ЗАТВОР ОБРАТНЫЙ

Полезная модель относится к арматуростроению и может быть использована для перекрытия потока рабочей среды в трубопроводе, в частности, в трубопроводах атомных реакторных установок.
Известен клапан обратный (Ru №2174633 от 10.10.2001 г, F16K 15/03), содержащий корпус с входным и выходным патрубками, седло, захлопку, установленную на входном патрубке, и демпфирующее устройство в виде гидротормоза. Захлопка связана со штоком гидротормоза шарнирно-рычажной связью. Гидротормоз имеет поршневую и штоковую полости, сообщенные между собой и с внутренней полостью корпуса. Рабочей (тормозной) средой демпфирующего устройства является жидкостно-газовая среда.
Недостатком клапана обратного является значительные массо-габаритные характеристики, поскольку имеет гидротормоз (демпфирующее устройство), вынесенный за пределы внутренней полости корпуса, рычажные связи исполнительного механизма (захлопки) с гидротормозом также выполнены значительных размеров, а для герметизации внутренней полости используется массивные фланцы, и ограничение эксплуатационных возможностей его использования из-за снижения надежности обеспечения герметичности относительно внешней сферы, что особенно важно для работы с агрессивными средами или в условиях эксплуатации в атомных реакторных установках.
Наиболее близким техническим решением является затвор обратный (Ru, №2319882 от 20.03.2008 г, F16K 15/03, F16K 47/02), предназначенный для перекрытия обратного потока различных рабочих сред в различных трубопроводах. Обратный затвор содержит корпус с седлом и поворотным диском. Диск установлен подвижно вращательно на двух полуосях. Полуоси жестко закреплены в корпусе и снабжены лопастями, выполняющими роль демпфера, охватываемого кожухами, закрепленными на поворотном диске. Внутренняя полость демпфера заполнена демпфирующей жидкостью и соединена с внутренней поверхностью корпуса обратного затвора.
Недостатком обратного затвора данной конструкции является ограничение эксплуатационных возможностей, так как затвор автоматически открывается при пуске циркуляционного насоса с подачей рабочей среды под диск и закрывается после отключения насоса, автоматическое закрытие пассивного канала циркуляции и подача рабочей среды через основной трубопровод при пуске циркуляционного насоса не обеспечиваются.
Технической задачей является создание обратного затвора, обеспечивающего автоматическое открытие пассивного канала циркуляции при остановке насоса и закрытие пассивного канала с созданием демпфирующего соударения диска и седла при пуске насоса.
Техническим результатом решения поставленной задачи является расширение эксплуатационных возможностей затвора.
Технический результат достигается тем, что в известном затворе обратном содержащем корпус, седло, поворотный диск (захлопку поворотную), установленный подвижно вращательно на двух деталях, одна из которых выполнена в виде полуоси (полуось), демпфирующее устройство, внутренняя полость которого заполнена демпфирующей жидкостью и соединена с внутренней полостью корпуса, седло снабжено двумя проушинами со сквозными отверстиями, выполнеными соосно между собой и совпадающими с осью вращения захлопки, расположенной с эксцентриситетом относительно оси симметрии затвора, в которых со стороны тыловой поверхности захлопки поворотной жестко закреплен обтекатель, кроме того, в одно из отверстий установлена полуось, жестко соединенная с демпфирующим устройством, а другая деталь выполнена в виде осевого ходового механизма.
Седло и захлопка поворотная в месте контакта снабжены конусными уплотнительными поясками с одинаковым углом конусности уплотнительных поверхностей.
Полуось установлена в сквозное отверстие проушины через запрессованную в отверстие втулку.
Захлопка поворотная установлена с возможностью совершения поступательного движения вдоль осевого ходового механизма и снабжена упором, ограничивающим ее поворот до необходимого угла открытия.
Образующая наружной поверхности обтекателя выполнена параллельной оси корпуса, а внутренняя поверхность - профилированной.
Ходовой механизм состоит из ходовой гайки и ходового винта с жестко закрепленным внутри его резьбового отверстия регулировочным стержнем, соединенных между собой несамотормозящей многозаходной резьбой.
Демпфирующее устройство состоит из опорной втулки и сильфона, соединенного с полуосью, причем его внутренняя полость сообщена с внутренней полостью корпуса при помощи калиброванного отверстия в опорной втулке и одного или нескольких отверстий, выполненных в захлопке поворотной, при этом торцы опорной втулки демпфирующего устройства и регулировочного стержня ходового винта в месте контакта между собой выполнены сферическими, а контактирующая поверхность опорной втулки наплавлена твердым сплавом.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:
на фигуре 1 показан продольный разрез затвора обратного;
на фигуре 2 показано сечение А-А затвора обратного, а на фигуре 3 - узел Б.
Затвор обратный состоит из корпуса 1, седла 2, захлопки поворотной 3 и обтекателя 4.
Корпус 1 и седло 2 имеют каналы 5 и 6 для прохождения рабочей среды. Седло 2 имеет конусный уплотнительный поясок 7, наплавленный твердым сплавом.
Поворотная захлопка 3 выполнена в виде диска с конусным уплотнительным пояском 8, наплавленным твердым сплавом, и имеет упор 9, ограничивающий ее открытие до необходимого выбранного угла атаки а.
Угол конусности уплотнительных поверхностей поясков 7 и 8 одинаков.
Ось захлопки 3 расположена с эксцентриситетом «а» относительно оси симметрии. Одна из сторон седла 2 расположена во внутренней полости корпуса 1 и имеет две проушины 10 и 11, сквозные отверстия в которых выполнены соосно между собой и совпадают с осью вращения поворотной захлопки 3.
Обтекатель 4 жестко закреплен на проушинах 10 и 11 седла 2 со стороны тыловой поверхности захлопки 3, внутренняя поверхность обтекателя выполнена профилированной.
Захлопка поворотная 3 установлена в проушинах 10 и 11 седла 2 подвижно вращательно на двух деталях 12 и 13 с возможностью поступательного движения.
Осевая деталь 12 выполнена составной в виде ходового механизма, состоящего из ходового винта 14, ходовой гайки 15 и регулировочного стержня 16, жестко закрепленного внутри ходового винта 14.
Ходовая гайка 15 соединена с ходовым винтом 14 несамотормозящей многозаходной резьбой.
Деталь 13 выполнена в виде полуоси (полуось) и соединена например сваркой с демпфирующим устройством 17, состоящим из сильфона 18 и опорной втулки 19.
Полуось 13 установлена в проушине 10 седла 2 через втулку 20, запрессованную в отверстие этой проушины 10.
Сильфон 18 в открытом положении захлопки 3 предварительно поджат и обеспечивает расчетную величину хода h поступательного движения захлопки 3. Поджатие сильфона 18 выполняется вращением регулировочного стержня 16 в резьбовом отверстии ходового винта 14, после чего стержень 16 стопорится.
Торцы опорной втулки 19 демпфирующего устройства 17 и регулировочного стержня 15 ходового узла в месте контакта между собой выполнены сферическими, при этом контактирующая поверхность опорной втулки 19 наплавлена твердым сплавом.
Ходовая гайка 15 и полуось 13 застопорены относительно захлопки поворотной 3 штифтами 21.
Внутренняя полость демпфирующего устройства 17 через калиброванное отверстие 22 опорной втулки 19 сообщена с внутренней полостью корпуса 1, при этом для обеспечения этого сообщения в захлопке 3 выполнено одно или несколько отверстий 23.
Затвор обратный работает следующим образом.
Затвор автоматически закрывается при движении рабочей среды от работающего насоса и автоматически открывается при его остановке.
Закрытие затвора осуществляется потоком рабочей среды, направленным на захлопку 3 от работающего насоса со стороны канала 6 корпуса 1. Так как ось, на которой поворачивается захлопка 3, расположена вертикально с эксцентриситетом «a» относительно оси симметрии затвора, под воздействием потока среды возникает крутящий момент, закрывающий захлопку 3.
Обтекатель 4 формирует направление потока рабочей среды на большую, относительно оси вращения, поверхность захлопки 3 и одновременно препятствует воздействию потока на ее противоположную часть.
Захлопка 3, вращаясь по резьбе ходового винта 14, одновременно перемещается вверх и сжимает сильфон 18 демпфирующего устройства 17. Рабочая среда, находящаяся внутри сильфона 18 при его сжатии перетекает через калиброванное сечение 22 опорной втулки 19 во внутреннюю полость корпуса.
Демпфирующие свойства захлопки 3 при этом создаются за счет ограничения площади проходного сечения отверстия 22 для истечения рабочей среды из внутренней полости сильфона 18.
Упругие силы, возникающие при сжатии сильфона 18, и ограничение объема истекаемой рабочей среды через калиброванное отверстие 22 при совершении хода захлопки 3 на закрытие должны способствовать плавности установки захлопки 3 в седле 2.
При повышении давления рабочей среды на захлопку 3 обеспечивается необходимая герметичность в уплотнительных седлах затвора.
При остановке насоса давление потока рабочей среды со стороны канала 6 корпуса 1 снижается, в результате чего захлопка 3 под действием жесткости сильфона 18 и силы тяжести, совершая поворот вокруг ходового винта 14, перемещается вниз. Поворот захлопки 3 ограничивается упором 9 до необходимого угла открытия.
Проходное сечение затвора при открытой захлопке 3 обеспечивает поступление рабочей среды из канала 5 в канал 6.
Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет расширить эксплуатационные возможности затвора обратного за счет открытия пассивного канала циркуляции при остановке насоса и закрытия пассивного канала с созданием демпфирующего соударения диска захлопки поворотной и седла при пуске насоса.