КЛИНОВАЯ ЗАДВИЖКА

2
Полезная модель относится к области запорной арматуры и в частности касается задвижки клиновой стальной с сальниковым уплотнением из терморасширенного графита с температурой рабочей среды до 450°C и используется в конструкции задвижек с номинальный диаметром DN от 15 до 50 мм, и рабочим давлением PN от 16 до 160 кгс/см.
Известна клиновая задвижка, содержащая полый корпус, запорный механизм, крышку корпуса, на которой размещен корпус подшипников. Крышка корпуса и корпус соединены между собой при помощи шпилек через металлическую прокладку. В крышке корпуса и крышке подшипников установлен шток, на одном конце которого выполнен выступ в виде буквы Т для взаимодействия с ответным Т-образным пазом в шибере, а на другом конце выполнена резьба и установлен маховик с втулкой, имеющей опорные поверхности. Во втулке выполнена ответная резьба для установки на шток. Уплотнение штока шибера в крышке корпуса выполнено, преимущественно, в виде резинофторопластовой втулки, внутренняя поверхность которой, взаимодействующая со штоком, выполнена из фторопласта, а наружная, взаимодействующая с ответным местом в крышке и фторопластовой втулкой, из резины. /Патент РФ №2529960, МПК F16K 3/12, F16K 3/30, опубликовано 10.10.2014 г./.
Недостатками аналога является сложность конструкции, обладающей невысокой ремонтопригодностью при износе уплотнительных материалов, в частности не позволяющая производить ремонт задвижки в процессе эксплуатации в части замены фторопластового уплотнения. При этом, фторопластовое уплотнение, имеющее высокую стоимость и обладающее высокой твердостью, требует больших усилий при затяжке сальника. Также, из-за крепления в задвижке соединения «Корпус» - «Крышка» шпильками, увеличивается, для сравнительного небольшого номинального диаметра (DN), габаритный размер задвижки, тем самым увеличивается металлоемкость изделия.
2
Известна задвижка, выпускаемая номинальным диаметром DN от 15 до 175 мм и рабочим давлением от PN 16 до 250 кгс/см, с температурой рабочей среды до 560°C /Каталог фирмы ОАО Курганского завода трубопроводной арматуры ИКАР, Россия 2011 г., стр. 8, 9. Приложение 1/. Задвижка содержит полый корпус с проточной частью, запорный механизм, выполненный в виде клина и закрепленный на шпинделе, втулки, установленные в корпус, сальниковую камеру, с втулкой сальника и сальниковым уплотнением, установленную в крышку. Крышка корпуса и корпус соединены между собой при помощи шпилек. Данная задвижка принята за прототип.
Недостатком прототипа является сложность конструкции, так как при затяжке сальникового уплотнения при его поджатии в процессе эксплуатации требуется равномерная затяжка шпилек, крепящих втулку сальника и крышку задвижки, что требует дополнительных средств для обеспечения равномерной затяжки шпилек.
Техническая задача, стоящая перед авторами - создание простой в обслуживании конструкции задвижки небольших габаритов по высоте до 387 мм с обеспечением ее герметичности и надежности при работе с рабочими средами, температура которых может достигать до 450°C.
Технический результат достигается тем, что в клиновой задвижке, содержащей полый корпус с проточной частью, установленные в корпусе посадочные втулки и взаимодействующие с ними клин, соединенный с выдвижным шпинделем, крышку с размещенной в ней сальниковой камерой с сальниковым уплотнением, новым является то, что крышка выполнена в форме цилиндра со скругленной поверхностью в нижней части, взаимодействующей с ответной верхней частью корпуса выполненной со сферической фаской, при этом в верхней части крышки установлена гайка накидная, обеспечивающая поджим сальниковой камеры с установленными в ней втулкой сальника и сальниковым уплотнением, а в качестве сальникового уплотнения применены кольца из терморасширенного графита, кроме того, корпус и крышка соединены между собой при помощи гайки.
На фигуре показан общий вид клиновой задвижки в разрезе.
Клиновая задвижка содержит корпус 1 с проточной частью 2, запорный механизм выполненный в виде клина 3, размещенного внутри корпуса 1 между ответными посадочными втулками 4 и 5, установленными в корпусе 1 по обе стороны клина 3. В крышку 6 запрессовано кольцо опорное 7 и установлены: сальниковая камера, содержащая втулку сальника 8 и сальниковое уплотнение 9 из терморасширенного графита, через которые пропущен шпиндель 10, управляющий запорным механизмом, выполненным в виде клина 3, имеющего возможность вертикального осевого перемещения перпендикулярно к потоку перекрываемой среды. На крышке 6 установлена гайка накидная 11, обеспечивающая поджим сальниковой камеры содержащей втулку сальника 8 и сальниковое уплотнение 9 из терморасширенного графита. Крышка 6 крепится к корпусу 1 гайкой 12. На свободном конце шпинделя 10 выполнена резьба и установлен маховик 13, который крепиться при помощи шайбы 14 и гайки 15.
Выполнение крышки 6 в форме цилиндра позволяет обеспечить небольшие высотные габаритные размеры клиновой задвижки, а скругленная поверхность в нижней части взаимодействующая с ответной верхней частью корпуса выполненной со сферической фаской позволяет обеспечить герметичность относительно внешней среды. Применение гайки накидной 11 позволило упростить процесс замены сальникового уплотнения (или поджатия сальникового уплотнения) в процессе эксплуатации задвижки. Применение колец из терморасширенного графита позволило снизить усилие при движении шпинделя 10 задвижки, за счет низкого трения материала терморасширенного графита по стали, при этом кольца из терморасширенного графита не нуждаются в дополнительных смазках. К тому же, использование колец из терморасширенного графита исключает необходимость в постоянной подтяжке сальникового уплотнения.
Сборка задвижки происходит следующим образом: в корпус 1 устанавливаются посадочные втулки 4, 5 методом запрессовки. Далее, в корпус устанавливается клин 3 с установленным шпинделем 10. В отверстие, выполненное в крышке 6, и в которое запрессована втулка 7, устанавливается сальниковая камера, содержащая втулку сальника 8 и сальниковое уплотнение 9 из терморасширенного графита, данная сборочная единица устанавливается на корпус 1 и поджимается гайкой 12. Втулка сальника 8 в свою очередь поджимается гайкой накидной 11. На свободный конец шпинделя 10 устанавливается маховик 13 и поджимается шайбой 14 с гайкой 15.
Клиновая задвижка работает следующим образом.
Клиновая задвижка устанавливается в поток перекрываемой среды при помощи ответных присоединительных мест, выполненных в виде отверстий с резьбой, расположенных соответственно во входной и выходной частях корпуса. Задвижка имеет два рабочих положения: «открыто» и «закрыто». Для открытия задвижки, необходимо маховик 13 повернуть по часовой стрелке до упора. В этом случае вращательное движение передается шпинделю 10, на который установлен клин 3. Для подтяжки сальникового уплотнения в процессе эксплуатации необходимо подтянуть гайку накидную 11, которая в процессе подтяжки давит на втулку сальника 8 и сальниковое уплотнение 9. Для замены сальникового уплотнения 9, в процессе эксплуатации, необходимо открутить гайку накидную 11, поднять втулку сальника 8 и произвести замену сальникового уплотнения. Для закрытия клиновой задвижки необходимо вращать маховик 13 против часовой стрелки до упора. В этом случае клин 3 входит между ответными посадочными втулками 4 и 5, установленными в корпусе 1, уплотняется по конической поверхности, после чего прекращается движение рабочей среды.
Таким образом, новая совокупность существенных признаков заявленного технического решения, а именно выполнение крышки в форме цилиндра со скругленной поверхностью в нижней части, взаимодействующей с ответной верхней частью корпуса выполненной со сферической фаской, обеспечение поджима сальниковой камеры с установленными в ней втулкой сальника и сальниковым уплотнением при помощи гайка накидной, и применение в качестве сальникового уплотнения колец из терморасширенного графита позволила обеспечить герметичность и надежность конструкции задвижки небольших по высоте габаритов, работающей с рабочими средами, температура которых может достигать 450°C.