ДИСКОВЫЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ

Область техники
Полезная модель относится к запорной трубопроводной арматуре и предназначена для переключения потоков различных веществ в технологических трубопроводах малого, среднего и высокого давления химической, пищевой, строительной и других отраслях промышленности для сыпучих, жидких и газообразных материалов.
Уровень техники
Известен переключатель потока, защищенный патентом на изобретение РФ № 2184294, F16K 11/02, 2002, включающий корпус с входным радиальным патрубком и выходными цилиндрическими патрубками, расположенными по обе его стороны, съемные седла, запорный орган с приводным валом, отличающийся тем, что запорный орган снабжен цилиндрическим и конусными участками, а также направляющими, соосно расположенными с его осью, причем сквозной канал для приводного вала выполнен на цилиндрическом участке, съемные седла выполнены с конусными посадочными участками, а средняя часть корпуса на участке входного радиального патрубка расположена эксцентрично относительно выходных цилиндрических патрубков, на приводной вал жестко посажена эксцентричная втулка, кинематически связанная с ползуном, размещенным в сквозном канале запорного органа перпендикулярно оси приводного вала, направляющие расположены в переходных патрубках, соединенных с выходными цилиндрическими патрубками.
Причины, по которым нельзя достичь технический результат, заключаются в том, что в переключателе имеется короткозамкнутые отводы под 90 градусов, которые создают дополнительное сопротивление потоку вещества, что в частности, недопустимо при транспортировке по трубопроводу сыпучих материалов.
Известен переключатель потока, содержащий корпус с подводящими и отводящими патрубками, заслонку (запорный орган), вал и привод (SU 836431 А, кл. F16K 11/02, 07.06.1981).
Причины, по которым нельзя достичь технический результат, заключаются в том, что данная конструкция имеет ограниченность применения по давлению и расходу и низкую эксплуатационная надежность из-за возникновения ударов при переводе заслонки (запорного органа) из одного положения в другое.
Известен круглый поворотный клапан для регулирования расхода газов, включающий корпус, перекрывающую его сечение заслонку, установленную на валу (Справочник по пыле- и золоулавливанию. - М.: Энергоиздат, 1983, с. 239, рис. 7.2).
Причины, по которым нельзя достичь технический результат, заключаются в том, что устройство имеет большое гидравлическое сопротивление вследствие наличия в сечении потока заслонки с валом, неприменимость для работы на налипающих пылях, необходимость наличия двух клапанов для переключения потока газа.
Известен перекидной клапан, включающий корпус, размещенную внутри корпуса заслонку, входной и выходной патрубки, жестко связанные с корпусом (Справочник молодого рабочего по изготовлению и монтажу вентиляционных систем. - М.: Высшая школа, 1989, с. 83, рис. 4.2).
Причинами, по которым нельзя достичь технический результат заключается в том, что в устройстве невозможно установка на налипающих пылях вследствие неизбежного выхода из строя, малая герметичность, большое гидравлическое сопротивление вследствие нерациональной формы корпуса.
Известен переключатель потока, содержащий корпус с заслонкой и присоединенные к корпусу входной и выходные патрубки, отличающийся тем, что заслонка закреплена в корпусе и расположена в нем с возможностью разделения его на две герметичные полости, одна из которых, рабочая, выполнена с круглым входным сечением, подобным сечению отверстия входного патрубка, и выходным сечением в виде сектора круга, равным сечению отверстия выходного патрубка, при этом корпус установлен с возможностью поворота вокруг своей продольной оси и относительно патрубков, а рабочая полость корпуса выполнена с постоянной площадью поперечного сечения на любом участке корпуса от входного и до выходного патрубков (патент на изобретение РФ №2107209, F16K 11/02, 1998).
Причины, по которым нельзя достичь технический результат, заключаются в том, что есть необходимость поворота корпуса на 180 градусов. Для этого нужно прокладывать трубопровод с учетом обеспечения необходимого пространства для вращения корпуса переключателя и специализированный привод для обеспечения этого вращения.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является переключатель потоков, содержащий корпус с подводящими и отводящими патрубками и размещенную в нем заслонку, консольно установленную на валу привода и выполненную в виде двояковогнутой линзы, радиус кривизны которой сопряжен с поверхностью внутренних полостей подводящего и отводящего патрубков, отличающихся тем, что, с целью повышения надежности работы при колебаниях давления среды в трубопроводах, в корпусе переключателя выполнен карман, в котором дополнительно установлен подпружиненный шариковый фиксатор, а на валу привода имеются продольные пазы, взаимодействующие с фиксатором (патент на изобретение SU № 836431, F16K 11/02, 1981).
Причины, по которым нельзя достичь технического результата, заключаются в том, что данный переключатель потоков содержит одностороннюю работу заслонки и большой угол поворота потока.
Раскрытие полезной модели
Техническая проблема полезной модели заключается в обеспечении герметичности переключения потоков различных веществ при давлении в технологическом трубопроводе до 16 МПа.
Технический результат заключается в повышении надежности работы устройства для сыпучих, жидких и газообразных веществ, снижении гидравлического или пневматического сопротивления устройства, снижение нагрузки на привод при повороте запорного органа. Технический результат достигается тем, что в переключателе используется выдвижной диск, который выполнен в виде полусферы с конической боковой поверхностью и встроенной расширительной камерой. При подаче давления в расширительную камеру дисковой заслонки коническая часть диска входит в контакт с уплотнителем седла патрубка с нужным усилием, что обеспечивает плотный контакт, герметичность и очистку рабочей поверхности диска от возможного налипания материала, транспортируемого по трубопроводу за счет скольжения уплотнителя по конической рабочей части дискового запорного элемента в момент закрытия нужного патрубка.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 - общий вид дискового переключателя потока.
На фиг. 2 - продольный разрез переключателя вдоль оси вращения в не герметично закрытом состоянии.
На фиг. 3 - продольный разрез переключателя вдоль оси вращения в герметично закрытом состоянии.
На фиг. 4 - продольный разрез поперек оси вращения в не герметично закрытом состоянии.
Переключатель потока содержит корпус 1, гидравлический или пневматический поршневой усилитель давления 2, каналом передачи давления в расширительную камеру 3, выдвижной диск V со встроенной расширительной камерой 4, состоящий из неподвижной части диска 5, подвижной части диска 6, заменяемой рабочей части диска 7, резиновой манжеты 8, возвратной пружины 9, дуговой кронштейн 10 с каналом 11 для передачи давления в расширительную камеру, двух выходных патрубков 12 с седловой поверхностью 13 с уплотнением 14 и одного входного патрубка 15 без седельной поверхности и уплотнения, основная полуось 16 с каналом для передачи давления 17 в виде вала для соединения с приводом, вспомогательная полуось 18 для усиленной модификации переключателя, опорную втулку 19, сальник 20, ограничитель поворота 21, съемная крышка 22 для обслуживания переключателя.
Осуществление полезной модели
Устройство работает следующим образом.
Поток вещества, поступая в переключатель через входной патрубок I, проходит по рабочей полости корпуса IV и дисковой заслонкой V направляется в один из выходных патрубков II или III путем закрытия другого. Для переключения потока с выходного патрубка II на выходной патрубок III дисковая заслонка V на валу 16 поворачивается на 60°, закрывает выходной патрубок II и для герметизации закрытия патрубка в расширительную камеру дисковой заслонки V подается давление из поршневого усилителя 15 по каналам 3, 17, 11 через гидравлическую или пневматическую рабочую среду, при этом патрубок II герметично закрывается дисковой заслонкой V, которая полностью уходит из потока в полость патрубка II. Особенностью описываемого дискового переключателя потока является то, что он является затвором двустороннего действия с одинаковой эффективностью перекрывающий поток через патрубок в обоих направлениях. Это позволяет сделать патрубок I выходным, а патрубки II и III - входными, что позволит направлять поток выборочно из двух технологических трубопроводов в один, при этом двусторонняя работа дисковой заслонки при больших давлениях, повышение эксплуатационных характеристик переключателя потока и обеспечения его герметичности за счет пневматического или гидравлического выдвижения рабочей части запорного диска и создания нужного усилия контакта с уплотнителем седла при закрытии, путем подачи в расширительную камеру диска необходимого давления. Управление вращением запорного органа осуществляется типовым пневматическим, гидравлическим или электрическим приводом, присоединяемым через монтажный фланец по DIN/ISO 5211 с автоматическим управлением выдвижением и сжатием дисковой заслонки через внешние концевые датчики.
Для повышения надежности переключателя с заслонкой в виде двояковогнутой линзы используется карман, в котором установлен подпружиненный шариковый фиксатор, а на валу привода имеются продольные пазы, взаимодействующие с фиксатором, при этом выдвижение рабочей части 7, дисковой заслонки V, которая осуществляется расширением встроенной в диск V расширительный камеры 7, за счет подачи в нее избыточного давления 2. Давление в поршневой усилитель давления 2 подается от внешних источников через штуцер 22.