КЛИНОВАЯ ЗАДВИЖКА

Полезная модель относится к трубопроводной арматуре, в частности к задвижкам и может быть использована при перекрытии трубопроводов для жидких или газообразных сред на технологических линиях в нефтегазодобывающей, химической и других отраслях промышленности.
Известны клиновые задвижки (RU 58645, МПК8 F16K 3/12, опубл. 27.11.2006, RU 63895, МПК8 F16K 3/12, опубл. 10.06.2007), которые содержат корпус, входные и выходные патрубки с седлами и подвижный запорный орган с двумя контактными поверхностями. Контактные поверхности подвижного запорного органа и седел выполнены симметрично с углом наклона к оси проходного отверстия.
Недостаток известных конструкций заключается в высокой трудоемкости изготовления и низкой ремонтопригодности деталей запорного органа и седел вследствие необходимости точного выполнения каждого угла наклона контактных поверхностей. Кроме того, известные клиновые задвижки могут работать только в вертикальном положении, так как любое отклонение может вызвать смещение запорного органа под собственным весом, что не позволит ему войти в контакт с седлами.
Наиболее близкой является клиновая задвижка, описанная в патенте RU 2094682, МПК8 F16K 3/12 опубл. 27.10.1997. Известное устройство содержит корпус с входным и выходным патрубками, в проходных отверстиях которых размещены седла и подвижный запорный орган с двумя контактными поверхностями. При этом одна из контактных поверхностей запорного органа выполнена наклонной, а другая перпендикулярна оси проходного отверстия корпуса. На запорном органе и в корпусе имеются направляющие пазы и выступы.
Выполнение двух контактных поверхностей обуславливает высокую трудоемкость и низкую ремонтопригодность известной клиновой задвижки. А наличие направляющих пазов и выступов не решает проблемы смещения запорного органа при использовании клиновой задвижки в положении, отличном от вертикального.
Задачей полезной модели является создание клиновой задвижки, работающей в любом пространственном положении, а также снижение трудоемкости ее изготовления и повышение ремонтопригодности.
Поставленная задача решается за счет того, что в клиновой задвижке содержится корпус с входным и выходным патрубками с проходными отверстиями, подвижный запорный орган. Причем одна из контактных поверхностей подвижного запорного органа перпендикулярна оси проходного отверстия корпуса, а вторая контактная поверхность подвижного запорного органа выполнена с углом наклона к оси проходного отверстия корпуса с образованием герметизирующего клинового эффекта. Контактная поверхность подвижного запорного органа выполнена с углом наклона к оси проходного отверстия только входного патрубка, а седло размещено в проходном отверстии только входного патрубка, при этом контактная поверхность подвижного запорного органа перпендикулярная к оси проходного отверстия корпуса и обращенная к ней выступающая часть выходного патрубка выполняют роль направляющих без образования герметизирующего клинового эффекта.
Предложенная полезная модель позволяет клиновой задвижке работать в любом пространственном положении за счет наличия на запорном органе и центральном отверстии направляющих поверхностей, а выполнение цилиндрического запорного органа с одной контактной поверхностью снижает трудоемкость изготовления и повышает ремонтопригодность клиновой задвижки.
Сущность описываемой полезной модели поясняется следующими чертежами.
Фиг. 1 - фронтальный разрез клиновой задвижки в положении «закрыто»;
Фиг. 2 - фронтальный разрез клиновой задвижки в положении «открыто».
Клиновая задвижка содержит корпус 1 и подвижный запорный орган 2 (фиг. 1). Корпус 1 включает центральное отверстие 3, входной патрубок 4 и выходной патрубок 5. В проходном отверстии входного патрубка 4 размещено седло 6. Седло 6 может быть исполнено непосредственно в корпусе, но в предпочтительном варианте исполнения полезной модели, седло 6 выполнено в виде втулки (фиг. 1), что обусловлено простотой изготовления и ремонта наклонной контактной поверхности на детали, не являющейся частью корпуса.
Подвижный запорный орган 2 выполнен в виде цилиндра с единственной контактной поверхностью 7, образованной наклонной плоскостью (фиг. 2). Контактная поверхность 8 седла 6 выполнена с идентичным наклоном, что обеспечивает герметизацию задвижки за счет клинового эффекта. Значение двугранного угла, образованного контактной поверхностью седла и контактной поверхностью запорного органа, в пределах 6-10° в зависимости от применяемых материалов и температур эксплуатации.
Выполнение запорного органа с единственной контактной поверхностью значительно упрощает его изготовление и ремонт. В этом случае цилиндрическая поверхность является установочной базой, от которой необходимо выполнить лишь одну наклонную контактную поверхность. Точно так же при изготовлении и ремонте седла необходимо выполнить лишь одну наклонную контактную поверхность. Все это сокращает количество технологических переходов и операций при изготовлении и ремонте клиновой задвижки и ведет к снижению трудоемкости технологического процесса.
Запорный орган 2 и центральное отверстие 3 выполнены с возможностью взаимодействия таким образом, что при работе клиновой задвижки наружная цилиндрическая поверхность запорного органа и внутренняя цилиндрическая поверхность центрального отверстия являются направляющими поверхностями. Благодаря этому предотвращается боковое смещение и выпадение запорного органа даже при использовании клиновой задвижки в положении, отличном от вертикального.
Клиновая задвижка работает следующим образом.
Рабочая среда может подаваться через отверстие любого из патрубков 4 или 5. В предпочтительном варианте использования полезной модели, рабочая среда подается через отверстие входного патрубка 4. В режиме закрытия, запорный орган 2 перемещается вниз, взаимодействуя посредством своей наружной поверхности с внутренней поверхностью центрального отверстия 3. Это исключает смещение запорного органа 2 и позволяет ему беспрепятственно войти в контакт с седлом 6, образуя герметичное соединения за счет клинового эффекта, перекрывая поток рабочей среды. В режиме открытия (фиг. 2), запорный орган 2 аналогичным образом перемещается вверх, открывая полный проход для потока рабочей среды.
Предложенная полезная модель позволяет работать клиновой задвижке в любом пространственном положении за счет выполнения запорного органа в виде цилиндра с направляющей поверхностью, который, взаимодействуя с направляющей поверхностью центрального отверстия, надежно фиксируется от бокового смещения и выпадения. А наличие одной контактной поверхности на запорном органе обеспечивает снижение трудоемкости изготовления и увеличение ремонтопригодности, что приводит к повышению эксплуатационных свойств и уменьшению стоимости предложенной клиновой задвижки.