ЗАДВИЖКА

Полезная модель относится к трубопроводной запорной аппаратуре, применяемой для аварийной отсечки или регулирования потоков вязких или агрессивных жидкостей в системах водоснабжения промышленного и жилищно-коммунального хозяйства, химической, нефтяной и металлургической промышленности.
Известна задвижка (Полезная модель 68629 РФ МПК F16K 3/02, опубл. 2007 г.), содержащая корпус с входным и выходным каналами, внутри которого расположен кривошипно-ползунный механизм, ползун которого установлен с возможностью перекрытия проходного канала его запорной частью, кривошип выполнен в виде двуплечего коромысла, один конец которого внутри корпуса сферическим шарниром соединен с ползуном, а наружный конец соединен с серьгой фиксатора, с возможностью регулирования положения коромысла, ось коромысла в виде поперечины установлена с зазором, необходимым для свободного поворота в проушинах, жестко закрепленных на корпусе задвижки, а в плоскости оси коромысла установлено уплотнение, в виде гофрированной мембраны, жестко соединенной с корпусом и коромыслом для обеспечения герметизации проходного канала, а с внешней стороны мембраны на коромысле установлена опорная шайба, ограничивающая деформацию мембраны от воздействия давления в трубопроводе.
Недостатком устройства могут быть затруднения в начальный момент отрыва ползуна от седла после длительного перерыва в эксплуатации при возможном гуммировании рабочего тела в зоне прилегания ползуна к седлу.
Наиболее близким техническим решением является задвижка (Полезная модель RU №107836 кл. F16K 3/02 опубл. 29.03.2011 г) содержащая корпус с входным и выходным каналами внутри которого расположен кривошипно-ползунный механизм выполненный в виде двуплечего коромысла, ползун которого установлен с возможностью перекрытия проходного канала его запорной частью, один из концов двуплечего коромысла, расположенный внутри корпуса, сферическим шарниром соединен с ползуном, а наружный конец соединен с серьгой фиксатора с возможностью регулирования положения коромысла, ось коромысла в виде поперечины установлена с зазором, необходимым для свободного поворота в проушинах, жестко закрепленных на корпусе задвижки, а в плоскости оси коромысла установлено уплотнение, жестко соединенное с корпусом и коромыслом для обеспечения герметизации проходного канала, двуплечее коромысло снабжено дополнительными рычагами, шарнирно установленными на ползуне с возможностью перемещения внутреннего конца двуплечего коромысла в пределах зазора в сферическом шарнире, обеспечивая необходимое усилие отрыва ползуна, причем уплотнение выполнено в виде сильфона, во входном канале диаметрально установлена пластина, при этом пластина и ползун имеют клиновые выступы на геометрической оси проходного канала для его уплотнения.
Указанная задвижка имеет невысокую надежность, при значительных (более 800 мм) диаметрах проходного канала, обусловленную гуммированием рабочего тела в зоне прилегания ползуна к направляющей и невозможностью передать на ползун необходимого усилия для его отрыва от направляющей.
Задачей является создание новой конструкции задвижки, с уплотнением в виде сильфона, исключая разъемные соединения деталей, с приводом ползуна, обеспечивающим необходимое усилие отрыва ползуна при гуммировании рабочего тела на ползуне, и уплотнение проходного канала в закрытом положении.
Техническим результатом является повышение надежности при эксплуатации, сохранением работоспособности при исключении необходимости выполнения технического обслуживания задвижек на трубопроводах диаметром более 800 мм.
Указанный технический результат достигается тем, что задвижка, содержащая корпус с входным и выходным каналами, внутри которого расположен кривошипно-ползунный механизм, выполненный в виде двуплечего коромысла, ползун которого установлен с возможного перекрытия проходного канала его запорной частью, ось коромысла в виде поперечины установлена с зазором, необходимым для свободного поворота в проушинах, жестко закрепленных на корпусе задвижки, а в плоскости оси коромысла установлено уплотнение, в виде сильфона, соединенное с корпусом и коромыслом для обеспечения герметизации проходного канала, в выходном канале диаметрально установлена пластина, при этом пластина и ползун имеют клиновые выступы на геометрической оси проходного канала для его уплотнения, внутренний конец двуплечего коромысла расположенный внутри корпуса дополнительно снабжен сдвоенным храповым механизмом, собачки которого установлены с возможностью зацепления с зубьями двухрядной, со встречным наклоном зубьев, рейки, установленной на ползуне и поджатой к храповику пружинами, а наружный конец двуплечего коромысла снабжен рукояткой для перемещения ползуна.
Ось коромысла, установленная с зазором, необходимым для свободного поворота в проушинах, жестко закрепленных на корпусе задвижки в плоскости гофра сильфона позволяет перенести осевую нагрузку на сильфон от давления в трубопроводе на корпус, а выполнение проушин со значительным зазором позволяет исключить возможность нарушения работоспособности из-за коррозии, гуммирования рабочего тела или схватывания металла в проушинах.
Малая жесткость сильфона и значительная деформация в угловом направлении позволяет уменьшить габариты задвижки в продольном направлении и повысить надежность за счет снижения напряжений в материале сильфона.
В начальный момент открывания или закрывания задвижки, после длительной эксплуатации, рукоятка находится в нейтральном положении, сдвоенный храповой механизм, собачки которого установлены с возможностью зацепления с зубьями двухрядной, со встречным наклоном зубьев зубчатой рейки, установленной на ползуне и поджатой к храповику пружинами, обеспечивает, в первую очередь, отрыв ползуна от направляющей, а затем его пошаговое перемещение в любом направлении, повышая надежность задвижки. Возможность конструктивно уменьшить длину собачек храповика позволяет без дополнительных рычагов, увеличить усилие отрыва ползуна от направляющей, обеспечивая таким образом сохранение работоспособности.
При открывании задвижки функционирует ближняя к проходному каналу собачка, а при закрывании - дальняя.
Клиновые выступы на ползуне и пластине в выходном канале обеспечивают, при перемещении ползуна в закрытое положение, прижим его к направляющей и соответственно более надежное уплотнение канала.
Уплотнение в виде сильфона обеспечивает абсолютную герметичность трубопровода по отношению к внешней среде и сохранение работоспособности при отсутствии необходимости технического обслуживания.
На Фиг.1 изображена профильная проекция задвижки
На Фиг.2 изображено сечение задвижки в плане
На Фиг.3 изображена фронтальная проекция задвижки в открытом положении ползуна
На Фиг.4 изображено сечение храпового механизма в профильной проекции
На Фиг.5 изображено сечение храпового механизма в плане
Задвижка содержит сварной корпус с входным 1 и выходным 2 каналами, в виде отрезков трубы, между которыми расположена направляющая 3, ползуна 4 в форме параллелограмма и образующими проходной канал. На ползуне 4, со стороны входного канала 1, в углублении установлена двухрядная зубчатая рейка 5, со встречным наклоном зубьев, поджимаемая пружинами 6 к собачкам 7 внутреннего конца 8 двуплечего коромысла, шарнирно установленного в проушинах 9 направляющей 3 посредством пальца 10, зафиксированного в осевом направлении шплинтом 11. На наружном конце 12 двуплечего коромысла, снабженного рукояткой 13, для обеспечения перемещения ползуна 4, установлена шайба 14, к которой и к фланцу 15 направляющей 3 приварен сильфон 16, обеспечивающий герметизацию проходного канала в зоне шарнира двуплечего коромысла 8, обеспечивая его поворот за счет упругой деформации сильфона 16. На ползуне 4 со стороны выходного канала 2 выполнен паз заканчивающийся в зоне геометрической оси проходного канала при закрытом положении задвижки клиновым выступом 17, а напротив выступа паза в выходном канале 2 установлена пластина 18 с клиновым выступом 19, обеспечивая при перекрытии ползуном 4 проходного канала, прижим его к направляющей 3 для его уплотнения.
Работает задвижка следующим образом:
Для перекрытия проходного канала рукоятку 13 двуплечего коромысла циклично перемещают от нейтрального (среднего) положения до упора в сторону от оси канала. При этом верхняя по схеме (Фиг.4, 5) собачка 7, находящаяся в зацеплении с зубчатой рейкой 5, толкает ее, а с ней и ползун 4 в направлении оси проходного канала. Нижняя собачка 7 с момента начала движения выходит из зацепления. При возвратном ходе рукоятки в нейтральное положение верхняя собачка 7 затылочным профилем утапливает поджатую пружинами 6 зубчатую рейку 5, обеспечивая неподвижность ее и ползуна 4.
Соотношение плеч наружного конца 12 двуплечего коромысла с рукояткой 13 и внутреннего 8, с собачкой 7 определяет усилие отрыва ползуна 4 от направляющей 3 после периода длительного неиспользования задвижки.
При достижении ползуном 4 закрытого положения задвижки его клиновой выступ 17 набегает на клиновой выступ 19 пластины 18, установленной в выходном канале 2. При этом, составляющая силы, передаваемой через двуплечее коромысло от наружного конца 12 ползуну 4 вдоль его направляющей 3 посредством клиновых выступов 17 и 19 передается в направлении, перпендикулярном плоскости ползуна на геометрической оси проходного канала, обеспечивая надежность уплотнения проходного канала в закрытом положении.
Значение угла клиновых выступов 17 и 19 должно быть меньше угла трения, во избежание самопроизвольного ослабления уплотнения.
Для открывания проходного канала рукоятку 13 наружного конца 12 двуплечего коромысла необходимо циклично перемещать от нейтрального положения до упора в сторону оси проходного канала.
Задвижка обеспечивает сохранение работоспособности с вязкими рабочими телами, высокую надежность герметизации рабочего тела от внешней среды для трубопроводов более 800 мм в диаметре при исключении необходимости выполнения технического обслуживания в процессе эксплуатации.