клиновая задвижка с керамическими кольцами

Формула изобретения

КЛИНОВАЯ ЗАДВИЖКА С КЕРАМИЧЕСКИМИ КОЛЬЦАМИ, содержащая корпус с входным и выходным патрубками, в проходных отверстиях которых установлены седла, и клин, снабженный сменными керамическими кольцами, отличающаяся тем, что на периферийном участке цилиндрической поверхности нижней части клина выполнены продольные канавки, параллельные оси проходных отверстий патрубков, с шагом не меньшим, чем удвоенная ширина канавки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области арматуростроения и может быть использовано для газовой, нефтяной, химической, энергетической и угольной промышленности.

Известна конструкция клиновой задвижки со сменными кольцами в клине и корпусе [1] Известна конструкция шиберной задвижки, запорная часть шибера которой снабжена сменными кольцевыми элементами из керамического материала на основе Al₂O₃ [2]

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является конструкция запорного узла шиберной задвижки, содержащего в нижней части шибера и корпуса каналы, соединяющие области высокого и низкого давления, и предназначенные для очистки внутренней полости корпуса от механических загрязнений [3]

Недостаток известных конструкций состоит в повышенной повреждаемости герметизирующих рабочих поверхностей колец клина и седел в процессе перекрытия затвора вследствие высокой турбулентности перетекающего абразивосодержащего потока рабочей среды и воздействия потока на рабочие поверхности под углом, близким к прямому.

Задача изобретения заключается в повышении надежности клинового затвора со сменными керамическими кольцами, снижении турбулентности рабочего потока и организации скользящих углов воздействия потока на рабочие поверхности колец клина и седел.

Поставленная задача достигается тем, что в задвижке клиновой с керамическими кольцами, содержащей корпус с входным и выходным патрубками, в проходных отверстиях которых установлены седла, и клин, снабженный сменными керамическими кольцами, на периферийном участке цилиндрической поверхности нижней части клина выполнены продольные канавки, параллельные оси проходных отверстий патрубков с шагом не меньшим, чем удвоенная ширина канавки.

На фиг. 1 показана задвижка клиновая с керамическими кольцами; на фиг.2 вид по стрелке А на фиг.1 на клин; на фиг.3 промежуточное положение клина в запорном узле задвижки.

Задвижка клиновая с керамическими кольцами схематически изображена на фиг. 1. В корпусе 1 задвижки с входным 2 и выходным 3 патрубками между неподвижными седлами 4, 5 расположен подвижный запирающий элемент в виде клина 6 с керамическими кольцами 7, 8 на рабочих поверхностях. На периферийном участке цилиндрической поверхности нижней части клина 6 имеются продольные канавки 9, параллельные оси проходных отверстий патрубков 2, 3. Канавки 9 расположены равномерно по периферийному участку цилиндрической поверхности нижней части клина 6 с шагом не меньшим, чем удвоенная ширина канавки.

Задвижка клиновая с керамическими кольцами работает следующим образом.

В режиме открытия-закрытия клин 6 совершает возвратно-поступательное движение, перпендикулярное оси проходных отверстий патрубков 2, 3. Во время рабочего хода в процессе прохождения канавок 9 клина 6 в контуре проходных отверстий патрубков 2, 3 канавки выполняют функцию стабилизации турбулентного абразивосодержащего потока рабочей среды, что позволяет снизить его эрозионное воздействие на рабочие поверхности затвора и ориентировать его в направлении нижней части клина 6.

Эффективность предлагаемого технического решения заключается в следующем. Продольные канавки на периферийном участке цилиндрической поверхности нижней части клина выполняют функцию, аналогичную спрямляющим сеткам и решеткам в газодинамических устройствах, т.е. в процессе перекрытия клином проходных отверстий патрубков задвижки происходит стабилизация (снижение турбулентности) обтекающего клин потока рабочей среды. Это позволяет снизить коэффициент гидравлического сопротивления клинового затвора. Кроме того, наличие продольных канавок позволяет ориентировать поток при обтекании клина в направлении меньшего гидравлического сопротивления и обеспечивает обтекание керамических колец стабилизированным потоком. Пониженная турбулентность потока способствует повышению стойкости керамического материала абразивной эрозии, так как снижается вероятность попадания абразивных частиц в керамическую поверхность под прямым углом. Скользящие углы воздействия абразивных частиц на керамический материал являются наиболее благоприятными в плане стойкости керамики к абразивной эрозии. В целом продольные канавки на клине являются средством воздействия на газодинамическую ситуацию при абразивной эрозии вблизи изнашиваемой поверхности.