запорное устройство

Формула изобретения

1 Запорное устройство, включающее корпус с входным и выходным патрубками, клапанное седло, размещенное в корпусе между названными патрубками, затвор клапана, с зазором насаженный на конец шпинделя, проходящего через отверстие в крышке корпуса, вспомогательный отсечной элемент, установленный внутри корпуса и выполненный в виде охватывающего конец шпинделя с затвором и перекрывающего клапанное седло перевернутого стакана, имеющего днище с центральным отверстием, через которое пропущен шпиндель с возможностью перемещения стакана вдоль шпинделя, и глубину внутренней полости, обеспечивающую возможность затвору полностью располагаться в этой полости, отличающееся тем, что шпиндель установлен вертикально, стакан свободно насажен на шпиндель, а затвор выполнен толщиной, составляющей 0,3 - 0,9 глубины внутренней полости стакана.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к средствам перекрытия потока жидкости, содержащего значительное количество абразивных частиц или включений и относится преимущественно к гидротехнике, мелиорации и т.д.

Известны запорные устройства /1,2/, включающие входной и выходной патрубки, между которыми выполнено клапанное седло, а затвор клапана укреплен на одном конце шпинделя, снабженного сальником, другой конец которого связан с маховиком. В этих устройствах перекрытие клапанного седла происходит при установке на него затвора, причем затвор может иметь специальные выступы, которые дополнительно устанавливаются на седло и способствуют более качественному его перекрытию.

Однако во всех этих случаях наличие абразива в перекрываемом потоке жидкости приводит к преждевременному изнашиванию рабочей поверхности клапанного седла.

Наиболее близким к заявленному является запорное устройство, включающее корпус с входным и выходным патрубками, между которыми выполнено клапанное седло, а затвор клапана укреплен на одном конце шпинделя, проходящего в крышке корпуса и снабженного сальником, другой конец которого связан с маховиком, а также вспомогательный отсечной элемент, установленный с возможностью охвата шпинделя и затвора и перекрытия клапанного седла /3/.

В данном случае отсечной элемент выполнен в виде цилиндра, который подпружинен относительно поверхности клапанного седла и при перемещении затвора вначале задняя поверхность последнего взаимодействует с кромкой отсечного элемента, тем самым прекращая проход жидкости с абразивными частицами через клапанное седло, а потом рабочая поверхность затвора, прижимаясь к поверхности седла, полностью перекрывает проход жидкости. Тем самым обеспечивается износостойкость рабочей поверхности затвора.

Однако в данном случае такая конструкция сложна, т.к. ее работоспособность обеспечивается поджимной пружиной, которая, прижимая отсечной элемент, обеспечивает прерывание потока, кроме того, в данном случае сложно строго выдерживать точно вертикальные перемещения отсечного элемента и затвора во избежание перекоса и, следовательно, некачественного перекрытия потока жидкости.

Технической задачей настоящего изобретения является упрощение устройства с одновременным повышением эксплуатационных характеристик устройства.

Указанная техническая задача решается за счет того, что в запорном устройстве, включающем корпус с входным и выходным патрубками, клапанное седло, размещенное между названными патрубками, затвор клапана, с зазором насаженный на конец шпинделя, проходящего через отверстие в крышке корпуса, вспомогательный отсечной элемент, установленный внутри корпуса и выполненный в виде охватывающего конец шпинделя с затвором и перекрывающего клапанное седло перевернутого стакана, имеющего днище с центральным отверстием, через которое пропущен шпиндель с возможностью перемещения стакана вдоль шпинделя, и глубину внутренней полости, обеспечивающую возможность затвору полностью располагаться в этой полости, согласно изобретению шпиндель установлен вертикально, стакан свободно насажен на шпиндель, а затвор выполнен толщиной, составляющей 0,3-0,9 глубины внутренней полости стакана.

На чертеже схематично представлен разрез устройства, Запорное устройство включает корпус 1, заглушку 2, втулку конусную 3, установленную в клапанном седле, затвор 4, шпиндель 5, вспомогательный отсечной элемент в виде перевернутого стакана 6, крышку 7, прокладку 8, втулку резьбовую 9, сальник 10, буксу 11, фланец 12, кольцо 13, шпонку 14 направляющую, гайку 15, шпонку 16, гайку 17, маховик 18, винт 19, гайки 20-22, шплинт 23, шпильки 24, 25, кольца резиновые 26, 27, кольцо фторопластовое 28, кольцо резиновое 29, манжету 30, фторопластовый уплотнитель 31, входной 32 и выходной 33 патрубки. Днище стакана 6 имеет центральное отверстие, через которое пропущен вертикальный шпиндель 5, причем стакан 6 свободно насажен на шпиндель 5 и может перемещаться вдоль него, а затвор 4 насажен на конец шпинделя 5 с зазором, т.е. может перемещаться в плоскости, перпендикулярной продольной оси шпинделя 5. При этом затвор 4 может полностью располагаться во внутренней полости стакана 6 и не выступать за нижнюю грань стакана 6, т.к. затвор 4 имеет толщину, меньшую глубины внутренней полости стакана 6. По данным исследований наиболее оптимальным по эффективности работы устройства, а также по экономическим и технологическим причинам является выполнение затвора 4 толщиной, составляющей 0,3-0,9 глубины внутренней полости стакана 6.

Устройство работает следующим образом.

В начальный момент, например, при открытом затворе 4 последний располагается полностью во внутренней полости стакана 6 и не выступает за нижнюю круговую грань стакана 6. Жидкость с абразивными частицами, например песком и т. д. , проходит из входного патрубка 32 через клапанное седло в выходной патрубок 33. При закрывании затвора 4 поворотом маховика 18 шпиндель 5 перемещается вниз, при этом вначале клапанное седло будет перекрыто нижней гранью стакана 6, что прекратит поток абразивных частиц и последний будет прижимать стакан 6 к верхней поверхности конусной втулки 3, создавая устойчивую отсечку потока жидкости. Далее, по мере перемещения шпинделя 5 в конусную втулку 3 клапанного седла будет входить затвор 4, насаженный с зазором на конец шпинделя 5. При этом затвор 4 будет самоцентрироваться относительно втулки 3 и точно перекроет втулку 3 по всей поверхности, таким образом осуществиться эффективное перекрытие потока жидкости без какого-либо износа рабочей поверхности затвора 4 и втулки 3.

При открывании устройства перемещаемый вверх шпиндель 5 вначале будет поднимать затвор 4, который полностью выйдет из втулки 3 клапанного седла и своей верхней поверхностью поднимет за днище стакан 6, отрыв нижней грани которого от поверхности втулки 3 клапанного седла обозначит момент открывания устройства. Поток жидкости с абразивными частицами устремится в клапанное седло, однако их действию будет подвергаться только нижняя грань стакана 6, поверхность которого надежно защитит рабочую поверхность затвора 4 от их негативного действия.

В процессе эксплуатации устройства достаточно снять крышку 7 для смены износившегося стакана 6 и открыть заглушку 2 для замены затвора 4, после чего профилактический ремонт будет закончен.

Использование данного устройства позволяет эффективно перекрывать потоки жидкости с абразивными средами, потоки жидкости при наличии больших давлений, когда присутствуют кавитационные и другие процессы, негативно влияющие на рабочие поверхности затворных элементов, что имеет место преимущественно в гидротехнике, мелиорации, нефтяном деле, химической и пищевой промышленности.

Источники информации:

1. GB, заявка, 2281982, кл. F 16 K 1/06, 1995.

2. FR, заявка, 2569812, кл. F 16 K 1/10, 1986.

3. SU, авторское свидетельство, 542056, кл. F 16 K 25/02, 1977.