, причем уплотнительный элемент, расположенный в канавке поджимной элемент и нажимной элемент размещены и/или в корпусе, и/или в запорном органе, и/или в сальнике. Поджимной элемент, размеры которого в исходном состоянии соизмеримы с размерами канавки, в силу свойств материала под воздействием давления, создаваемого нажимным элементом, работая на расширение, заполняет канавку полностью, обеспечивая плотный охват уплотнения и равномерное распределение поля контактных напряжений, а нажимной элемент, создавая в канавке избыточное давление, оставляет поджимной элемент в напряженном состоянии в течение всего времени эксплуатации. Нажимной элемент может быть выполнен пневматическим либо гидравлическим. Поджимной элемент может быть выполнен таким образом, что часть его помещается и в канале. В этом случае нажимной элемент может представлять собой винт, связанный с концом канала, выходящим на внешнюю поверхность уплотняемого элемента, по резьбе с возможностью непосредственного контакта с поджимным элементом. При необходимости усиления обжатия уплотнительного элемента, которая может возникнуть в процессе износа отдельных элементов конструкции, может быть произведено добавление эластичного материала в канавку через канал в корпусе без разборки затвора. Таким образом может быть уплотнена любая из деталей затвора, в том числе корпус в области седла, запорный орган либо сальник, если это предпочтительно в конкретной конструкции затвора.

Изобретение поясняется описанием, в качестве примера, конструкции дискового затвора и чертежами. На фиг. 1 приведен разрез затвора с уплотненным корпусом в области седла, на фиг. 2 - разрез уплотненного запорного диска.

Затвор (фиг. 1) содержит корпус 1 с эластичным уплотнительным элементом в виде вкладыша 2, запорный орган в виде поворотного диска 3 с валом привода 4, а также поджимной элемент 5, размещенный в канавке 6, расположенной между корпусом и вкладышем. В корпусе выполнен канал 7, сопряженный с канавкой 6 и сообщающий ее с внешней поверхностью уплотняемого элемента. Канал соединен с нажимным элементом 8, создающим избыточное давление в канавке. Поджимной элемент 5 выполнен из эластичного материала, например полиуретана или материала ФУМ. Он может быть предварительно сформирован в виде жгута, помещен в канавку 6 в процессе сборки затвора, а после создания в канавке избыточного давления, расширившись, может полностью заполнить канавку 6. Он может быть также выполнен путем заполнения канавки через канал эластичным материалом под давлением в полностью собранном затворе. В зависимости от типа материала последний может быть предварительно подвергнут нагреванию до температуры размягчения для достижения наибольшей плотности заполнения канавки. Аналогично может быть сформирован и поджимной элемент в канале 7, а нажимной элемент 8 выполнен, например, в виде винта, контактирующего с поджимным элементом непосредственно и сопряженного с каналом по резьбе. На фиг. 2 приведен разрез уплотненного поворотного диска 3, который также содержит уплотнительный элемент 9 и поджимной элемент 10, размещенный в канавке 11, соединенной с внешней поверхностью диска 3 каналом 12. Чтобы избежать разборки затвора в процессе ремонта, канал может быть выполнен в приводном валу 4, к выходному отверстию которого подсоединен нажимной элемент для создания избыточного давления, например винт. Аналогичным образом может быть выполнен и сальник, то есть уплотнение корпуса в месте выхода из него вала привода (на чертежах не показан).

Дисковый затвор работает следующим образом.

Рукояткой 13 через вал привода 4 поворотный диск 3 устанавливается в положение "открыт", то есть вдоль потока рабочей среды, пропуская ее через затвор. Закрытие затвора производится поворотом рукоятки в противоположном направлении. Перевод затвора из одного состояния в другое осуществляется с преодолением упругого сопротивления уплотнения в целом, что обеспечивает герметичность затвора в месте сопряжения его деталей.

Изобретение может быть использовано в составе магистральных трубопроводов для перекрытия или регулирования потока транспортируемой по нему среды, в основном жидкости или газа.

Формула изобретения

1. Затвор, содержащий корпус с седлом, сальник, запорный орган в виде поворотного диска с приводом, упругодеформируемый уплотнительный элемент, расположенный в канавке поджимной элемент и канал, сообщающий канавку с внешней поверхностью уплотняемого элемента, отличающийся тем, что поджимной элемент выполнен из эластичного материала с возможностью увеличения его размеров в пределах канавки, а в канале с внешней стороны уплотняемого элемента установлен нажимной элемент для поддержания избыточного давления в канавке, причем уплотнительный элемент, расположенный в канавке поджимной элемент и нажимной элемент размещены и/или в корпусе, и/или в запорном органе и/или в сальнике.

2. Затвор по п.1, отличающийся тем, что поджимной элемент размещен также в канале.

3. Затвор по п.2, отличающийся тем, что нажимной элемент выполнен в виде винта, контактирующего с поджимным элементом.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2