Задвижка

 

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и предназначено для перекрытия потоков рабочей среды, в том числе сильно загрязненной, транспортируемой по трубопроводу. Задвижка содержит корпус с проходным каналом, ножевой запорный орган (нож), седловое уплотнение, сальник и крышку сальника. В корпусе выполнены, по меньшей мере, два отверстия под крепежные элементы. Последние размещены по окружности с центром на оси проходного канала. Сальник размещен в выполненной в корпусе канавке. Дно канавки отстоит от оси проходного канала на расстояние, определяемое соотношением [(D₁-d₁)cosα] /2>h>D_y/2, где h - расстояние от дна канавки до оси проходного канала, D₁ - диаметр окружности, на которой размещены отверстия под крепежные элементы, d₁ - диаметр отверстия под крепежный элемент, D_y - диаметр проходного канала, α - угол между центром отверстия под крепежный элемент и вертикальной осью задвижки. Изобретение обеспечивает герметичность за счет уменьшения длины ножа путем уменьшения конструкции узла сальника и его размещения в корпусе задвижки. 5 з.п.ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области арматуростроения и может быть использовано в составе магистральных трубопроводов, транспортирующих, в частности, сильно загрязненную рабочую среду.

Известны задвижки с ножевым запорным органом, заточенная часть поверхности которого способна разрушать твердые компоненты рабочей среды (SU 879119, кл. F 16 K 3/30, 1974 г.; US 5020776 А, кл. F 16 K 3/02, 1991 г.). Ножевой запорный орган (в дальнейшем - нож) в упомянутых задвижках соединен со штоком, сообщающим ему поступательное движение, в одной точке и при перемещении его возможен перекос, трение о корпус и сальник, отчего происходит "задирание" сальниковой набивки и, как следствие, нарушение герметичности задвижки.

Наиболее близкой по числу совпадающих признаков к заявляемой является задвижка по патенту RU 2145022, кл. F 16 K 3/02, 1998 г., содержащая корпус, седло, ножевой запорный орган, сальник и крышку сальника, в которой герметичность задвижки повышена за счет усиления конструкции сальника. Однако при этом увеличивается длина ножа, что, в свою очередь, ведет к возрастанию давления на него и, следовательно, к возрастанию вероятности перекоса.

Настоящее изобретение решает задачу обеспечения герметичности задвижки за счет уменьшения длины ножа путем изменения конструкции узла сальника и его размещения в корпусе задвижки. Задача решается тем, что в задвижке, содержащей корпус с проходным каналом, нож, по меньшей мере одно седловое уплотнение, сальник и крышку сальника, в корпусе выполнены по меньшей мере два отверстия под крепежные элементы, размещенные по окружности с центром на оси проходного канала, а сальник размещен в канавке, также выполненной в корпусе. Канавка выполнена таким образом, что ее дно отстоит от оси проходного канала на расстояние, определяемое следующим соотношением: [(D₁-d₁)cosα]/2>h>D_y/2, где h - расстояние от дна канавки до оси проходного канала, D₁ - диаметр окружности, на которой размещены отверстия под крепежные элементы, d₁ - диаметр отверстия под крепежный элемент, D_y - диаметр проходного канала, α - угол между центром отверстия под крепежный элемент и вертикальной осью задвижки.

В этом случае сальник размещается под крепежными отверстиями, расположенными над проходным каналом. Если из конструктивных соображений эти отверстия отсутствуют, а крепление задвижки осуществляется посредством отверстий, размещенных ниже уровня проходного канала, сальник размещен в месте, где первые могли бы находиться. За счет того, что сальник углублен в корпус, длина ножа уменьшается, уменьшается давление на него и уменьшается вероятность его деформации под действием рабочей среды, а следовательно, повышается герметичность задвижки. Конструкция задвижки становится более компактной, уменьшается ее металлоемкость и вес. Режущая часть ножа может быть выполнена любой формы, в том числе с изгибом как в сторону проходного отверстия, так и от него. В этих случаях канавка под сальник, сам сальник и крышка сальника повторяют форму режущей части ножа. Это позволяет еще более сократить габариты задвижки, что положительно сказывается на ее рабочих характеристиках. Наиболее оптимально с точки зрения параметров, когда радиусы кривизны канавки, сальника и крышки не превышают радиуса режущей части ножа (или равны). На повышение герметичности задвижки направлены и дополнительные конструктивные особенности. Седловое уплотнение выполнено в виде тарельчатой пружины, как правило, большим основанием опирающейся на корпус, а меньшим - на нож в его рабочем положении. Кроме того, в нижней части проходного канала со стороны натекания потока размещен по меньшей мере один винт, связанный с корпусом по резьбе, а с ножом в нижней его части - посредством упора. Винтов может быть несколько. Наиболее удобно располагать винты в приливах корпуса с упором на режущую кромку ножа. Они позволяют поддерживать нож плотно прилегающим к седлу в условиях воздействия на него твердых компонент рабочей среды, оседающих в нижней части корпуса.

Изобретение поясняется описанием и приложенными к нему чертежами. На фиг. 1 приведен продольный разрез задвижки, на фиг.2 - разрез задвижки перпендикулярно проходному каналу, на фиг.3 и 4 - продольный разрез задвижки, где кромка ножа выполнена с кривизной в сторону проходного канала и от него соответственно.

Задвижка содержит корпус 1 с проходным каналом 2, ножевой запорный орган (нож) 3, седловое уплотнение 4, сальник 5 и крышку сальника 6. В корпусе выполнены отверстия 7 под крепежные элементы, расположенные по окружности с центром на оси проходного канала. В корпусе также выполнена канавка 8 для размещения в нем сальника 6, при этом дно канавки отстоит от оси проходного канала на расстояние, определяемое соотношением: [(D₁-d₁)cosα]/2>h>D_y/2, где h - расстояние от дна канавки до оси проходного канала, D₁ - диаметр окружности, на которой расположены отверстия под крепежные элементы,
d₁ - диаметр отверстия под крепежный элемент,
D_y - диаметр проходного канала,
α - угол между центром отверстия под крепежный элемент и вертикальной осью задвижки.

Режущая часть ножа 3 может быть выполнена с изгибом как в сторону проходного канала 2, так и от него. При этом канавка 8, сальник 5 и крышка сальника 6 повторяют форму (направление изгиба) режущей части ножа. Радиусы изгибов канавки, сальника и крышки сальника выполнены не превышающими радиуса изгиба режущей части ножа. Седловое уплотнение 4 выполнено в виде тарельчатой пружины, большим основанием опирающейся на корпус, а меньшим обращенной к ножу. В нижней части корпуса 1 со стороны натекания потока выполнены приливы 9 (в данном случае два), в каждом из которых размещен по резьбе винт 10 с упором на режущую кромку ножа, что позволяет удерживать нож поджатым к седлу в условиях воздействия на него твердых компонент рабочей среды, оседающих в нижней застойной зоне корпуса задвижки.

Задвижка работает следующим образом. В верхнем положении ножа 3, соответствующем состоянию задвижки "открыто", рабочая среда свободно проходит через проходной канал 2. Сальник 5 предотвращает протекание рабочей среды за пределы задвижки. Движением ножа 3 с помощью любого вида привода в направлении проходного канала последний перекрывается для прохождения рабочей среды, а седловое уплотнение 4, плотно прижатое к ножу потоком рабочей среды и дополнительно винтами 10, предотвращает ее протекание через задвижку.

Все составляющие изобретения направлены на улучшение конструктивных, технологических и эксплуатационных параметров задвижки. Изобретение используется в составе трубопроводов для перекрытия потоков рабочей среды, в том числе сильно загрязненной.

Формула изобретения

1. Задвижка, содержащая корпус с проходным каналом, ножевой запорный орган, седловое уплотнение, сальник и крышку сальника, отличающаяся тем, что в корпусе выполнены, по меньшей мере, два отверстия под крепежные элементы, размещенные по окружности с центром на оси проходного канала, а сальник размещен в канавке, также выполненной в корпусе, причем дно канавки выполнено отстоящим от оси проходного канала на расстояние, определяемое соотношением
[(D₁-d₁)cosα] /2 > h > D_y/2,
где h - расстояние от дна канавки до оси проходного канала;
D₁ - диаметр окружности, на которой размещены отверстия под крепежные элементы;
d₁ - диаметр отверстия под крепежный элемент;
D_y - диаметр проходного канала;
α - угол между центром отверстия под крепежный элемент и вертикальной осью задвижки.

2. Задвижка по п. 1, отличающаяся тем, что режущая часть ножевого запорного органа, канавка, сальник и крышка сальника выполнены с кривизной в сторону проходного канала.

3. Задвижка по п. 1, отличающаяся тем, что режущая часть ножевого запорного органа, канавка, сальник и крышка сальника выполнены с кривизной в сторону от оси проходного канала.

4. Задвижка по п. 1, отличающаяся тем, что уплотнение седла выполнено в виде тарельчатой пружины.

5. Задвижка по п. 1, отличающаяся тем, что в нижней части проходного канала размещен по меньшей мере один винт, сопряженный с корпусом по резьбе, а с режущей частью ножевого запорного органа - посредством упора.

6. Задвижка по п. 2 или 3, отличающаяся тем, что максимальный радиус кривизны канавки, сальника и крышки сальника выполнен не превышающим радиуса кривизны режущей части ножевого запорного органа.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4