самоустанавливающийся затвор двухдисковой клиновой задвижки

Формула изобретения

Самоустанавливающийся затвор двухдисковой клиновой задвижки, содержащий корпус с клиновидным устройством седловых поверхностей и сочлененный со шпинделем клиновидный двухдисковый запорный орган, диски которого снабжены центральными бобышками с контактными поверхностями, одна из которых выполнена шаровой, и диаметрально противоположными поперечными заплечиками для байонетного соединения дисков со снабженной прорезями обоймой и фиксации в обойме осевым стопорным пальцем, отличающийся тем, что прорези в обойме размещены горизонтально, бобышки и стопорный палец связаны шлицевым соединением, причем зуб выполнен на стопорном пальце, а шлицы - в верхней части развернутых вертикально заплечников.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к запорной трубопроводной арматуре, в частности к двухдисковым клиновым задвижкам с самоустанавливающимся запорным органом.

Известен самоустанавливающийся затвор двухдисковой клиновой задвижки фирмы "Stahl Armaturen Persta GmbH" (см. Севастьянихин Г.И., Зарняский О.Н. Оптимальные технические решения узлов клиновых задвижек, выпускаемых зарубежными фирмами. - М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1991, с. 19, рис.7).

Затвор-аналог содержит корпус с клиновидным седлом и двухдисковый клиновой запорный орган, диски которого удерживаются в обойме с помощью байонетного соединения. Для фиксации дисков в рабочем положении использованы штифты, входящие в пазы, выполненные в верхних частях дисков. Самоустановка клина в затворе обеспечивается шаровой распорной деталью, помещенной между дисками.

Недостатками затвора-аналога являются сложность и трудоемкость осуществления стопорения рабочих дисков от проворота.

Прототипом заявляемого изобретения является самоустанавливающийся затвор двухдисковой клиновой задвижки Л 13160 АО "Знамя труда" (см. Промышленный каталог "Арматура трубопроводная и приводные устройства". - СПб.: Редакционно-издательский комплекс АО "Знамя труда", 1998, книга 2, раздел 8).

Задвижка-прототип содержит корпус с клиновидным устройством седловых поверхностей и сочлененный со шпинделем клиновидный двухдисковый запорный орган. Диски запорного органа снабжены центральными бобышками с шаровыми контактными поверхностями и диаметрально противоположными поперечными заплечиками для байонетного соединения дисков с обоймой. Обойма снабжена вертикальными прорезями. При сборке запорного органа центральные бобышки дисков заводят в вертикальные прорези обоймы, разворачивают в обойме в горизонтальное рабочее положение и фиксируют осевым стопорным пальцем. Нижняя торцевая поверхность стопорного пальца опирается на горизонтальные площадки, выполненные на бобышках. Стопорный палец зафиксирован в обойме с обеспечением гарантированного зазора между верхним горцем пальца и приводным штоком. Шаровые контактные поверхности бобышек позволяют рабочим дискам в затворе разворачиваться вокруг точки взаимного контакта, выбирать угловые погрешности изготовления уплотнительных седловых поверхностей, компенсировать температурные деформации корпуса и самоустанавливаться, обеспечивая самоуплотнение затвора.

Однако при воздействии на запорный орган приводного усилия или прочих внешних усилий между уплотнительными поверхностями рабочих дисков и седел возникают силы трения, результирующие которых создают крутящие моменты, стремящиеся развернуть рабочие диски относительно точки их контакта. По мере закрытия затвора крутящие моменты возрастают, что приводит к выталкиванию стопорного пальца, выборке гарантированного зазора между стопорным пальцем и приводным штоком и включению стопорного пальца в силовую цепь передачи приводного усилия от приводного штока к рабочим дискам. Стопорный палец, не предназначенный для передачи осевой нагрузки, не выдерживает этой нагрузки и разрушается. В зависимости от степени пластичности материалов рабочих дисков и стопорного пальца их контактные поверхности подвергаются расклепу либо скалыванию. Эффект самоустановки запорного органа в седле и герметизация затвора задвижки нарушаются.

Недостатком прототипа является низкая надежность работы самоустанавливающегося затвора двухдисковой клиновой задвижки из-за разрушения стопорного пальца и ответных поверхностей рабочих дисков.

Заявляемое изобретение решает задачу повышения надежности работы двухдисковой клиновой задвижки.

Заявляемый самоустанавливающийся затвор двухдисковой клиновой задвижки включает корпус с клиновидным устройством седловых поверхностей и сочлененный со шпинделем самоустанавливающийся клиновидный двухдисковый запорный орган. Диски запорного органа снабжены центральными бобышками с контактными поверхностями, одна из которых выполнена шаровой, и диаметрально противоположными поперечными заплечиками для байонетного соединения дисков с обоймой. Обойма снабжена горизонтальными прорезями. Диски зафиксированы в обойме с помощью осевого стопорного пальца, связанного с бобышками дисков шлицевым соединением. Зуб шлицевого соединения выполнен на стопорном пальце, а шлицы - в верхней части развернутых вертикально поперечных заплечиков.

Существо изобретения поясняется чертежом, на фиг.1 которого изображен заявляемый самоустанавливающийся затвор двухдисковой клиновой задвижки в разрезе, на фиг.2 - то же, разрез по А-А.

Заявляемый затвор задвижки содержит клиновидные седла 1 и 2 и сочлененный с приводным штоком 3 клиновой запорный орган. Запорный орган включает рабочие диски 4 и 5, охватывающую диски обойму 6 и осевой стопорный палец 7. Хвостовик 8 приводного штока 3 размещен в гнезде 9 обоймы 6 и взаимодействует при возвратно-поступательном перемещении штока 3 с верхним 10 и нижним 11 торцами гнезда 9. Рабочие диски 4 и 5 снабжены центральными бобышками 12 и 13 с диаметрально противоположными поперечными заплечиками 14, 15, 16 и 17 для байонетного соединения дисков с обоймой 6. Бобышки 12 и 13 снабжены контактными поверхностями 18 и 19, одна из которых выполнена шаровой. В обойме 6 выполнены горизонтальные прорези 20 и 21 для заведения в них поперечных заплечиков 14, 15, 16, 17 бобышек 12 и 13. На стопорном пальце 7 выполнен зуб 22, а в периферийной части заплечиков 14 и 15 - шлицы 23 и 24, образующие шлицевое соединение стопорного пальца 7 и бобышек 12 и 13.

При сборке запорного органа бобышку 12 рабочего диска 4 с поперечными заплечиками 14 и 16 заводят в горизонтальную прорезь 20 обоймы 6, бобышку 13 рабочего диска 5 с поперечными заплечиками 15 и 17 заводят в горизонтальную прорезь 21 обоймы 6 до соприкосновения контактных поверхностей 18 и 19 бобышек в точке контакта "О". Вслед за этим рабочие диски 4 и 5 разворачивают в обойме 6 в рабочее положение так, чтобы поперечные заплечики 14, 15, 16 и 17 бобышек 12 и 13 разместились вертикально, войдя в зацепление со стенками обоймы 6. Фиксация рабочего положения дисков 4 и 5 в обойме осуществляется осевым стопорным пальцем 7, зуб 22 которого заводят в шлицы 23 и 24 заплечиков 14 и 15. Между боковыми поверхностями зуба 22 и боковыми поверхностями шлицев 23 и 24 образуются зазоры "". Длину стопорного пальца 7 выбирают таким образом, чтобы между пальцем 7 и торцем 11 гнезда 9 сохранялся гарантированный зазор "".

При движении запорного органа на закрытие (открытие) задвижки приводное усилие от штока 3 передается попеременно на торцы 11 и 10 гнезда 9 обоймы 6, далее - через внутренние поверхности "Б", "В", "Г" и "Д" обоймы 6 на цилиндрические поверхности "Е" и "Ж" бобышек 12 и 13 рабочих дисков 4 и 5.

При возникновении крутящих моментов от результирующих сил трения на уплотни тельных поверхностях седел 1, 2 и рабочих дисков 4, 5 выбираются боковые зазоры "" между зубом 22 и шлицами 23 и 24, в результате чего происходит компенсация угловых погрешностей изготовления седел, температурных деформаций корпуса и самоустановка рабочих дисков в затворе. Дальнейший разворот рабочих дисков 4 и 5 вокруг точки их взаимного контакта "О" предотвращается зубом 22, боковые рабочие поверхности которого попеременно упираются в боковые поверхности шлицев 23 и 24 в дисках и осуществляют эффективное стопорение последних в заданном рабочем положении. Стопорный палец 7 при этом исключен из кинематико-силовой цепи "приводной шток 3 - обойма 6 - рабочие диски 4, 5" и осевых нагрузок не несет. Гарантированный зазор "" сохраняется.

Заявляемый самоустанавливающийся затвор двухдисковой клиновой задвижки обеспечивает надежное герметичное перекрытие трубопровода.