задвижка параллельная

Формула изобретения

Задвижка параллельная, содержащая седла, плоский затвор, каналы для прохода рабочей среды, цилиндры с кольцевыми поршнями, соосными с каналами для прохода рабочей среды, с пневмо- или гидросистемой управления их перемещением и нагружением и элементами уплотнения для герметизации затвора на торцах поршней, отличающаяся тем, что цилиндры выполнены в виде цилиндров с двухступенчатым поршнем и системой их управления либо в виде автономной системы, либо в виде системы каналов, которые сообщают камеры над поршнем цилиндра со стороны подводящего канала и под поршнем цилиндра со стороны отводящего канала с подводящим каналом, а камеры под поршнем со стороны подводящего канала и под поршнем со стороны отводящего канала - с отводящим каналом, при этом цилиндры либо встроены в корпус устройства, либо выполнены в виде отдельных агрегатов, которые установлены между стенками корпуса и затвором, а седла организованы на торцах цилиндров со стороны затвора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области арматуростроения и может быть использовано при создании задвижек параллельных различного назначения.

Широко известны задвижки параллельные, содержащие седла, скрепленные с корпусом задвижки или подпружиненные, плоский затвор, уплотнения для герметизации затвора, каналы для прохода рабочей среды. При открывании и закрывании задвижки затвор опирается на седло и трется о его торец. При этом вся осевая сила от перепада давления на затворе передается на торец седла, который одновременно является элементом уплотнения затвора (см., например, Д.Ф.Гуревич, О.Н.Шпаков. Справочник конструктора трубопроводной арматуры. Л., Машиностроение, 1987 г.; патент РФ №2201546, кл. F16K 3/02).

Недостатком известных устройств является интенсивный износ уплотнений, недостаточные надежность и ресурс.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является задвижка, содержащая цилиндры с кольцевыми поршнями, соосными с каналами для прохода рабочей среды, с тремя независимыми камерами управления, с пневмо- или гидросистемой перемещения и нагружения поршней и элементами уплотнения на торцах поршней для герметизации затвора (патент US №3610569А, кл. F16K 3/02, 05.10.1971 г., с.9).

Недостатком известного устройства является сложность конструкции.

Задачей заявленного изобретения и техническим результатом, достигаемым при решении задачи, является упрощение конструкции затвора и упрощение эксплуатации задвижки.

Решение задачи и указанный технический результат достигаются тем, что в устройстве, содержащем седла, плоский затвор, каналы для прохода рабочей среды, цилиндры с кольцевыми поршнями, соосными с каналами для прохода рабочей среды, с пневмо- или гидросистемой управления их перемещением и нагружением и элементами уплотнения для герметизации затвора на торцах поршней, цилиндры выполнены в виде цилиндров с двухступенчатым поршнем и системой их управления либо в виде автономной системы, либо в виде системы каналов, которые сообщают камеры над поршнем цилиндра со стороны подводящего канала и под поршнем цилиндра со стороны отводящего канала с подводящим каналом, а камеры под поршнем со стороны подводящего канала и под поршнем со стороны отводящего канала - с отводящим каналом, при этом цилиндры либо встроены в корпус устройства, либо выполнены в виде отдельных агрегатов, которые установлены между стенками корпуса и затвором, а седла организованы на торцах цилиндров со стороны затвора.

Схемы предлагаемых вариантов устройств приведены на фиг.1, 2, 3.

Устройства на фиг.1, 2, 3 (изображены в закрытом положении) содержат седла 1, 2, плоский затвор 3, дополнительные уплотнения 4, 5 для герметизации затвора 3, каналы 6, 7 для прохода рабочей среды, цилиндры с кольцевыми двухступенчатыми поршнями 8, 9, соосными с каналами для прохода рабочей среды, систему для перемещения поршней 8, 9 вдоль оси задвижки в одну и другую стороны. Диаметры уплотнений 4, 5 превышают диаметр седел 1, 2. Элементы уплотнений 4, 5 располагаются на торцах поршней 8, 9 со стороны затвора и на поверхности затвора. Элементы уплотнений 4, 5, которые располагаются на затворе 3, могут быть заглублены относительно частей поверхностей 10, 11 затвора 3, которые трутся о торцы седел 1, 2. Система перемещения поршней 8, 9 может быть выполнена либо в виде системы каналов 12, 13, 14, 15 (см. вариант фиг.1), которые сообщают камеры 16, 17 над поршнем 8 цилиндра со стороны подводящего канала 6 и под поршнем 9 цилиндра со стороны отводящего канала 7 с подводящим каналом 6, а камеры 18, 19 над поршнем 8 со стороны подводящего канала 6 и под поршнем 9 со стороны отводящего канала 7 - с отводящим каналом 7, либо в виде пневмо- или гидросистемы 20 с автономным управлением (см.вариант фиг.2). Цилиндры с поршнями 8, 9 либо встроены в корпус устройства (см. варианты фиг.1 и 2), либо выполнены в виде отдельных агрегатов 21, 22, которые установлены между стенками корпуса устройства и затвором, а седла организованы на торцах 21, 22 цилиндров со стороны затвора (см. вариант фиг.3). Соотношение диаметров двухступенчатых поршней 8, 9 определяется исходя из того, чтобы при работе устройства обеспечивались контактные напряжения в элементах уплотнений 4, 5, требуемые для обеспечения герметичности затвора.

Устройство, выполненное по схеме фиг.1, при перекрывании канала работает следующим образом. При полностью открытом устройстве практически отсутствуют контактные усилия в уплотнениях 4, 5, а также между затвором 3 и седлами 1, 2. По мере перемещения затвора на перекрывание канала уменьшается давление рабочей среды в отводящем канале 7, появляется и увеличивается осевая сила, которая прижимает затвор к седлу 2. При этом давление в камерах 18, 19 уменьшается и поршень 8 прижимает уплотнение 4 к затвору, а поршень 9 смещается вправо, освобождая уплотнение 5 от контакта с затвором. К моменту, когда затвор полностью перекроет канал для прохода рабочей среды, напряжения в уплотнении 4 достигают максимального (требуемого) значения, которое обеспечивает герметичность стыка «торец поршня 8 - затвор». При этом стык «затвор-седло» также работает как уплотнение затвора; уплотнение 4 скользит по поверхности затвора, которая не соприкасается с седлом 1; контактные напряжения в уплотнении 4 существенно меньше контактных напряжений между затворам и седлом 2; уплотнение 5 в герметизации затвора не участвует.

При изменении направления движения рабочей среды на противоположное тому, которое указано на фиг.1, затвор скользит по седлу 1, и работает уплотнение 5, а уплотнение 4 не участвует в герметизации затвора. При открывании затвора процесс взаимодействия элементов устройства происходит в обратной последовательности с описанной выше.

В случае варианта устройства по схеме фиг.2, когда управление движением поршней осуществляется с помощью автономной системы управления 20, герметизация затвора с помощью уплотнения 4 может осуществляться после того, как затвор полностью перекрыл канал.

Использование изобретения позволяет упростить конструкцию затвора, обеспечить двухкаскадность уплотнения, уменьшить силы трения между уплотнением и затвором при его перемещении, повысить надежность и ресурс устройства.