распорное устройство для запорной задвижки

Формула изобретения

1. Распорное устройство для запорной задвижки, содержащее корпус с открытым к его торцевой поверхности кольцевым пазом, выполненным в поперечном сечении из двух частей: прямоугольной формы для размещения армированного графитового наполнителя и в виде трапеции, расширяющейся к открытой стороне, и крышку в виде кольца с кольцевым выступом, выполненным с возможностью размещения во второй части кольцевого паза, при этом поперечное сечение кольцевого выступа выполнено уменьшающимся к крышке, установленной на корпусе с зазором, при этом отношение зазора к диаметру распорного кольца определяют из диапазона 0,005-0,05.

2. Распорное устройство по п. 1, отличающееся тем, что графитовый армированный наполнитель представляет собой кольцевой элемент прямоугольного сечения из прессованного графита с кожухом, расположенным по меньшей мере с одной торцевой стороны для контактирования с кольцевым выступом крышки.

3. Распорное устройство по п. 1, отличающееся тем, что корпус имеет в поперечном сечении форму прямоугольника, а кольцевой паз расположен ближе к его периферии.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к арматуростроению и может быть использовано в качестве распорного кольца для запорной задвижки, предназначенной для перекрытия рабочей среды в различных отраслях народного хозяйства.

Известно распорное устройство для запорной задвижки, содержащей корпус с размещенными в нем и связанными со шпинделем клиновидными дисками с наружными уплотнительными поверхностями (см. SU 1513279, кл. F 16 К 3/14, опубл. 07.10.1989).

Указанная задвижка не обеспечивает достаточную герметичность уплотнения.

Известно также распорное устройство для запорной задвижки, которая содержит корпус с приваренными седлами, установленный в корпусе клиновой затвор в виде двух самоустанавливающихся тарелок с наружными уплотнительными поверхностями, соединенных с поступательно перемещаемым шпинделем посредством байонетного замка, причем между тарелками во взаимных канавках установлено распорное устройство (см. SU 1222206, МКИ кл. F 16 К 3/14, опубл. 30.03.1986).

Недостатком ее является возможное появление ситуаций в процессе эксплуатации изделия, заключающихся в неравномерном усилии прижатия тарелок к седлам ввиду того, что цельное распорное устройство обладает одинаковым усилием, действующим на поверхность самоустанавливающихся тарелок.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является разработка распорного кольца, обладающего дифференцированным распределением распорного усилия в зависимости от реакции со стороны самоустанавливающихся тарелок, обеспечивая тем самым повышение надежности, увеличение срока службы и расширение технических возможностей, особенно в условиях установки их в системах безопасности АЭС.

Технический результат изобретения заключается в обеспечении компенсации технологических неровностей самоустанавливающихся тарелок, разжимаемых распорным кольцом в первый момент взаимодействия задвижки с седлами, и равномерного прижатия тарелок задвижки к седлам при полном перекрытии проходного отверстия клапана, повышая его герметичность. Кроме этого, изобретение выполняет роль температурного компенсатора, т.е. обеспечивает компенсирование изменений распорного усилия в зависимости от изменения температуры в процессе функционирования запорного клапана.

Для достижения указанного технического результата распорное устройство для запорной задвижки содержит корпус кольцеобразной формы с открытым к его торцевой поверхности кольцевым пазом, выполненным в поперечном сечении из двух частей: прямоугольной формы для размещения армированного графитового наполнителя и в виде трапеции, расширяющейся к открытой стороне, и крышку в виде кольца с кольцевым выступом, выполненным с возможностью размещения во второй части кольцевого паза, при этом поперечное сечение кольцевого выступа выполнено уменьшающимся к крышке, установленной на корпусе с зазором, при этом отношение зазора к диаметру распорного кольца определяют из диапазона 0,005 - 0,05.

Кроме этого, целесообразно, чтобы графитовый армированный наполнитель был бы выполнен в виде кольцевого элемента прямоугольного сечения из прессованного графита с кожухом, расположенным по меньшей мере с одной торцевой стороны для контактирования с кольцевым выступом крышки.

Целесообразно, чтобы корпус имел бы в поперечном сечении форму прямоугольника, а кольцевой паз был бы расположен ближе к его периферии.

Указанные признаки являются существенными и взаимосвязанными между собой причинно-следственной связью с образованием совокупности существенных признаков, достаточных для дифференцированного распределения распорного усилия по всей площади прижатия к седлу и повышения герметичности уплотнения.

Сущность изобретения поясняется чертежами:

на фиг.1 общий вид запорной задвижки с распорным устройством в сборе;

на фиг.2 - конструктивное выполнение распорного устройства;

на фиг.3 - общий вид корпуса распорного устройства;

на фиг.4 - фрагмент А по фиг.2 (увеличено).

Запорная задвижка содержит корпус 1 (фиг.1, 2, 3), в котором установлены приваренные седла 2. В корпусе 1 установлен клиновой затвор 3, который выполнен в виде двух самоустанавливающихся тарелок 4, имеющих наружные уплотнительные поверхности 5 и шарнирно соединенных с поступательно перемещаемым шпинделем 6 посредством байонетного замка 7. Между тарелками 4 во взаимных канавках установлено распорное устройство 8.

В представленном примере реализации изобретения перекрытие потока осуществляется двумя самоустанавливающимися тарелками 4. Наличие двух тарелок 4 гарантирует плотность перекрытия среды при любом направлении потока. Тарелки 4 закреплены в обойме посредством байонетного замка 7. Распорное усилие передается на тарелки 4 распорным устройством 8.

Распорное устройство 8 (фиг.2, 3) содержит корпус 9 кольцеобразной формы с кольцевым пазом 10, соосно расположенным c осью корпуса 9 и открытым с его торцевой поверхности. Внутри кольцевого паза 10 расположен графитовый армированный наполнитель 11, представляющий собой кольцевой элемент прямоугольного сечения из спрессованного графита с металлическим кожухом 11*, расположенным по меньшей мере с одной торцевой стороны для контактирования с кольцевым выступом крышки 12 и предотвращающим "вытекание" графита из кольцевого паза 10. Со стороны кольцевого паза 10 на корпусе 9 установлена крышка 12 с кольцевым выступом 13, выполненным с возможностью размещения в кольцевом пазу 10 и контактирования с армированным графитовым наполнителем. Кольцевой паз выполнен в поперечном сечении из двух частей: первая часть - прямоугольной формы для размещения армированного графитового наполнителя 11, вторая часть - в виде трапеции, расширяющейся к открытой стороне паза 10. При этом поперечное сечение кольцевого выступа 13 выполнено уменьшающимся к крышке 12, установленной на корпусе 9 с зазором 14 с возможностью обеспечения осевого и углового перемещений относительно друг друга, при этом отношение величины зазора к диаметру корпуса 9 определяют из диапазона 0,005-0,05. Указанный диапазон выявлен экспериментальным путем.

Корпус 9 имеет в поперечном сечении форму прямоугольника, а кольцевой паз 10 расположен ближе к периферии корпуса 9. С целью обеспечения относительного перемещения крышки 12 относительно корпуса 9 в процессе взаимодействия с самоустанавливающимися тарелками 4, кольцевой паз 10 выполнен с расширяющимися в открытую сторону поверхностями для взаимодействия с боковыми поверхностями кольцевого выступа 13. Крышка 12 имеет форму кольца, ее радиальные размеры соизмеримы с размерами корпуса 9.

Распорное устройство работает следующим образом.

Распорное устройство используется в качестве компенсатора в клиновых запорных задвижках (фиг.1), выполненных с плавающими тарелками 4. В первоначальный момент, когда углы положения седла и тарелок не совпадают, давление поджатия передается локально на определенный участок корпуса 9 и/или крышки 12. В это время происходит пластическая деформация армированного графитового наполнителя. Эта деформация происходит до тех пор, пока не совпадут углы положения клинового распорного устройства 8 с углами положения самоустанавливающихся тарелок 4, т.е. давление поджатия распределяется по всей поверхности распорного устройства. После этого распорное устройство работает в зоне упругих деформаций, которое составляет порядка 10% от исходной толщины распорного устройства, что вполне достаточно для компенсации технологических и температурных погрешностей деталей и элементов запорной задвижки.

Изобретение позволяет расширить технические возможности путем обеспечения возможности установки такой конструкции запорной задвижки в системах безопасности АЭС и повысить герметичность за счет увеличения усилия уплотнения. Для использования в трубопроводных системах АЭС и для химической и нефтегазовой промышленности задвижка изготавливается из коррозионностойкой или углеродистой стали.

Рабочая среда представляет собой соответственно: теплоноситель первого контура, парогазовая смесь, пар, дистиллят, вода контура многократной принудительной циркуляции, вода охлаждения контура системы управления защиты, кислоты, щелочи, газовые сдувки, воздух азот, инертные газы, растворы дезактивации и промывки, масла или масла, конденсат, питательная вода, воздух азот, инертные газы, растворы дезактивации и промывки, пар, техническая вода (содержание хлоридов до 300 мг/л, кислорода до 20 мг/л).

Изобретение соответствует условию патентоспособности "промышленная применимость", поскольку его реализация возможна при использовании существующих средств производства с применением известных технологических операций.