Затвор для трубопроводов и аппаратов, работающих под давлением

Изобретение относится к области нефтегазового машиностроения. Затвор содержит полый корпус, установленный внутри корпуса с возможностью блокировки и разъема запирающий узел с поворотным механизмом и узлом первичного поджатия запирающего узла, при этом запирающий узел состоит из последовательно установленных: крышки, уплотнительного элемента и вогнутого внутрь полого корпуса днища, снабженного полкой для установки на ней уплотнительного элемента, который расположен между поверхностью нижней стороны крышки и указанной полкой днища, при этом затвор дополнительно снабжен фиксирующим элементом для запирающего узла, имеющим опорную часть, которая размещена выше уровня установки запирающего узла и выполнена с возможностью контакта с верхней стороной крышки запирающего узла, причем фиксирующий элемент установлен на корпусе и/или в теле корпуса. Технический результат заключается в упрощении конструкции и в повышении надежности работы. 15 з.п. ф-лы, 1 табл., 8 ил.

 

Изобретение относится к области нефтегазового машиностроения и может быть использовано в газовой и нефтяной промышленности, например в конструкциях концевых затворов камер запуска и приема поточных снарядов при эксплуатации магистральных трубопроводов, а также в устройствах, предназначенных для быстрого доступа во внутреннюю полость трубопроводов без нарушения их целостности при проведении обслуживания, ремонта и диагностического осмотра, в частности, для ввода в камеру запуска очистного или диагностического устройства.

Известен быстродействующий затвор (Патент РФ на изобретение №2295081), включающий привод в виде винтовой пары, элементы уплотнения, крышку, состоящую из фланца и вогнутого внутрь патрубка днища, элементов стопорения и фиксации, при этом элементы стопорения крышки выполнены в виде секторов, входящих в круговую расточку патрубка при перемещении в радиальном направлении, под действием гайки привода, которая представляет собой усеченную пирамиду или конус с боковыми поверхностями ответными наклонным поверхностям соприкасающихся торцов секторов с Т-образными шипами, при этом винт привода выполнен полым, с расположенным внутри подпружиненным штоком переходного диаметра и подпружиненными фиксаторами, стопорящими гайку по отношению к винту при выдвижении штока под давлением продукта и освобождающими фиксаторы от стопорения при отсутствии давления внутри патрубка, крышка затвора установлена на шарнире с возможностью регулировки ее положения относительно места посадки в патрубок, а патрубок выполнен с расточками под уплотнения крышки, под фланец и под сектора, причем последняя расточка выполнена с наклонной поверхностью, ответной наклонной контактной поверхности на верхней стороне секторов, сверху крышки установлена накладка, удерживающая винт от осевого перемещения и прогиба от веса секторов, прикрепленная к ребрам жесткости через выемки на секторах, например, болтовыми соединениями.

Недостатками указанного известного затвора являются следующие:

- жесткое закрепление винта к днищу крышки требует установки его строго по центру и выполнение пары шип - паз (паз на гайке, шип на секторе или наоборот), обеспечивающей движение секторов в радиально противоположные стороны на строго заданную величину, очень точным, так как это влияет на долговечность и надежность работы затвора. Точность же при этом достигается за счет сложных технологических операций. Однако использование сверху крышки накладки для удержания полого винта от осевого перемещения и прогиба крышки усложняет конструкцию и технологию изготовления известного затвора и его обслуживание,

- при закрытии крышки и стопорении ее секторами, последние входят в круговую расточку патрубка с некоторым усилием, так как нужно «смять» и поджать уплотнения между уплотнительными поверхностями патрубка и фланца крышки. Выполнить это вручную, без применения каких-либо приспособлений, затруднительно, особенно в зимний период времени, когда уплотнительные элементы, например резина, при низких температурах частично теряют свои упругие свойства,

- в процессе длительной работы известного затвора наступает усталость пружин подпружиненного штока и подпружиненных фиксаторов, осаждение смолопарафиновых отложений в канавку и тогда возможно нарушение условия расположения фиксаторов между гайкой и винтом; при закрытии затвора гайка не застопорится по отношению к винту, а следовательно, может произойти самопроизвольный выход секторов из зацепления с фланцем. Кроме того, выполнение винта привода такой длины полым - очень сложная технологическая операция, так как вход и выход канала должны быть строго сосны,

- большая металлоемкость патрубка 1.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является затвор для трубопроводов и аппаратов, работающих под давлением (Патент РФ на полезную модель №89651), который включает патрубок, крышку, состоящую из фланца и днища, элементы уплотнения крышки, сектора для стопорения крышки, блокирующее устройство секторов, привод секторов в виде винтовой пары «винт-гайка», поворотное устройство крышки, прижим для первичного поджатая крышки к уплотнительным поверхностям патрубка. При этом приводной винт концевого затвора со стороны соединения с днищем крышки закреплен в радиально-упорных подшипниках, установленных в стакане, закрепленном на днище крышки, и опирается на упорный подшипник, установленный в нижней части стакана. Поворотное устройство крышки представляет собой шарнир, на корпусе которого через соединительный стакан установлен редуктор, входной вал которого соединен со штурвалом, а выходной вал соединен через жесткую муфту с валом поворотного устройства. Это делает крышку самотормозящей, позволяет легко открывать и фиксировать ее в пространстве. На цилиндрической поверхности патрубка установлен прижим для первичного поджатия крышки к уплотнительным поверхностям патрубка. Использование известного затвора повышает безопасность эксплуатации оборудования.

Однако и указанный известный затвор не лишен недостатков, а именно:

- изготовление секторов для уплотнения крышки достигается за счет сложных технологических операций, что усложняет конструкцию известного затвора;

- блокирующее устройство секторов (17) в известном затворе нижней частью сообщается с внутренней полостью трубопровода, в результате чего возможна закупорка этой нижней части, например, асфальтенами, парафинами и др. отложениями, и соответственно - невозможность его открытия, что может привести к заклиниванию затвора;

- использование в известном затворе уплотнительных элементов сложной Г-образной конфигурации.

Технический результат, достигаемый предлагаемым изобретением, заключается в упрощении конструкции и в повышении надежности работы за счет придания затвору функции самоблокировки запирающего узла под действием внутреннего давления трубопровода и исключения при этом сообщающихся с внутренней полостью трубопровода функциональных элементов, отвечающих за блокировку и разъем запирающего узла, а также за счет обеспечения герметичности затвора даже при наличии элементов коррозии и раковин на поверхностях, сопрягаемых с уплотнительным элементом.

Указанный технический результат достигается предлагаемым затвором для трубопроводов и аппаратов, работающих под давлением, включающим полый корпус, установленный внутри корпуса с возможностью блокировки и разъема запирающий узел с поворотным механизмом и узлом первичного поджатия запирающего узла, при этом новым является то, что запирающий узел состоит из последовательно установленных: крышки, уплотнительного элемента и вогнутого внутрь полого корпуса днища, снабженного полкой для установки на ней уплотнительного элемента, который расположен между поверхностью нижней стороны крышки и указанной полкой днища, при этом затвор дополнительно снабжен фиксирующим элементом для запирающего узла, имеющим опорную часть, которая размещена выше уровня установки запирающего узла и выполнена с возможностью контакта с верхней стороной крышки запирающего узла, причем фиксирующий элемент установлен на корпусе и/или в теле корпуса.

Фиксирующий элемент выполнен в виде опорного кольца, размещенного в клиновидной проточке, выполненной на внутренней поверхности корпуса выше уровня установки запирающего узла, и установленного с возможностью контакта с верхней стороной крышки запирающего узла, причем указанное опорное кольцо выполнено единым или разрезным.

Опорное кольцо выполнено разрезным, по меньшей мере, в виде двух сегментов, торцы которых при установке в клиновидную проточку могут касаться друг друга или находится на расстоянии друг от друга.

При выполнении опорного кольца разрезным в виде нескольких сегментов, один из них снабжен стягивающим-разжимающим торцы сегмента средством, содержащим присоединенную к обоим концам указанного сегмента упругую пластину, имеющую возможность под действием фактора силы, сжимающей ее концы, превращаться в дугообразную, с одновременным стягиванием в направлении один к другому торцов указанного сегмента для целей его установки в клиновидную проточку корпуса с возможностью размещения в ней следующего сегмента и с последующим снятием действия фактора силы на упругую пластину и разжиманием торцов указанного сегмента.

В качестве фактора силы в стягивающем-разжимающем торцы сегмента средстве используют шарнирно присоединенный между одним концом сегмента и соответствующим ему концом упругой пластины штыревой элемент, обеспечивающий при его повороте возможность стягивания-разжимания упругой пластины с одновременным стягиванием в направлении один к другому торцов указанного сегмента или их разжиманием, или плоскозубцы.

Упругая пластина выполнена дугообразной.

Фиксирующий элемент выполнен в виде ряда дугообразных сегментов, размещенных в клиновидных пазах, выполненных на внутренней поверхности корпуса на расстоянии друг от друга.

Фиксирующий элемент выполнен в виде Г-образной или L-образной в поперечном сечении гайки, жестко связанной резьбовым соединением с верхней наружной или с внутренней частью корпуса.

Фиксирующий элемент выполнен в виде ряда клиньев-пальцев, установленных в теле корпуса в сквозной проточке с обеспечением возможности вывода их опорной части внутрь полости корпуса.

Фиксирующий элемент выполнен в виде узла хомутового типа в виде полуколец, установленных с возможностью размещения на горловине корпуса с обеспечением жесткого соединения с последним при фиксации запирающего узла и с возможностью отвода от горловины при разъеме запирающего узла.

Поворотный механизм выполнен шарнирным.

Узел первичного поджатия запирающего узла выполнен типа «винт-гайка» и состоит из стакана с внутренней резьбой, жестко соединенного с дном днища, и винта, введенного через центральное отверстие крышки в указанный стакан днища, с возможностью его осевого перемещения при закручивании-откручивании.

Уплотнительный элемент выполнен кольцевым, поперечное сечение которого имеет форму круга, или овала, или многоугольника, например квадрата, или прямоугольника, или шестиугольника, или восьмиугольника.

На верхней стороне крышки вдоль торца выполнена кольцевая проточка, обеспечивающая ее контакт с фиксирующим элементом.

На нижней стороне крышки выполнена П-образная выемка.

Днище запирающего узла выполнено с возможностью размещения его верхней части в П-образной выемке крышки.

Указанный технический результат достигается за счет следующего.

Благодаря тому, что предлагаемый запирающий узел предлагаемого затвора состоит из последовательно установленных и взаимодействующих между собой: крышки, уплотнительного элемента и днища, вогнутого внутрь полого корпуса, обеспечивается при сборке единая простая конструкция, которая не требует как в прототипе зацепления с корпусом посредством дополнительных сложно исполненных фиксирующих секторов для посадки элементов запирающего узла. Это упрощает конструкцию затвора.

Благодаря тому, что затвор дополнительно снабжен крайне простым в конструкторском исполнении фиксирующим элементом для запирающего узла, имеющим опорную часть, которая размещена выше уровня установки запирающего узла и установлена с возможностью контакта с верхней стороной крышки запирающего узла, обеспечивается надежная блокировка запирающего узла в сборе, исключающая его выход из корпуса при любом давлении в трубопроводе, что обеспечивает надежную работу заявляемого затвора.

Установка указанного фиксирующего элемента производится при «плавающем» запирающем узле, т.е. при установке последний может находиться на некотором расстоянии от опорной части фиксирующего элемента (т.е. быть несколько «утопленным» в полости корпуса), что позволит в последующем, при подаче давления в трубопроводе, обеспечить самоблокировку запирающего узла, путем поджатия его крышки к опорной части фиксирующего элемента. Это позволяет упростить сборку затвора, обеспечить безопасность при сборке, а также использовать в качестве фиксирующего элемента детали с различными вариантами соединения с корпусом затвора: или с наружной поверхностью корпуса, или с внутренней поверхностью корпуса, или размещать в теле корпуса, или одновременно размещать в теле корпуса и крепить на корпусе и т.п., без ухудшения при этом герметических качеств запирающего узла. Это также работает на цель - повышение надежности работы затвора.

В качестве одного из вариантов фиксирующего элемента в предлагаемом затворе может присутствовать опорное кольцо (в преимущественном варианте с упругими свойствами), установленное в клиновидной проточке на внутренней поверхности корпуса и взаимодействующего с верхней стороной крышки (в преимущественном варианте - с выполненной вдоль ее торца кольцевой проточкой), необходимой для посадки на нее (т.е. для опоры) нижней части фиксирующего элемента, которое придает всему запирающему узлу в сборе надежную блокировку, исключающую его выход из корпуса при любом давлении в трубопроводе, что обеспечивает надежную работы заявляемого затвора.

При этом геометрия сечения опорного кольца может быть исполнена в виде прямоугольника под углом к центральной оси, возможно также сечение в виде трапеции, или параллелограмма, или любого другого многоугольника под углом или без угла к центральной оси.

Кольцевая проточка вдоль торца крышки в сечении может представлять собой профильный многоугольник по ответной детали, а именно опорного кольца.

Выполнение фиксирующего элемента - опорного кольца разрезным, по меньшей мере, в преимущественном варианте, в виде двух сегментов, позволяет упростить сборку затвора. Причем длина сегмента, торцы которого подвергаются стягиванию/растягиванию, подбирается таким образом, чтобы во время стягивания при выходе опорного кольца из зацепления с корпусом, торцы находились на расстоянии 5-10 мм друг от друга. При таком варианте облегчается разборка-сборка затвора, а также обеспечивается натяг, который еще в большей степени увеличивает степень герметичности запирающего узла.

Снабжение одного из сегментов стягивающим-разжимающим торцы сегмента средством, позволяет обеспечить извлечение этого кольца (кольцевой фигуры) из сегментов из клиновидной кольцевой проточки корпуса.

Помимо указанного выше опорного кольца, в качестве фиксирующих элементов, установленных на корпусе и/или в теле корпуса затвора, могут быть различные в конструкторском выполнении детали, например в виде ряда дугообразных сегментов, размещенных в клиновидных пазах, выполненных на внутренней поверхности корпуса на расстоянии друг от друга; или в виде Г-образной или L-образной в поперечном сечении гайки, жестко связанной резьбовым соединением с верхней наружной или с внутренней частью корпуса; или в виде ряда клиньев-пальцев, установленных в теле корпуса в сквозной проточке с обеспечением возможности вывода их опорной части внутрь полости корпуса; или в виде узла хомутового типа в виде полуколец, установленных с возможностью размещения на горловине корпуса с обеспечением жесткого соединения с последним при фиксации запирающего узла и с возможностью отвода от горловины при разъеме запирающего узла. Главной их особенностью является то, что они просты в исполнении, легки в сборке, их опорная часть выполнена с возможностью контактирования с крышкой запирающего узла, что обеспечивает гарантированную герметизацию указанного узла при различных давлениях в трубопроводе и обеспечивает его самоблокировку.

Благодаря тому, что в предлагаемом затворе отсутствуют сообщающиеся с внутренней полостью трубопровода функциональные элементы, отвечающие за блокировку и разъем запирающего узла, повышается надежность работы и упрощается работа с затвором как при сборке, так и при его разъеме.

Выполнение на нижней стороне крышки П-образной выемки (причем она может быть цилиндрической выемкой или в виде кругового паза) необходима для возможности размещения в ней верхней части днища при повышении давления в трубопроводе.

Снабжение верхней части днища, с некоторым отступлением от его верхнего торца, полкой предназначено для установки на ней уплотнительного элемента, который фактически будет размещен в предлагаемом затворе между поверхностью нижней стороны крышки, близкой к ее торцу, и указанной полкой днища.

При поднятии давления в трубопроводе верхняя часть днища упирается в нижнюю часть крышки или в верхнюю часть П-образной выемке на крышке, что исключает возможность пережатия уплотнительного элемента и выхода его из строя. Но в то же время, при этом уплотнение полностью занимает весь свободный объем. Такая конструкция обеспечивает при подаче давления в трубопроводе поджатие днищем посредством полки уплотнительного элемента с силой, пропорциональной давлению, при этом уплотнительный элемент деформируется, увеличивая площадь герметизации, способствуя лучшему уплотнению, и даже при наличии сверхнормативной шероховатости поверхности полки и нижней поверхности крышки, а также при наличии элементов коррозии и раковин на поверхностях, сопрягаемых с уплотнительным элементом, последний займет эти пустоты и места коррозии и не потеряет способности уплотнять и герметизировать. То есть в этом случае отпадает необходимость в особой подготовке, например шлифовании, указанных поверхностей, что обеспечивает гарантированную долговременность работы затвора без нарушения его функциональных возможностей.

Экспериментальным путем было доказано, что при наличии элементов коррозии и раковин на поверхностях, сопрягаемых с уплотнительным элементом, герметизация, обеспечиваемая предлагаемым затвором, надежная. Ниже в таблице приведены данные испытаний.

Таблица
№№	Давление в трубопроводе, МПа	Наличие повреждений	Результат
На поверхности полки днища: глубина/ширина, мм	На нижней поверхности крышки, глубина/ширина, мм
1	5	Отсутствует	Отсутствует	Герметизация надежная
2	4	1-2/1-2	1-2/1-2	То же
3	10	1-2,5/10-12	-	То же
4	8	1-2,5/10-12	2/12-15	То же
5	10	1-3,5/10-12	-	То же
6	10	1-5/10-12	2/12-15	То же

Данные, приведенные в таблице, показывают, что даже при наличии повреждений на нижней стороне крышки и/или на полке заявляемый затвор обеспечивает надежную герметизацию при различных давлениях в трубопроводе.

Выполнение уплотнительного элемента кольцевым, поперечное сечение которого имеет форму круга, или овала, или многоугольника, например квадрата, или прямоугольника, или шестиугольника, или восьмиугольника, обусловлено как расширением ассортимента таких уплотнений, так и тем, что, как оказалось, использование шестиугольника или восьмиугольника в заявляемом затворе, по сравнению с уплотнителями другой формы, обеспечивает более надежную герметизацию (даже при меньшей на 20-30% высоте поперечного сечения, чем у известных затворов). Указанные уплотнительные элементы были опробованы при проведении испытаний при давлении 10 МПа.

Благодаря такой конструкции предлагаемого затвора высота поперечного сечения уплотнительного элемента может быть увеличенной даже до 200 мм включительно. Но, следует отметить, что толщина уплотнительного элемента зависит от типоразмера затвора.

Благодаря тому, что предлагаемый затвор снабжен поворотным механизмом, например шарнирным, обеспечивается простота открытия-закрытия запирающего узла. Шарнир выполнен таким образом, что сначала запирающий узел идет прямолинейно вдоль осевой линии корпуса до того момента как нижняя часть днища поравняется с верхней частью корпуса, после этого совершается поворот, направленный от корпуса в сторону.

Выполнение узла первичного поджатия запирающего узла типа «винт-гайка» является известным и применяется в предлагаемом затворе как самый простой вариант.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид затвора в закрытом герметизированном состоянии; на фиг.2 - затвор в полностью разгерметизированном состоянии; на фиг.3 - сегмент опорного кольца со стягивающим - растягивающим торцы этого сегмента средством и изображение а)-г) пошагового действия этого средства; фиг.4 - уплотнительный элемент и поперечное сечение уплотнительного элемента: а) круглое; б) овальное; в) квадратное; г) прямоугольное; д) шестиугольное; е) восьмиугольное; на фиг.5 - фиксирующий элемент с поперечным сечением в виде Г-образной гайки; на фиг.6 - фиксирующий элемент с поперечным сечением в виде L-образной гайки; на фиг.7 - фиксирующий элемент в виде клиньев-пальцев и изображение а)-в) пошаговая их установка и удаление; на фиг.8 - фиксирующий элемент в виде узла хомутового типа с полукольцами и изображение а)-г) пошаговое их закрепление на корпусе и снятие.

Предлагаемый затвор содержит полый корпус 1, установленный внутри корпуса с возможностью фиксации (блокировки) и разъема запирающий узел с поворотным механизмом 2, соединяющий его с корпусом 1, и фиксирующий элемент, например, в виде опорного кольца 3. Запирающий узел состоит из последовательно установленных, начиная от горловины 4 корпуса 1, крышки 5, уплотнительного элемента 6 и днища 7, вогнутого внутрь полого корпуса 1. На верхней стороне крышки 5 вдоль торца может быть выполнена кольцевая проточка 8, а на нижней стороне - П-образная выемка 9. Указанная выемка 9 может быть выполнена, например, в виде цилиндрической круговой в средней части крышки 5 (фиг.1 и 2) или - в виде кольцевого паза (не показан). Днище 7 выполнено с возможностью контактирования его верхней части 10 при блокировке с нижней поверхностью крышки 5, или выполнено с возможностью размещения его верхней части 10 при поджатии в П-образной выемке 9 крышки 5 и снабжено полкой 11 для установки на ней уплотнительного элемента 6, который будет расположен между поверхностью нижней стороны крышки 5, близкой к ее торцу 12, и указанной полкой 11 днища 7. В преимущественном варианте уплотнительный элемент 6 выполнен кольцевым, поперечное сечение которого может иметь, например, форму круга, или овала, или многоугольника (фиг.4). При этом рекомендуемая высота h (фиг.4) поперечного сечения уплотнительного элемента зависит от типоразмера затвора и может достигать величины 200 мм включительно.

Затвор снабжен фиксирующим элементом для запирающего узла, например, в виде опорного кольца 3, размещенным в клиновидной проточке 13, например кольцевой, выполненной на внутренней поверхности корпуса 1 выше уровня установки запирающего узла. Опорное кольцо 3 установлено с возможностью контакта его нижней опорной части с верхней поверхностью крышки 5 запирающего узла (в преимущественном варианте - с поверхностью кольцевой проточки 8 крышки 5). Причем указанное опорное кольцо 3 может быть выполнено как в виде единой детали, так и разрезным, по меньшей мере, в виде двух сегментов 14 и 15 (фиг.3). Выполнение опорного кольца 3 разрезным обеспечит удобство сборки-разборки затвора, а также позволит установить опорное кольцо с большим натягом, что повысит степень фиксации запирающего узла в корпусе 1 и обеспечит гарантированно надежную работу затвора в условиях повышенных давлений в трубопроводах. Выполнение опорного кольца 3 в виде единой кольцевой фигуры также обеспечит надежную работу затвора, учитывая, что благодаря цельности достигается равномерность напряжений по всему телу кольца 3. В преимущественном варианте опорное кольцо 3 может характеризоваться упругими свойствами.

При выполнении опорного кольца 3 разрезным в виде одного или как настоящем варианте, в виде двух сегментов, один из них (например, сегмент 14 фиг.3), для целей размещения кольца 3 в клиновидной проточке 13 может быть снабжен стягивающим-разжимающим торцы 16 и 17 сегмента 14 средством, содержащим присоединенную к обоим концам указанного сегмента 14 упругую пластину 18, имеющую возможность под действием фактора силы, сжимающей ее концы, превращаться в дугообразную с одновременным стягиванием в направлении один к другому торцов 16 и 17 (изображения а)-г) фиг.3) указанного сегмента 14 для целей его установки в клиновидную кольцевую проточку 13 корпуса 1 с возможностью размещения в ней следующего сегмента 15 и с последующим снятием действия фактора силы на упругую пластину 18 и разжиманием торцов указанного сегмента 14 с образованием при этом опорного кольца в виде кольцевой фигуры из сегмента 14 и сегмента 15. В качестве фактора силы в стягивающем-разжимающем торцы 16 и 17 сегмента 14 средстве можно использовать плоскогубцы. Или можно использовать шарнирно присоединенный между одним концом сегмента 14 и соответствующим ему концом 19 упругой пластины 18 штыревой элемент 20, обеспечивающий при его повороте возможность стягивания-разжимания упругой пластины 18 с одновременным стягиванием в направлении один к другому торцов 16 и 17 указанного сегмента 14 или их разжиманием (фиг.3).

В качестве фиксирующего элемента с опорной частью в предлагаемом затворе могут быть использованы и элементы другой конструкции, например фиксирующий элемент 21 с поперечным сечением в виде Г-образной гайки (фиг.5); фиксирующий элемент 22 с поперечным сечением в виде L-образной гайки (фиг.6); фиксирующий элемент в виде клиньев-пальцев 23, размещенных в сквозной проточке 24 корпуса 1 (фиг.7); фиксирующий элемент в виде узла хомутового типа с полукольцами 25 (фиг.8). Причем притязания по настоящему изобретению не ограничены указанными примерами, возможны и другие варианты исполнения фиксирующего элемента. Фиксирующие элементы могут быть установлены как на поверхности корпуса 1 (фиг.5, 6, 8), так и в его теле (фиг.1, фиг.2), или одновременно и в теле и на поверхности корпуса (фиг.7).

Поворотный механизм в предлагаемом затворе может быть выполнен шарнирным. В общем виде он состоит из консоли, втулки с эксцентриситетом, кронштейна, крепящегося к корпусу 1, и кронштейна, крепящегося к крышке 5. Втулка с эксцентриситетом обеспечивает прямолинейное движение вдоль оси корпуса.

Также предлагаемый затвор снабжен узлом предварительного поджатия для создания первоначальной герметизации затвора, который состоит из стакана 26 с внутренней резьбой, жестко соединенного с дном днища 7 и винта 27, введенного через центральное отверстие крышки 5 в указанный стакан 26 днища 7, с возможностью его осевого перемещения при закручивании-откручивании.

Заявляемый затвор работает следующим образом. Конструктивно собирают запирающий узел, для этого устанавливают последовательно в корпус 1 днище 7, уплотнительный элемент 6, укладываемый на полку 11 днища 7, сверху крышку 5. Далее устанавливают фиксирующий элемент, для этого в клиновидную проточку 13 корпуса 1 вводят опорное кольцо 3, для чего сначала в проточке 13 размещают частично сжатый торцами 16 и 17 посредством фактора силы сегмент 14 опорного кольца 3, снимая фактор силы, приложенный к штыревому элементу 20 для сжатия торцов 16 и 17 сегмента 14, разжимают эти торцы, затем устанавливают в проточке 13 второй сегмент 15 этого кольца 3. Далее запирающий узел вытягивают вверх таким образом, чтобы нижняя часть опорного кольца 3 вошла в контакт с верхней частью крышки 5, или вошла в кольцевую проточку 8 (при ее наличии) крышки 5. Учитывая, что клиновидная круговая проточка 13 выполнена выше уровня размещения запирающего узла, то опорой нижней части опорного кольца 3 будет верхняя часть крышки 5 или ее кольцевая проточка 8, т.е. установленное опорное кольцо 3 будет выполнять функцию фиксирующего элемента для запирающего узла. Далее производят предварительное поджатие уплотнительного элемента 6 узлом первичного поджатия. Для этого пропускают винт 27 через центральное отверстие крышки 5 и ввинчивают его в стакан 26 днища 7. Собранный запирающий узел является как бы «плавающим», т.е. может быть несколько утоплен (отодвинут) в полости корпуса для удобства установки фиксирующего элемента. По такому же принципу устанавливают фиксирующие элементы другой конструкции. Затвор готов к работе.

В трубопроводе поднимают давление. При этом днище 7 своей верхней частью 10 прижимается к нижней части крышки 5 или входит в П-образную выемку 9 (если она имеется в наличии) крышки 5, верхняя часть которой необходима для предотвращения выхода из строя уплотнительного элемента 6, таким образом, что ограничивает ход днища 7. При этом днище 7 начинает поджимать к крышке 5 уплотнительный элемент 6, который деформируется и надежно герметизирует затвор даже при наличии повреждений в виде коррозии и раковин на соприкасающихся (сопряженных) с ним поверхностях. То есть происходит самоблокировка затвора.

Затем, при снятии давления в трубопроводе, верхняя часть 10 днища 7 отходит от крышки 5. Откручивают винт 27 и этим уплотнительный элемент 6 принимает первоначальное состояние. Запирающий узел несколько отводят вниз в корпус 1, при этом опорное кольцо 3 освобождается от контакта с крышкой 5 или с ее кольцевой проточкой 8. Затем вынимают сегмент 14 опорного кольца 3 (или все опорное кольцо 3), для этого сегмент 14 сжимают и выводят из зацепления с клиновидной кольцевой проточкой 13 корпуса 1, далее убирают второй сегмент 15. Посредством поворотного механизма выводят запирающий узел из корпуса 1.

Таким образом, предлагаемый затвор имеет следующие преимущества перед известными:

- обеспечивает самоблокировку даже при наличии невысокого давления от 0,1 МПа (1 кгс/см²), причем без элементов, отвечающих за блокировку и разъем запирающего узла и сообщающихся с внутренней полостью трубопровода, что повышает надежность работы;

- обеспечивает герметичность затвора даже при наличии элементов коррозии и раковин на поверхностях, сопрягаемых с уплотнительным элементом, что также повышает долговременность надежной работы;

- прост в обслуживании и в изготовлении ввиду упрощенной конструкции.

1. Затвор для трубопроводов и аппаратов, работающих под давлением, включающий полый корпус, установленный внутри корпуса с возможностью блокировки и разъема запирающий узел с поворотным механизмом и узлом первичного поджатия запирающего узла, отличающийся тем, что запирающий узел состоит из последовательно установленных: крышки, уплотнительного элемента и вогнутого внутрь полого корпуса днища, снабженного полкой для установки на ней уплотнительного элемента, который расположен между поверхностью нижней стороны крышки и указанной полкой днища, при этом затвор дополнительно снабжен фиксирующим элементом для запирающего узла, имеющим опорную часть, которая размещена выше уровня установки запирающего узла и выполнена с возможностью контакта с верхней стороной крышки запирающего узла, причем фиксирующий элемент установлен на корпусе и/или в теле корпуса.

2. Затвор по п.1, отличающийся тем, что фиксирующий элемент выполнен в виде опорного кольца, размещенного в клиновидной проточке, выполненной на внутренней поверхности корпуса выше уровня установки запирающего узла, и установленного с возможностью контакта с верхней стороной крышки запирающего узла, причем указанное опорное кольцо выполнено единым или разрезным.

3. Затвор по п.2, отличающийся тем, что опорное кольцо выполнено разрезным, по меньшей мере, в виде двух сегментов, торцы которых при установке в клиновидную проточку могут касаться друг друга или находиться на расстоянии друг от друга.

4. Затвор по п.3, отличающийся тем, что при выполнении опорного кольца разрезным в виде нескольких сегментов, один из них снабжен стягивающим-разжимающим торцы сегмента средством, содержащим присоединенную к обоим концам указанного сегмента упругую пластину, имеющую возможность под действием фактора силы, сжимающей ее концы, превращаться в дугообразную, с одновременным стягиванием в направлении один к другому торцов указанного сегмента для целей его установки в клиновидную проточку корпуса с возможностью размещения в ней следующего сегмента и с последующим снятием действия фактора силы на упругую пластину и разжиманием торцов указанного сегмента.

5. Затвор по п.4, отличающийся тем, что в качестве фактора силы в стягивающем-разжимающем торцы сегмента средстве используют шарнирно присоединенный между одним концом сегмента и соответствующим ему концом упругой пластины штыревой элемент, обеспечивающий при его повороте возможность стягивания-разжимания упругой пластины с одновременным стягиванием в направлении один к другому торцов указанного сегмента или их разжиманием, или плоскозубцы.

6. Затвор по п.4 или 5, отличающийся тем, что упругая пластина выполнена дугообразной.

7. Затвор по п.1, отличающийся тем, что фиксирующий элемент выполнен в виде ряда дугообразных сегментов, размещенных в клиновидных пазах, выполненных на внутренней поверхности корпуса на расстоянии друг от друга.

8. Затвор по п.1, отличающийся тем, что фиксирующий элемент выполнен в виде Г-образной или L-образной в поперечном сечении гайки, жестко связанной резьбовым соединением с верхней наружной или с внутренней частью корпуса.

9. Затвор по п.1, отличающийся тем, что фиксирующий элемент выполнен в виде ряда клиньев-пальцев, установленных в теле корпуса в сквозной проточке с обеспечением возможности вывода их опорной части внутрь полости корпуса.

10. Затвор по п.1, отличающийся тем, что фиксирующий элемент выполнен в виде узла хомутового типа в виде полуколец, установленных с возможностью размещения на горловине корпуса с обеспечением жесткого соединения с последним при фиксации запирающего узла и с возможностью отвода от горловины при разъеме запирающего узла.

11. Затвор по п.1, отличающийся тем, что поворотный механизм выполнен шарнирным.

12. Затвор по п.1, отличающийся тем, что узел первичного поджатия запирающего узла выполнен типа «винт-гайка» и состоит из стакана с внутренней резьбой, жестко соединенного с дном днища, и винта, введенного через центральное отверстие крышки в указанный стакан днища, с возможностью его осевого перемещения при закручивании-откручивании.

13. Затвор по п.1, отличающийся тем, что уплотнительный элемент выполнен кольцевым, поперечное сечение которого имеет форму круга, или овала, или многоугольника, например квадрата, или прямоугольника, или шестиугольника, или восьмиугольника.

14. Затвор по п.1, отличающийся тем, что на верхней стороне крышки вдоль торца выполнена кольцевая проточка, обеспечивающая ее контакт с фиксирующим элементом.

15. Затвор по п.1, отличающийся тем, что на нижней стороне крышки выполнена П-образная выемка.

16. Затвор по п.15, отличающийся тем, что днище запирающего узла выполнено с возможностью размещения его верхней части в П-образной выемке крышки.