УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ГЕРМЕТИЧНОСТИ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОГО КЛАПАНА

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к области трубопроводной арматуры, в частности, к устройству для восстановления герметичности предохранительного клапана и может быть использована в оборудовании для ремонта сбросных пружинных предохранительных клапанов (СППК), а именно в устройствах для восстановления герметичности сопрягаемых пар золотник - седло предохранительного клапана и восстановления герметичности уплотняющих поверхностей предохранительных клапанов.
Уровень техники
Известны устройства для восстановления герметичности уплотняющих поверхностей, которые подразделяются на стационарное оборудование общего назначения и переносные специализированные модели, при этом на стационарных станках общего назначения, которые могут быть оснащены одним или несколькими притирочными инструментами, преимущественно обрабатываются крупные детали с плоскими и цилиндрическими поверхностями, а переносные специализированные станки, как правило оснащаются одним (сменным) притирочным инструментом и применяются для оперативной обработки сопрягаемых поверхностей, в том числе без демонтажа последних. Основной функцией названных станков является приводимый во вращательное движение шпиндель с шарнирно закрепленным притиром, при этом вращательное движение от притира передается притиру с элементами абразива, а вращающийся притир с определенным усилием соприкасается с обрабатываемой поверхностью седла или золотника и производит равномерное снятие тонкого слоя металла (см. ПКТБА - ПУР -5 производства ЗАО «Пензенское конструкторско-технологическое бюро арматуростроения», Станок ПР-УПК-15/200 производства ЗАО предприятие «Специальные технологии»).
Недостатком данных станков является низкое качество плоскости притираемых поверхностей, обусловленное простым вращением притира вокруг собственной оси, при этом при простом вращении притира с абразивом по притираемой поверхности седла или золотника элементы абразива имеют различную линейную скорость, а те элементы абразива, что расположены ближе к центру вращения притира имеют меньшую линейную скорость по сравнению с элементами расположенными у наружной кромки притира, таким образом, вследствие разных линейных скоростей элементов абразива происходит неравномерная шлифовка поверхности, при этом наружная часть седла или золотника подвергается более интенсивному воздействию абразивного материала притира, и как результат, притираемая поверхность имеет выпуклый профиль и недостаточную площадь контакта, что является причиной недостаточной герметичности клапана.
Известен переносной шлифовальный и притирочный станок Unigrid типа SVSI для обработки уплотняющих поверхностей предохранительных клапанов, лишенный недостатков вышеописанных станков, при этом с целью исключения эффекта разных линейных скоростей, станок Unigrid типа SVSI воспроизводит сложное вращательное движение притира с абразивным материалом, обеспечивая высокое качество шлифовки поверхностей, а конструктивное исполнение позволяет оперативно производить смену абразивного материала (см. Переносное шлифовальное и притирочное оборудование, фирма Unigrid VENTA, Германия. Техника для ремонта. Unigrid. de > assets/ files/paf/unigrid- product. Представительство в России: ООО «Уни Пром Тех-ГРУПП», 127486, г. Москва, ул. Дегунинская, дом 1, корп. 2, тел. (495)2255213).
Недостатком данного станка является сложность конструкции, высокая стоимость как основного оборудования, так и расходных материалов и низкая скорость шлифовки, что имеет существенное значение при наличии глубоких повреждений поверхности.
Известен переносной станок для механической обработки уплотнительных поверхностей, преимущественно в затворах корпусов и на напорных элементах (клиньях, дисках, золотниках) фланцевых задвижек и вентилей в период их ремонта. Станок содержит привод, планшайбу с кареткой и резцом, полую борштангу со шпинделем в ее внутренней полости, при этом шпиндель борштанга соединены между собой кинематически: с одной стороны через планшайбу и каретку, несущую резец, с другой стороны через привод, шестерни, разъемные муфты, дифференциальный механизм. Предложенная кинематическая схема с одним приводом для вращения борштанги с резцом и для радиального перемещения резца позволит создать компактную головку с минимальной массой (см. пат. RU №2144449, МПК В23В 41/00, опубл. 20.01.2000 г.).
Недостатком данного станка является сложность конструкции и низкое качество плоскости притираемых поверхностей.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту и принятое авторами за прототип является устройство для восстановления герметичности предохранительного клапана содержащее направляющий фланец с втулкой, механизм притирки с хвостовиком представляющий собой ротор в сборе, рабочий инструмент - диск притирочный и электрический привод, мощностью 450-700 Вт, которое характеризуется тем, что оно содержит приводимый во вращательное движение шпиндель с шарнирно закрепленным диском притирочным, при этом вращательное движение от привода передается диску притирочному с элементами абразива, вращающийся диск притирочный с определенным усилием соприкасается с обрабатываемой поверхностью (седла или золотника) и производит равномерное снятие тонкого слоя металла (см. Притирочный станок «Пеликан», yandex.ru/ images).
Недостатком данного устройства, как и в вышеописанных устройствах, является недостаточно высокое качество плоскости притираемых поверхностей, обусловленное простым вращением притира вокруг собственной оси, при этом при простом вращении притира с абразивом по притираемой поверхности седла или золотника элементы абразива имеют различную линейную скорость. Те элементы абразива, что расположены ближе к центру притира имеют меньшую скорость, а те, что находятся к краю притира - большую. В связи с этим происходит неравномерная шлифовка поверхности седла или золотника предохранительного клапана. Наружная часть седла или золотника подвергается более интенсивному воздействию абразивного материала притира. И как результат, притираемая поверхность имеет выпуклый профиль и недостаточную площадь контакта, что является причиной недостаточной герметичности клапана. Сложный и длительный процесс установки и снятия рабочего инструмента-притира определяется конструктивными особенностями станков. Разработчики известных типов станков не учитывают то, что эффективное время работы абразивного материала составляет не более 1-2 минут при номинальных оборотах шпинделя приводного устройства. После чего необходимо произвести очистку или замену абразивного материала. Замена абразивного материала влечет демонтаж всего устройства, и последующий монтаж с новым абразивным материалом. Происходит значительная потеря времени при установке в прежнее положение.
Раскрытие полезной модели
Задачей предлагаемой полезной модели является разработка устройства для восстановления герметичности предохранительных клапанов, обладающего высоким качеством плоскости притираемых поверхностей, упрощением и сокращением времени процесса установки и снятия рабочего инструмента - диска притирочного.
Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемой полезной модели, сводится к высокому качеству плоскости притираемых поверхностей, упрощению и сокращению времени процесса установки и снятия рабочего инструмента - диска притирочного, что дает возможность решить техническую проблему по повышению качества плоскости притираемых поверхностей, упрощению и сокращению времени процесса установки и снятия рабочего инструмента - диска притирочного.
Технический результат достигается с помощью устройства для восстановления герметичности предохранительного клапана, содержащего механизм притирки с хвостовиком, представляющим собой ротор, состоящий из металлического стакана с направляющим фланцем с приваренной втулкой, в котором установлены радиальные подшипники с ведомым валом, на который сверху навинчен хвостовик, а внизу впрессован штифт для шарнирного соединения с хвостовиком притирочного диска с абразивом и низкооборотного электрического привода, при этом направляющий фланец с приваренной втулкой имеет отверстия и вырезы для возможности установки и фиксации его на все типы предохранительных клапанов, а втулка содержит пару игольчатых подшипников для возможности вращения механизма притирки, при этом в верхней части ротора механизма притирки установлена планетарная передача, центральная шестерня которой глухо насажена на ведомый вал, ее коронная шестерня зафиксирована внутри металлического стакана ротора, а подвижное водило с тремя сателлитами снабжено фиксатором, причем ось ведомого вала смещена от оси ротора на 3 мм для возможности вращения вала по часовой стрелке и эксцентричного вращения ротора против часовой стрелки.
Таким образом, технический результат достигается предлагаемой конструкцией устройства для восстановления герметичности предохранительного клапана, в котором ротор механизма притирки с хвостовиком снабжен планетарной передачей состоящей из центральной шестерни, глухо насаженную на вал, подвижного водила с фиксатором и тремя сателлитами, коронной шестерни, закрепленной внутри ротора, причем
ось вала смещена от оси ротора на 3 мм, с возможностью определения величины эксцентричного вращения, при этом направляющий фланец с приваренной втулкой содержит отверстия и вырезы, позволяющие производить установку и фиксацию его на все типы предохранительных клапанов, а втулка содержит пару игольчатых подшипников, где свободно может вращаться механизм притирки, представляющий собой ротор в сборе и состоящий из металлической втулки, в торцах которой размещены радиальные подшипники с ведомым валом, а центр вала смещен от центра ротора на 3 мм, что задает эксцентриситет при одновременном вращении ротора и вала. Ротор механизма притирки с хвостовиком снабжен планетарной передачей, причем центральная шестерня закреплена на ведомом валу, коронная шестерня закреплена на роторе, а подвижное водило с тремя сателлитами снабжено фиксатором, который во время вращения вала удерживается от вращения, при подаче вращения на хвостовик вала, фиксатор удерживает подвижное водило от вращения, а три сателлита планетарной передачи приводят во вращение сам ротор в противоположном направлении со скоростью, примерно в два раза ниже, чем вал, таким образом, движение диска притирочного есть сумма двух вращений: вала по часовой стрелке и вращения ротора против часовой стрелки, а также устройство может использоваться в двух конфигурациях: притирка золотника и притирка седла, притирку золотника осуществляют после его фиксации в зажимном патроне и установки фланца с направляющей втулкой на стойках патрона, а притирку седла производят после установки фланца с направляющей втулкой непосредственно на корпус предохранительного клапана.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 дано устройство для восстановления герметичности предохранительного клапана, общий вид в разрезе.
На фиг. 2, тоже, механизм притирки с хвостовиком в разрезе.
Осуществление полезной модели
Устройство для восстановления герметичности предохранительного клапана состоит из механизма 1 притирки с хвостовиком 2, направляющего фланца 3 с приваренной втулкой 4, в которой установлены игольчатые подшипники 5, зажимного патрона 6 со стойками 7, диска 8 притирочного и низкооборотного электрического привода (на фиг. не показан) мощностью 450-700 Вт, при этом механизм 1 притирки представляет собой ротор в сборе, состоящий из металлического стакана 9 с направляющими фланцами 3, в которых установлены радиальные подшипники 10 (ГОСТ 8882-75), с валом 11, при этом в верхней части ротора установлена планетарная передача, состоящая из трех сателлитов 12, подвижного водило 13 с фиксатором (на фиг. не обозначен), центральной шестерни (на фиг. не показана) глухо насаженной на вал 11, коронной шестерни 14, которая зафиксирована внутри металлического стакана 9, а на вал 11 сверху навинчен хвостовик 2 для передачи валу 11 вращательного движения, а снизу впрессован штифт 15 (ГОСТ 3128-70), для шарнирного соединения с хвостовиком 2 диска 8 притирочного, при этом от вертикального перемещения вал 11 фиксируется стопорным кольцом 16 (ГОСТ 13942-86), причем ось вала 11 смещена от оси ротора на 3 мм, чем задается величина эксцентричного вращения.
Устройство для восстановления герметичности предохранительного клапана эксплуатируют следующим образом.
Для притирки золотника предохранительного клапана его фиксируют в зажимном патроне 6 со стойками 7 притираемой поверхностью вверх, при сообщении вращательного движения валу 11 через хвостовик 2, с впрессованным штифтом 15 для шарнирного соединения с хвостовиком 2, при этом вал 11 передает движение шарнирно закрепленному диску 8 притирочному, причем от вертикального перемещения вал 11 фиксируется стопорным кольцом 16, при этом одновременно при фиксации подвижного водила 13 фиксатором, планетарная передача, установленная в верхней части ротора и состоящая из трех сателлитов 12, подвижного водила 13 с
фиксатором, центральной шестерни глухо насаженной на вал 11, коронной шестерни 14, которая зафиксирована внутри металлического стакана 9, приводит во вращение весь ротор в игольчатых подшипниках 5 в противоположном направлении со скоростью, примерно в два раза ниже скорости вала 11, таким образом, устройство реализует два различных вращения диска 8 притирочного с абразивом. Первое - вращение вала 11 вокруг собственной оси в радиальных подшипниках 10 по часовой стрелке с прямой передачей от низкооборотного электрического привода мощностью 450-700 Вт. Второе - вращение самого ротора в игольчатых подшипниках 5, установленные в приваренной втулке 4 направляющего фланца 3, в противоположном направлении с пониженной передачей за счет разделения вращения планетарной передачей с тремя сателлитами 12, при этом величина эксцентричного вращения задается смещением оси вала 11 от оси ротора на 3 мм.
Для притирки седла устройство устанавливают на корпус (на фиг. не показано) предохранительного клапана с демонтированным пружинным блоком и закрепляют на штатных шпильках (на фиг. не показано).
Для оперативной очистки абразивного материала или его замены само устройство не демонтируют с предохранительного клапана, а диск 8 притирочный извлекают вместе с механизмом 1 притирки из направляющего фланца 3, а после замены или чистки абразивного материала диска 8 притирочного механизм 1 притирки вместе с диском 8 притирочным устанавливают обратно в игольчатые подшипники 5.
Изготовлено и опробовано устройство для восстановления герметичности предохранительных клапанов. В комплект одного устройства входит два направляющих фланца 3 и два соответствующих им ротора: для клапанов размерами ДУ25-ДУ80 и ДУ80-ДУ-200, при этом зажимной патрон 6 со стойками 7 является общим для обоих направляющих фланцев 3.
Предлагаемая полезная модель по сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями имеет следующие
преимущества:
- высокое качество плоскости притираемых поверхностей за счет реализации сложного вращательного движения;
- упрощение и сокращение времени процесса установки и снятия рабочего инструмента - диска притирочного;
- упрощение и снижение себестоимости конструкции устройства;
- возможность одновременной притирки золотника и седла, как повышение производительности устройства.