ДОННЫЙ КЛАПАН

Предлагаемая полезная модель относится к устройствам с запорными элементами, движущимися перпендикулярно седловой поверхности, и предназначена для использования в качестве дистанционно управляемого донного клапана при сливе из емкостей взрывоопасных жидкостей, метанола, сжиженного газа, газового конденсата, их отстоев и т.д.
Запорные клапаны в технике широко известны, а их конструктивное многообразие обусловлено конкретными условиями применения при принципиальном сходстве конструкции, реализованной, например, в устройстве по авт. свид. №1645715, МПК F16К 41/10, 1989.
Известный клапан содержит вертикально смонтированный в корпусе шток, несущий тарелку запорного клапана. При вращении штока он по резьбе перемещается вдоль своей оси, в результате чего тарелка взаимодействует с расположенным под ней седлом (закрывает или открывает сливное отверстие).
К заявленному клапану в соответствии с описанным выше его назначением предъявляются специфические требования, которые известный клапан выполнить не может.
По совокупности сходных существенных признаков за прототип заявленного устройства может быть принят донный клапан, выпускаемый по ТУ 26-02-37-74.
У известного донного клапана на фланце вертикально ориентированного в дне емкости сливного патрубка, выведенного в отводящий трубопровод, закреплено вертикальными резьбовыми шпильками клапанное седло, с которым взаимодействует тарельчатый клапан, смонтированный на соосно подвижном седлу штоке (тяге), пропущенном через отверстие в, условно говоря, «потолке» емкости наружу. Ограниченно подвижно смонтированная на штоке металлическая тарелка клапана взаимодействует с указанными шпильками, которые служат для тарелки направляющими при ее движении вверх-вниз. Снизу тарелка имеет резиновое уплотняющее кольцо с конической наружной поверхностью и поджимается штоком к ответной внутренней конической поверхности седла. Поверх
тарелки на шпильках установлена пластина с центральным отверстием для штока, ограничивающая подъем клапанной тарелки. Снаружи на емкости (на ее «потолке») закреплен стакан, окружающий шток, связанный с закрепленным наверху стакана электроприводом, имеющим механизм преобразования вращательного движения электромотора (выполнен во взрывозащитном исполнении) в поступательное прямолинейное движение штока. Длина самого штока может установочно меняться.
Известный клапан имеет следующие недостатки.
К ним, прежде всего, относится конструкция взаимодействующей пары «клапанное седло - клапанная тарелка». Так, запорная поверхность седла выполнена конической (внутренний конус), что соответственно требует ответной конической поверхности (наружный конус). Надежность герметизации поверхностей «конус - по конусу» невелика, требует их повышенной взаимной центрации, увеличенной эластичности и толщины прокладки между взаимодействующими поверхностями и т.д. (увеличенная толщина прокладки призвана компенсировать погрешности в прилегании конических поверхностей, требуя однако повышенных усилий для их смыкания). Более существенным недостатком является неудобство эксплуатационной регулировки длины штока, определяющего величину хода клапанной тарелки, собранного по меньшей мере из двух свинченных по длине тяг, закрытых стаканом, для установочного вращения которых друг относительно друга этот стакан необходимо демонтировать. Неудовлетворительным также является способ самоцентрации конической запорной тарелки по коническому седлу, для достижения чего изготовитель известного клапана искусственно разделил жесткую единую тягу (шток) на три отдельных элемента, связанных между собой поперечными шпильками, выполняющими роль шарниров. Однако наличие этих «шарниров» лишает шток жесткости, нарушая точность самоустановки (самоцентрации) клапанной тарелки относительно седла.
Перед заявленной полезной моделью была поставлена задача устранить указанные недостатки.
Поставленная задача решается тем, что предложен донный клапан, содержащий установленный в дне емкости вертикально ориентированный сливной патрубок, выведенный в отводящий трубопровод. На входе в патрубок вертикальными резьбовыми шпильками закреплено клапанное седло, взаимодействующее с клапанной тарелкой, ограниченно подвижно смонтированной на
продольно регулируемом по длине штоке, заключенном в вертикальной стакан, несущий в верхней части привод для продольного перемещения штока.
Новым в предложенном клапане является то, что стакан нижней частью закреплен на указанных (или других параллельных им) шпильках с возможностью вертикального по ним установочного перемещения.
Другой отличительной особенностью предложенного клапана является то, что клапанная тарелка смонтирована на штоке посредством квазисферического соедининия.
Технический результат заявленного устройства заключается в повышении надежности работы клапана и упрощении его эксплуатационных регулировок.
На чертеже схематически в разрезе показан общий вид клапана.
Устройство заявленного клапана показано на чертежах применительно к емкостям, изготовленным из бетона.
Заявленный клапан имеет вмонтированный в дно емкости вертикально ориентированный сливной патрубок 1, к фланцу 2 которого через уплотнительную прокладку шпильками с гайками 4 притянуто клапанное гнездо 3. В этот же фланец 2 вокруг гнезда ввернуты или приварены вертикальные шпильки 5, имеющие по концам гайки с контрагайками (5), на которых посредством своего фланца 6 крепится стакан 7 (крепление стакана 7 возможно и на удлиненных шпильках 4). Внутри стакана проходит шток 8, на нижнем конце которого ограниченно подвижно относительно штока смонтирована клапанная тарелка 9, имеющая уплотнительную прокладку 10 из фторопласта, контактирующую с седлом 3. Сверху тарелка 9 имеет гнездо (углубление) 11 с квазисферической поверхностью, с которой контактирует аналогичная поверхность на конце штока 8. Тарелка 9 удерживается на штоке 8 любым общеизвестным способом (пружинной шайбой, шплинтом, штифтом, шпилькой и т.д.), позволяющим тарелке 9 в пределах люфтов, предусмотренных для подобных конструкций (ограниченно подвижно), наклоняться относительно штока 8 в разные стороны, тем самым самоустанавливаясь (самоориентируясь) относительно плоскости седла. Наверху стакана 7 установлен электродвигатель во взрывозащитном исполнении с устройством (на чертеже не показаны) для преобразования вращательного движения электродвигателя в поступательное движение штока 8, навинченного на шток преобразующего устройства. Вокруг фланца 2 сливного патрубка может быть открытое сверху
ограждение 12, снижающее вероятность попадания в сливной патрубок 1 придонных осадков.
Устройство работает следующим образом.
При регулировке клапана выявляются крайние верхнее и нижнее положения тарелки 9 относительно седла 3 (положения «открыто-закрыто»), которые вначале устанавливаются предварительно, ввинчиванием-вывинчиваением штока 8 в или на шток приводного устройства (изменяется длина штока 8). Более точная регулировка ведется подъемом и опусканием стакана 7 с приводом путем соответствующего вращения гаек (5) с контрагайками по шпилькам 5. Шпильки 5 кроме своей основной задачи служат направляющими для клапанной тарелки 9, препятствуя ее непредусмотренному повороту вокруг своей вертикальной оси. Для снижения вероятности искрообразования на шпильках (5) имеются бронзовые втулки, по которым скользят соответствующие поверхности тарелки 9.