ЗАТВОР ОБРАТНЫЙ ПОВОРОТНЫЙ

Полезная модель относится к области арматуростроения и может быть использована в качестве запорных устройств в трубопроводах, работающих с потенциально опасной средой высоких параметров, например, в атомных энергетических установках.
В известном обратном невозвратно-запорном клапане (патент RU №2187731 от 13.02.2001, F16K 15/02) в корпусе с входным и выходным патрубками выполнена дополнительная полость для размещения узла затвора с поворотной захлопкой, который крепится с помощью фланцевого кронштейна. Корпус имеет фланцевое соединение с крышкой, которое уплотняется с помощью прокладки.
Данное конструктивное решение имеет большие массо-габаритные характеристики и невысокую герметичность внутренней полости по отношению к внешней среде из-за наличия разъема с прокладочным соединением.
В затворе обратном поворотном (патент RU №2295085 С2 от 03.05.2005, F16K 15/03, F16K 27/02), являющимся прототипом предлагаемой конструкции, седло с корпусом соединено с помощью резьбовой втулки с установленной герметизирующей прокладкой. Герметизация затвора для перекрытия обратного потока среды в трубопроводе обеспечивается с помощью тарелки, закрепленной на оси, расположенной выше ее наружной поверхности. Корпус выполнен из двух частей, соединенных между собой с помощью резьбового соединения, герметизируемого прокладкой.
Недостатком данного решения является снижение надежности затвора из-за наличия разъемных мест соединений между составными частями корпуса и между одной из них с седлом и необходимости обеспечения герметичности этих соединений уплотнительными прокладками, что особенно нежелательно для трубопроводов с потенциально опасной и вредной рабочей средой.
Задачей данной полезной модели является создание затвора обратного без дополнительных разъемов и сварных соединений.
Технический результат, полученный от решения поставленной задачи, позволит повысить надежность затвора обратного за счет обеспечения герметичности внутренних полостей трубопроводов с потенциально опасной и вредной рабочей средой по отношению к внешней среде.
Задача решается тем, что в затворе обратном поворотном, содержащем корпус, состоящий из двух составных частей, седло с проушинами, поворотную захлопку, установленную на седле с возможностью выполнения вращения и образующую с ним единый узел, и разделяющую проточную часть корпуса на входную и выходную полости, составные части корпуса жестко и герметично соединены между собой посредством резьбы и сварного шва, седло выполнено в одной из составных частей корпуса и составляющее с ней единое целое, а поворотная захлопка посредством косынок жестко соединена с двумя полуосями, установленными, с возможностью совершения поворота, в сквозных отверстиях направляющих гнезд, вваренных в проушины седла, причем седло выполнено в виде цилиндра с направляющей обечайкой внутри корпуса, а проушины седла являются продолжением направляющей обечайки.
Направляющие гнезда седла выполнены в виде цилиндров с усеченными торцами, установленными в проушинах направляющей обечайки седла.
Между торцами косынок и торцами направляющих гнезд установлены регулирующие прокладки.
Центрирующие поверхности сквозных отверстий направляющих гнезд наплавлены твердым сплавом.
Проушины направляющей обечайки седла выполнены спрофилированными в виде срезов, размещенных по обе стороны от оси направляющих гнезд.
Захлопка поворотная выполнена в виде тарелки вогнутой формы с коническим уплотнительным пояском и снабжена противовесом, прикрепленным к косынкам и выполненным в виде скобы, установленной под углом α=10°к плоскости захлопки, радиус наружной поверхности которой соответствует радиусу внутренней поверхности корпуса.
Суть технического решения поясняется фигурами:
На фиг. 1 изображен общий вид затвора, положение «закрыто»;
На фиг. 2 изображен общий вид затвора, положение «открыто»;
На фиг. 3 показан вид Б на затвор, положение «открыто»;
На фиг. 4 показан вид А на затвор, положение «закрыто».
Затвор обратный поворотный содержит корпус, состоящий из двух составных частей 1 и 2, седло 3 и запорное устройство 4, разделяющее проточную часть затвора на входную 5 и выходную 6 полости.
Составные части 1 и 2 корпуса соединены между собой посредством резьбы 7, герметизированной сварным швом 8.
Запорное устройство 4 состоит из поворотной захлопки 9, шарнирно установленной при помощи двух полуосей 10 и прикрепленного к ней противовеса 11.
Противовес И установлен со стороны выходной 6 полости корпуса 1 под углом α=10° по отношению к плоскости захлопки 9 и представляет собой скобу, наружный радиус которой выполнен соответствующим внутреннему радиусу корпуса 1.
Противовес 11 имеет входной и выходной скосы на наружной поверхности и профилированные пазы под крепление к поворотной захлопке 9.
Захлопка 9 выполнена в виде тарелки вогнутой формы с коническим уплотнительным пояском из твердого сплава и имеет две косынки 12, к которым при помощи болтов и штифтов крепятся полуоси 10.
На седле 3 выполнена конусная уплотнительная поверхность пояска, наплавленного твердым сплавом.
Седло 3 выполнено в составной части 2 корпуса и составляет с ней единое целое. Седло 3 имеет цилиндрическую обечайку 13, наружный диаметр которой соответствует внутреннему диаметру корпуса 1. На цилиндрической обечайке 13 со стороны выходной полости 6 затвора выполнены две проушины 14, представляющие собой усеченные (профилированные) части.
В проушины 14 седла 3 вварены два направляющих гнезда 15, в которых выполнены соосные отверстия 16 для установки полуосей 10.
Направляющие гнезда 15 выполнены в виде цилиндров с усеченными торцами, оси которых направлены под углом к центру обечайки. Один из торцев каждого цилиндра образует опорно-направляющую поверхность для взаимодействия с торцевой поверхностью косынок 12 через дистанционирующие кольца 17.
На цилиндрической поверхности направляющих гнезд 15 выполнены кольцевые проточки 18, примыкающие к внутренней поверхности проушины 14.
Во внутренних отверстиях 16 направляющих гнезд 15 выполнены наплавки 19 твердым сплавом для образования направляющих поверхностей для полуосей 10. Полуоси 10 выполнены с фланцами 20. Ось направляющих поверхностей отверстий 16 в направляющих гнездах 15 расположены с эксцентриситетом 21 относительно оси корпуса 1.
На внешней поверхности противовеса 11 закреплен упор 22, имеющий торец со сферической поверхностью, взаимодействующий с внутренней поверхностью корпуса 1. Для снижения колебательной неуравновешенности запорного устройства 4 в потоке среды упор 22 установлен со смещением 23 относительно оси корпуса.
Затвор работает следующим образом.
В исходном состоянии затвор находится в положении «закрыто» за счет действия противовеса 11.
Открытие поворотной захлопки 9 в затворе осуществляется потоком рабочей среды за счет перепада давления.
Так как полуоси 10, на которых поворачивается захлопка 9, расположены с эксцентриситетом 21 относительно оси симметрии, из-за разности площадей захлопки 9 над и под полуосями 10, под воздействием потока среды возникает крутящий момент, открывающий поворотную захлопку 9. Противовес 11, закрепленный к плоскости захлопки 9 под углом α=10°, обеспечивает при потоке среды дополнительную подъемную силу и необходимый угол атаки поворотной захлопки 9 в открытом положении.
После прекращения подачи потока среды поворотная захлопка 9 закрывается с помощью груза противовеса 11 и садится на конусную поверхность пояска седла 3. При увеличении давления над поворотной захлопкой 9, она прижимается давлением среды к пояску седла 3, обеспечивая необходимую герметизацию прохода. Величина груза противовеса 11, который одновременно служит упором при открытой поворотной захлопке 9, выбрана так, что после прекращения подачи потока среды захлопка 7 плавно закрывается и устанавливается в седло 3 до возникновения обратного потока. Это позволяет обеспечить работу затвора отратного без ударов поворотной захлопки 9 по пояску седла 3.
Конструкция затвора данного типа не предъявляет очень высоких требований к точности его изготовления. Наиболее точно и тщательно должны быть выдержаны углы конусности в седле 3 и на поворотной захлопке 9. Точного выполнения отверстий 16 под полуоси 10 в направляющих гнездах 15 седла 3 и на поворотной захлопке 9 достигают при обработке их в сборе. Для этого поворотную захлопку 9 устанавливают в седло 3, надежно закрепляют от возможных перемещений и обрабатывают отверстия 16.
Таким образом, сборка седла с поворотной захлопкой проводится до установки их в корпус затвора после притирки их уплотнительных поверхностей, что позволяет исключить наличие боковых патрубков, дополнительных разъемов и сварных соединений на корпусе затвора в сборе при изготовлении и испытаниях.
Незначительное превышение наружного диаметра затвора над диаметром присоединяемого трубопровода позволяет располагать затвор в затесненных и труднодоступных местах, а отсутствие дополнительных разъемов и сварных соединений позволяет применять затвор на наиболее опасные и вредные рабочие среды.