Клиновая задвижка с шаровым креплением запорного органа

Полезная модель относится к трубопроводной арматуре, в частности к задвижкам, и может быть использована при перекрытии трубопроводов для жидких или газообразных сред на технологических линиях в нефтегазодобывающей, химической и других отраслях промышленности.
Известны клиновые задвижки (RU 58645, МПК8 F16K 3/12, опубл. 27.11.2006, RU 63895, МПК8 F16K 3/12, опубл. 10.06.2007) которые содержат корпус, входные и выходные патрубки с седлами и подвижный запорный орган с двумя контактными поверхностями. Контактные поверхности подвижного запорного органа и седел выполнены симметрично с углом наклона к оси проходного отверстия.
Наиболее близкой является клиновая задвижка, описанная в заявке на патент на изобретение №2014103727/06, МПК8 F16K 3/12 (дата подачи заявки: 04.02.2014, дата публикации заявки: 10.08.2015 Бюл. №22). Известное устройство содержит корпус с центральным отверстием, входным и выходным патрубками, седлом, и подвижный запорный орган, при этом контактная поверхность седла и запорного органа выполнены наклонными с возможностью образования герметизирующего клинового эффекта. Запорный орган выполнен в виде цилиндра с контактной поверхностью, образованной наклонной плоскостью, а центральное отверстие корпуса и запорный орган имеют направляющие поверхности.
Недостаток известных конструкций заключается в низкой надежности соединения шпинделя с запорным органом, образующих подвижный запорный орган клиновой задвижки. Применяемые в известных конструкциях прямоугольные формы пазов, изготавливаемые в теле запорного органа для размещения в них выступов шпинделя, приводящего его в движение, не могут обеспечить точное прилегание шпинделя к обеим поверхностям паза при открытии задвижки. Это приводит к возникновению смятия в контакте поверхностей шпиндель-запорный орган, к увеличению реакций связей в точках контакта шпинделя с направляющими поверхностями корпуса, что приводит к чрезмерному износу указанных поверхностей и быстрой потере работоспособности задвижки.
Задачей полезной модели является создание клиновой задвижки с шаровым креплением запорного органа, имеющей высокую надежность работы.
Поставленная задача решается за счет того, в клиновой задвижке с шаровым креплением запорного органа, содержащей корпус с центральным отверстием, входным и выходным патрубками, седлом, подвижный запорный орган, шпиндель, при этом контактная поверхность седла и запорного органа выполнена наклонной с возможностью образования герметизирующего клинового эффекта, отличающаяся тем, что в запорном органе выполнен цилиндрический паз, ось симметрии которого параллельна осям входного и выходного патрубков корпуса, а поверхность шпинделя, входящая с ним в зацепление, выполнена в виде сферы.
Предложенная полезная модель позволяет повысить уровень надежности работы задвижки путем повышения надежности соединения шпинделя с запорным органом за счет уменьшения интенсивности износа зацепляющихся поверхностей. Ограничение возможности раскрытия паза и выхода шпинделя из зацепления с запорным органом осуществляется путем обеспечения на этапе проектирования требуемой жесткости боковых поверхностей паза.
Сущность описываемой полезной модели поясняется следующими чертежами.
Фиг. 1 - фронтальный разрез клиновой задвижки с шаровым креплением запорного органа;
Фиг. 2 - главный вид и вид слева запорного органа клиновой задвижки с шаровым креплением запорного органа.
Клиновая задвижка с шаровым креплением запорного органа содержит корпус 1 и подвижный запорный орган, состоящий из запорного органа 2 и шпиндель 3. Корпус 1 включает центральное отверстие 4, входной патрубок 5 и выходной патрубок 6. Во входном и выходном патрубках размещено седло 7.
Клиновая задвижка с шаровым креплением запорного органа работает следующим образом.
Рабочая среда может подаваться через отверстие любого из патрубков 5 или 6. В режиме закрытия, шпиндель 3 вращается и с помощью винтовой поверхности совершает поступательное движение вдоль оси центрального отверстия 4, воздействуя сферической поверхностью на запорный орган 2, за счет чего он перемещается вниз. Это исключает смещение запорного органа 2 в направлении перпендикулярном оси входного 5 и выходного 6 патрубков и позволяет ему беспрепятственно войти в контакт с седлом 7, образуя герметичное соединения за счет клинового эффекта, перекрывая поток рабочей среды. В режиме открытия, шпиндель 3 вращается в противоположную сторону и совершает поступательное движение, передающееся за счет цилиндрического паза на запорный орган 2, который перемещается вверх, открывая полный проход для потока рабочей среды. Зазор между наклонной контактной поверхностью запорного органа 2 и седлом 7 рассчитывается из условия предотвращения поворота запорного органа 2 относительно своей оси более чем на 15°.