ДВУХДИСКОВАЯ ПАРАЛЛЕЛЬНАЯ ТРУБОПРОВОДНАЯ ЗАДВИЖКА
DISC PARALLEL PIPELINE VALVE

Изобретение относится к области машиностроения, конкретно к устройству параллельной трубопроводной задвижки с выдвижным шпинделем.
Известна трубопроводная задвижка с выдвижным шпинделем, содержащая корпус с патрубками-щеками, два затворных диска с клиновым распором, подвешенные на выдвижном шпинделе, сальниковый узел для уплотнения шпинделя с корпусом-крышкой, расположенным с разъемом с внешней стороны задвижки [пат. RU №2544677, кл. F16K 3/12, 2006 г.].
К недостаткам известной конструкции задвижки можно отнести недостаточную надежность ее работы, обусловленную износом уплотнителей при поперечном скольжении затворных дисков.
Известна также двухдисковая параллельная трубопроводная задвижка с выдвижным шпинделем, содержащая корпус с патрубками-щеками, затворные диски и крышку с сальниковым узлом. В задвижке затворные диски подвешены на шпинделе через подпружиненную, установленную с возможностью движения в заданных пределах вдоль шпинделя тягу, допускающую небольшие (0,1…0,3 мм) поперечные перемещения затворных дисков в процессах их прижатия-отжатия и садящуюся на упор в задвижке по мере достижения затворными дисками при опускании положения напротив щек. Для лучшего направления движения дисков между щеками последние могут быть выполнены в верхней части с приливами. Для обеспечения прижатия-отжатия дисков шпиндель снабжен элементами (пальцами), образующими со скосами, выполненными на затылочной стороне дисков, клиновые механизмы. Сальниковый узел размещен внутри корпуса (крышки) [пат. RU №2384780, кл. F16K 3/14. 2011 г.].
В процессе закрывания-открывания указанной задвижки происходит взаимное относительное скольжение дисков со щеками под усилием клина, износ рабочих поверхностей, а при попадании твердых частиц между ними - их порча. Из-за износа со временем затворные диски опускаются все ниже, поэтому диаметры дисков выполняют с определенным «запасом», т.е. больше, чем требуется при отсутствии износа. Указанное увеличение диаметра дисков влечет увеличение габаритов и массы корпуса. Частицы износа загрязняют проходящую через задвижку среду. Взаимное относительное движение под усилием клина затрудняет применение для уплотнения более мягких, чем сталь, и эластичных материалов: медь, алюминий, их сплавы, резину и т.д. Расположение сальникового узла с внешней стороны увеличивает габариты задвижки и длину шпинделя.
Задачей настоящего изобретения является создание трубопроводной задвижки, свободной от указанных недостатков, а именно повышение надежности работы за счет пониженного износа уплотнений при соприкосновениях со щеками путем исключения скользящих движений дисков относительно щек, при одновременном упрощении конструкции и повышении ее технологичности.
Указанная задача решается за счет того, что в двухдисковой параллельной трубопроводной задвижке, содержащей корпус с патрубками-щеками, выдвижной шпиндель, затворные диски, клиновой распорный элемент и крышку с сальниковым узлом, в отличие от прототипа нижний конец выдвижного шпинделя жестко связан с клиновым распорным элементом, боковые поверхности которого снабжены фигурными выступами, на задних поверхностях затворных дисков выполнены скосы, на скосах выполнены фигурные пазы, ответные фигурным выступам клинового распорного элемента, корпус снабжен упорами, выполненными с возможностью ограничения движения затворных дисков до их отжатия от патрубков-щек.
Для достижения поставленной цели в клиновой распорный элемент дополнительно введены пружины с толкателями, а к задним поверхностям затворных дисков прикреплены упоры для толкателей.
На фиг. 1 приведен общий вид задвижки в состоянии прижатия затворных дисков к патрубкам-щекам.
На фиг. 2 показано соединение затворных дисков с клиновым распорным элементом в разрезе.
На фиг. 3 - то же в состоянии открытия патрубков-щек и подъема затворных дисков.
Задвижка состоит из корпуса 1 со щеками 2, выдвижного шпинделя 3, прикрепленного к нему клинового распорного элемента 4, затворных дисков 5, крышки 6 с сальниковым узлом 7 (фиг. 1). На корпусе 1 выполнены верхние упоры 8, а на задних скошенных поверхностях затворных дисков 5 выполнены фигурные (в нашем случае Т-образные) пазы. На боковых поверхностях расклинивающего элемента 4 выполнены ответные выступы к Т-образному пазу (фиг. 2). В нижней внутренней поверхности корпуса 1 размещены нижние упоры 9 для ограничения вертикального движения вниз затворных дисков 5. Для создания дополнительного усилия поднятия клинового распорного элемента 4 и предотвращения преждевременного поднятия затворных дисков 5 в клиновом распорном элементе 4 размещены пружины 10 с толкателями 11, а на задних поверхностях затворных дисков 5 прикреплены упоры 12 для толкателей 11 (фиг. 3).
Заявляемая задвижка действует следующим образом.
В открытом состоянии шпиндель 3 с прикрепленным к нему клиновым распорным элементом 4 находится в верхней части корпуса 1, при этом затворные диски 5, соединенные с клиновым распорным элементом 4 Т-образными пазами, под действием пружин 10 и толкателей 11, опирающихся на упоры 12, скользят по ответным выступам клинового распорного элемента 4 вниз, что приводит их к сближению между собой и соприкосновению нижними частями (фиг. 3).
Для закрытия задвижки необходимо опустить шпиндель 3, вместе с которым опускается клиновой распорный элемент 4 с присоединенными к нему затворными дисками 5. При полном опускании шпинделя 3 с клиновым распорным элементом 4 и дисками 5 до соприкосновения с нижними выступами 9 диски 5 останавливаются напротив отверстий щек 2, а клиновой распорный элемент 4 продолжает опускаться, преодолевая усилия пружин 10. Это приводит к тому, что диски 5 раздвигаются в горизонтальном направлении и закрывают отверстия в щеках 2. Вертикальное усилие на клиновом распорном элементе 4 преобразуется в усилие прижатия дисков 5 к щекам 2, что приводит к надежному перекрытию проходного сечения задвижки. Зазоры в фигурном соединении клинового распорного элемента 4 с затворными дисками 5 способствуют самоустановке затворных дисков 5 относительно щек 2, что обеспечивает плотное прижатие их и герметичное перекрытие задвижки.
При открытии задвижки шпиндель 3 вместе с клиновым распорным элементом 4 поднимается вверх, диски 5 под действием пружин 10 остаются на месте, скользя по пазам клинового распорного элемента 4, а при дальнейшем подъеме упираются верхней частью в упоры 8, которые препятствуют их поднятию (фиг. 3). Клиновой распорный элемент 4, продолжая подниматься, заставляет диски 5 сближаться. Когда их поперечный размер станет меньше просвета между упорами 8, диски 5 вместе с клиновым распорным элементом 4 поднимаются и полностью открывают проходное сечение задвижки.
Для того чтобы облегчить поднятие клинового распорного элемента 4, в его тело введены пружины 10 с толкателями 11 (фиг. 3). Это снижает осевое усилие на шпинделе 3 и уменьшает крутящий момент на приводном маховике (не показан), а также предотвращает преждевременное поднятие дисков 5.
По сравнению с аналогичными объектами, выполняющими такие же задачи, предлагаемое техническое решение обладает следующими преимуществами:
- более простой конструкцией, повышающей технологичность изготовления и надежность работы;
- пониженными усилиями, необходимыми для открытия и закрытия задвижки, обусловленными тем, что весь путь до нижнего упора шпиндель проходит практически без сопротивления, усилия требуются только на последних 1-1,5 оборотах маховика;
- пониженным износом уплотнений при соприкосновениях со щеками, поскольку скользящие движения дисков и щек отсутствуют.