ДРОССЕЛЬНАЯ ЗАСЛОНКА

Полезная модель относится к арматуростроению и может быть использовано в нефтехимической, металлургической и других отраслях промышленности, где может быть применено для перекрытия участка трубопровода при ремонте или для регулирования расхода газообразных сред.
Известна запорная заслонка, содержащая цилиндрический корпус с кольцевой канавкой, в которой размещен ленточный уплотняющий элемент, связанный с натяжным механизмом, и поворотный дисковый запорный орган с приводом (см. патент РФ №2062378, кл. F16K 1/226.).
Известное устройство не обеспечивает достаточной герметичности, так как в натяжном механизме имеется стык.
Известна также дроссельная заслонка, в корпусе которой размещен дисковый запорный орган, связанный с приводом и взаимодействующий с уплотнительным элементом, выполненным в виде гильзы из упругого материала, установленной в корпусе с образованием полости, сообщенной с источником управляющего давления, в которой корпус выполнен разъемным, гильза снабжена охватывающей ее кольцевой обоймой, установленной в разъеме корпуса, причем полость, сообщенная с источником давления, выполнена в обойме, а края гильзы зажаты между обращенными друг к другу поверхностями обоймы корпуса, (см. авторское свидетельство №918618, F16K 1/226.).
В последней заслонке уплотнительный элемент-гильза не имеет стыков по окружности - что повышает степень герметизации.
Однако то обстоятельство, что в зоне расположения гильзы на оси выносного кронштейна шарнирно установлен запорный орган, связанный рычажной системой с осью и приводом - и усложняет конструкцию и увеличивает ее габариты (вдоль оси трубопровода).
Усложнение объясняется сложностью механизма привода, который необходимо защитить от воздействия газов (или жидкостей), которые перекрываются данной заслонкой.
Увеличение осевых габаритов объясняется наличием системы рычагов, располагающихся в потоке газов и кронштейна.
Кроме того, недостатками являются низкая надежность и низкие эксплуатационные характеристики.
Последние из указанных недостатков обусловлены тем, что опоры на которых вращается заслонка размещены внутри трубопровода - что не позволяет их осматривать, смазывать, демонтировать в процессе эксплуатации не снимая заслонки с трубопровода.
Кроме того, при работе на опоры действуют силы от аэродинамических сил, воздействующих на заслонку при обтекании потоком газа, которые при больших габаритах заслонки (свыше 1000 мм) могут достигать значительных величин, что вызывает необходимость «разнести» опоры (увеличить «базу» опоры).
При размещении опор внутри трубопровода указанные выше особенности конструкции не позволяют «разнести» опоры - что снижает надежность заслонки.
Поставленные цели достигаются тем, что за пределами обоймы, в которой установлена гильза, размещены две диаметрально расположенные опоры в каждой из которых с возможностью осевого перемещения вдоль оси вращения опоры установлен кривошип, а диск соединен с кривошипами с помощью кронштейнов, огибающих гильзу с обоймой, при этом края обоймы и гильзы по периметру герметично скреплены, например, сварены.
Опоры снабжены устройствами для перемещения осей вращения кривошипов в направлении перпендикулярном оси вращения.
Устройство для перемещения осей вращения выполнено в виде кольца, в котором внутренний диаметр выполнен эксцентрично по отношению к наружному.
Сопоставительный анализ заявляемой дроссельной заслонки с прототипом и другими рениями в данной области техники показывает, что изложенная в патентной формуле совокупность признаков неизвестна из существующего уровня техники, на основании чего можно сделать вывод о ее соответствии критерию полезной модели «новизна».
Соответствие предложенного технического решения критерию «промышленная применимость» видно из ниже приведенного примера конкретного выполнения дроссельной заслонки.
Полезная модель иллюстрирована чертежом, где на Фиг.1 представлен продольный разрез заслонки, а на Фиг.2 поперечный разрез заслонки, где:
1 - корпус
2 - диск-заслонка
3 - трубопровод
4 - опоры
5, 6 - кривошипы
7 - кронштейн
8 - обойма
9 - гильза
10 - кольца
П - полость
В корпусе 1 установлена поворотная заслонка 2 в виде диска. За пределами трубопровода 3 в корпусе 1 установлены подшипниковые опоры 4 например, шарикоподшипники. На опорах смонтированы два кривошипа 5 и 6, один из которых - 5, соединен с поворотным приводом заслонки (на чертеже привод не показан). Кривошипы соединены с кронштейнами 7 например, сварены, а кронштейны соединены с диском-заслонкой болтами (на чертеже не показаны).
Для уплотнения кольцевого зазора по периметру диска-заслонки 2 в корпусе установлена обойма 8 в виде кольца в которое установлена тонкостенная гильза 9, также в виде кольца, но с меньшей толщиной, чем обойма.
Обойма герметично соединена (сварена) с гильзой по периметру с обоих торцов и образует двухслойную конструкцию, в которой полость «П» между слоями соединена с источником управляющего давления с таким расчетом, чтобы при подаче управляющего давления гильза прогибаясь внутрь (к оси трубопровода) прижималась к диску-заслонке 2.
Важным фактором надежности уплотнения является обеспечение при сборке заслонки концентричности зазора - что достигается двумя элементами конструкции:
1) кривошипы установлены с возможностью осевого перемещения вместе с заслонкой - это позволяет заслонке «самоустанавливаться» путем касания заслонки 2 о гильзу 9 в тех точках, где скорость скольжения гильзы о заслонку теоретически равна нулю (то есть точка касания и ось вращения должны совпадать) и сдвигаться в пределах зазора вдоль оси вращения.
2) опоры установлены внутри колец 9, в которых внутренний диаметр d выполнен эксцентрично по отношению к наружному D.
1
2
Разворачивая при сборке одновременно оба кольца 9 можно перемещать ось вращения в направлении перпендикулярном оси вращения относительно расточки в корпусе 1, что позволяет выставить зазор z слева и зазор z справа от оси вращения с разностью не более 0,1 мм.
Все вышесказанное позволяет повысить равномерность давления в стыке «заслонка-гильза» и надежность уплотнения.
1
2
Разворачивая при сборке одновременно оба кольца 10 можно перемещать ось вращения в направлении перпендикулярном оси вращения относительно расточки в корпусе 1, что позволяет выставить зазор z слева и зазор z справа от оси вращения с разностью не более 0,1 мм.
Все вышесказанное позволяет повысить равномерность давления в стыке «заслонка-гильза» и надежность уплотнения в части повышения герметичности.
2
При закрытой заслонке диск-заслонка 2 располагается перпендикулярно к оси трубопровода 3 (см. Фиг.1), при этом в полость «П» подастся давление воздуха (≈5…6 кгс/см), которое «вдавливает» гильзу в направлении к диску-заслонке 2 и зазор между гильзой 9 и заслонкой перекрывается, обеспечивая герметизацию трубопровода.
2
Перед открытием заслонки, давление в полости «П» стравливают через клапан (на чертеже не показан) до величины ≈1 кгс/см. Вследствие сил упругости гильза 9 восстанавливает первоначальный диаметр и форму и по периметру заслонки 2 появляется зазор.
Затем в работу вступает привод, поворачивающий заслонку в любое положение по отношению к оси трубопровода, при этом либо полностью открывается трубопровод, либо перекрывается частично. Использование данной полезной модели при перекрытии трубопроводов больших диаметров в момент воздействия больших нагрузок позволяет повысить надежность заслонки, благодаря тому, что опоры, на которых вращается заслонка, вынесены за пределы трубопровода. Поскольку опоры вынесены за пределы корпуса, то это позволяет уменьшить длину заслонки в направлении оси трубы и тем самым расширяет область применения на коротких участках трубы, а также позволяет проводить ремонтные работы с опорами, не разбирая их полностью и не отсоединяя от трубопровода.