Шиберная задвижка с обратным затвором

Полезная модель относится к области машиностроения, преимущественно к трубопроводной арматуре, а именно к шиберным задвижкам.
Известна трубопроводная арматура, содержащая корпус с входным и выходным патрубками для рабочей среды и поворотным затвором, включающим запорную пробку со сквозным проходным отверстием и встроенным гидродинамическим дросселем. Трубопроводная арматура выполнена многофункциональной за счет использования гидродинамических дросселей различного назначения, для чего гидродинамический дроссель размещен в сменном сборном модуле, установленном в сквозном проходном отверстии запорной пробки с доступом к нему через окно, выполненное в корпусе соосно сквозному проходному отверстию запорной пробки при закрытом поворотном затворе. Размер окна превышает габаритный размер сменного модуля. Гидродинамический дроссель может быть выполнен, например, в виде дроссельной шайбы либо батареи дроссельных шайб, фильтра, расходомера, разрывной мембраны, обратного клапана. Обратный клапан содержит уплотнительное седло, поджатый упруго к седлу золотник, опорную направляющую втулку и наружную направляющую втулку для золотника. Золотник выполнен составным, включающим съемное периферийное кольцо с выполненной на кольце уплотнительной поверхностью. На золотнике выполнен выпуклый центральный обтекатель для прямого потока рабочей среды, а с тыльной стороны золотника выполнена вогнутая полость с образованием цилиндрической направляющей поверхности для перемещения золотника в опорной направляющей втулке. На боковой поверхности золотника выполнены винтовые канавки, а в наружной направляющей втулке выполнены сквозные прорези для прохода рабочей среды (патент RU 67217 U1, МПК F16K 5/00, 06.06.2007).
Недостатками данной конструкции являются высокие массогабаритные показатели и большой коэффициент гидродинамического сопротивления.
Известна клапан-задвижка, содержащая седло, перекрывающий элемент, обводные каналы, в седле расположены постоянные магниты, а в перекрывающем элементе размещено ферромагнитное кольцо. Клапан-задвижка содержит корпус, состоящий из верхней части и нижней, перекрывающего элемента, уплотнительной прокладки, центральной части - седла, цилиндрической полости, обводных каналов, дросселирующих каналов, капроновой втулки, поршень-штока, соединенного с перекрывающим элементом, постоянных магнитов и колец, выполненных из ферромагнитного материала. Клапан-задвижка устанавливается как на всасывающем, так и на нагнетательном трубопроводе. На всасывающем трубопроводе предлагаемое устройство выполняет функции приемного клапана, а на нагнетательном - задвижки и обратного клапана (патент RU130026 U1, МПК F16K 15/00, 25.10.2012).
Недостатками данной конструкции являются высокие массогабаритные показатели, большой коэффициент гидродинамического сопротивления и необходимость применения постоянных магнитов высокой мощности.
Из уровня техники известен клапан-задвижка, предназначенный для использования в качестве запорного предохранительного органа в трубопроводах с жидкими средами. Обратный клапан-задвижка содержит корпус с седлом, крышку, шпиндель, затвор, рычаг с поворотной осью, упор. Между корпусом и крышкой размещена платформа с отверстием для шпинделя, уплотнительными кольцевыми выступом и пазом, приливом с гнездом для поворотной оси и окнами для прохода элементов крепления рычага на оси. Упор выполнен в виде пластины, перемещаемой в направляющих пазах корпуса и жестко соединенной разъемным соединением с шпинделем. Рычаг снабжен кулачками, непосредственно взаимодействующими с упором и затвором. На хвостовике последнего размещен фиксатор, удерживающий хвостовик в соосном отверстии рычага. Изобретение позволяет сократить количество трубопроводной арматуры и реконструировать запорную арматуру без капитальной реконструкции трубопроводов (патент RU 2168095 С2, МПК F16K 15/03, 17.06.1999).
Недостатками данной конструкции являются большие габаритные размеры и техническая сложность реализации. Конструкция донной части корпуса и узла затвора не позволит проводить эффективную промывку застойных зон от отложений парафинов и механических примесей при транспортировке загрязненных и вязких жидкостей, и наоборот ускорит отложение загрязнений на дне корпуса.
Из уровня техники известна шиберная задвижка, содержащая корпус с проходными каналами, шибер с проходным отверстием. Подвижные втулочные седла размещены в гнездах корпуса и поджаты к шиберу пружинами. Уплотнительные элементы установлены между шибером и втулочными седлами. Задвижка также имеет шпиндель с сальниковой набивкой, крышку и маховик. Уплотнительные элементы выполнены в виде самоуплотняющихся манжет с П-образной формой сечения. Эти манжеты обращены открытой стороной к центру и установлены в кольцевых расточках. Последние выполнены на противоположных сторонах уплотняемых поверхностей шибера. Прилегающая к седлу стенка каждой манжеты выполнена с большим углом наклона к оси расточки, чем противолежащая ей стенка. Каждая манжета снабжена тонкостенным кольцом, размещенным в ее кольцевом пространстве. Подвижные седла снабжены щеками. Эти щеки жестко соединены с седлами и вытянуты в диаметральном направлении. Со стороны крышки длина их не менее длины хода шпинделя. С противоположной стороны длина равна сумме величин хода шпинделя и половине диаметра проходного канала корпуса плюс 2-3 мм. (патент RU 2244862 С2, МПК F16K 3/02, 20.01.2005).
Недостатками данной конструкции являются высокие массогабаритные показатели.
Задачей полезной модели является устранение недостатков, упомянутых выше и совмещение функций обратного затвора и запорной трубопроводной арматуры в одном устройстве с уменьшением массогабаритных показателей и увеличением технологичности изготовления.
Технический результат заключается в упрощении конструкции устройства, снижение металлоемкости за счет совмещения в запорном органе обратного затвора и шиберной задвижки, повышении технологичности и ремонтопригодности.
Указанная техническая задача решается, а технический результат достигается за счет задвижки шиберной, содержащей корпус, шибер, седло, и обратный затвор, установленный в проходном отверстии шибера с поворотной осью, расположенной вне проходного отверстия шибера.
Развитием и уточнением предлагаемой полезной модели являются следующие признаки:
- обратный затвор выполнен из эластомера;
- обратный затвор выполнен из металла.
Данное техническое решение может быть применено при доработке существующих шиберных задвижек.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид шиберной задвижки с обратным затвором; на фиг. 2 изображен разрез шиберной задвижки с обратным затвором, а на фиг. 3 изображен разрез шиберной задвижки с обратным затвором с элементами крепления.
На чертежах позиции имеют следующие числовые обозначения:
1 - корпус;
2 - шибер;
3 - обратный затвор;
4 - седло;
5 - парные направляющие;
6 - упор
Шиберная задвижка с обратным затвором (фиг. 1) содержит корпус 1 с установленным в проходном отверстии шибера 2 обратным затвором 3.
Внутри корпуса 1 (фиг. 2) в положении «открыто» находится шибер 2, обратный затвор 3 и седло 4, обеспечивающее герметичность в закрытом положении шиберной задвижки. Поворотная ось обратного затвора 3 располагается вне проходного отверстия шибера 2.
В зависимости от материала изготовления обратного затвора 3 могут применятся направляющие аппараты, установленные на боковых стенках корпуса 1, облегчающие закрытие задвижки и снижающие нагрузку на привод.
Для низких давлений и невысоких расходов в качестве материала обратного затвора 3 применяется эластомер, позволяющий исключить заклинивание обратного затвора 3 в корпусе 1 при закрытии шиберной задвижки и демпфирования удара о шибер 2 при закрытии обратного затвора 3 в момент обратного перетока транспортируемой среды.
В случае применения шиберной задвижки с обратным затвором на трубопроводах с высоким давлением и большими расходами транспортируемой среды при изготовлении обратного затвора 3 применяется металл.
Для исключения заклинивания металлического обратного затвора 3 (фиг. 3) в корпусе 1 при закрытии шибера 2 на стенках корпуса 1 симметрично закрепляют парные направляющие 5 различной длины, при этом поворотная ось обратного затвора 3, выходящая через стенку шибера 2, жестко закрепляется с упором 6.
В закрытом и промежуточных положениях шибера 2 упор 6 находится между парными направляющими 5 и ориентирует плоскость обратного затвора 3 перпендикулярно оси трубопровода. В полностью открытом положении шибера 2 упор 6 выходит из парных направляющих 5, высвобождает обратный затвор 3, и под действием транспортируемой среды обратный затвор 3 свободно открывается.
Таким образом, предлагаемая шиберная задвижка с обратным затвором обеспечивает герметичность в закрытом положении и защиту от обратного потока транспортируемой среды в открытом положении. Конструкция легко реализуема в существующих моделях шиберных задвижек без внесения изменений в основные элементы корпуса арматуры.
Данная конструкция обеспечивает снижение количества применяемой трубопроводной арматуры и затраты на обслуживание, снижение металлоемкости и экономию полезного места занятого оборудованием и может быть применена при доработке существующих шиберных задвижек.