ЗАТВОР ДИСКОВЫЙ
BUTTERFLY GATE

Изобретение относится к запорной трубопроводной арматуре, в частности к дисковым затворам, и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности для систем, требующих внутренней очистки трубопроводов.
Известен затвор, защищенный патентом США на изобретение №3945398, F16K 15/02, 1976, содержащий цилиндрический корпус с проточной частью, в которой на осях, смещенных относительно оси проточной части, установлен поворотный диск. Уплотнение в затворе осуществляется взаимно прилегающими коническими металлическими поверхностями корпуса и диска. Данный затвор не обеспечивает необходимую герметичность, кроме того, возможно заклинивание поворотного диска, что снижает надежность устройства.
Известна поворотная заслонка по патенту РФ на изобретение №2224157, F16K 1/226, 2004, содержащая корпус с закрепленным в нем седлом и дисковым затвором с эластичным уплотнительным кольцом. Дисковый затвор установлен на полуосях, соединенных с приводом. Полуоси установлены в подшипниковых узлах. Герметичность дискового затвора в закрытом положении обеспечивается поджатием закрепленного на нем армированного эластичного уплотнительного кольца. Недостатками являются возможный преждевременный износ уплотнительного кольца вследствие его трения о поверхность корпуса и седла при многократных поворотах дискового затвора, а также невозможность прохода очистительного оборудования трубопровода внутри корпуса заслонки.
Известен затвор трубопроводной арматуры (патент РФ на изобретение №2248485, F16K 15/03, 2005), содержащий корпус с седлом, вал и поворотный диск, закрепленный на валу при помощи рычага. Вал соединен с электромагнитным приводом. Плотное прилегание поворотного диска к седлу обеспечивается рычагом, представляющим собой пару двуплечих рычагов-коромысел, один из которых жестко закреплен на поворотном валу и соединен упругоподвижно с поворотным диском, второй соединен с поворотным диском осью. Недостатками являются сложность конструкции устройства, невозможность полного освобождения пропускного канала для прохода в нем скребков при очистке трубопровода.
В качестве наиболее близкого аналога заявляемому техническому решению выбран дисковый затвор по патенту РФ №2259506, F16K 1/226, 2005. Дисковый затвор включает полый корпус с размещенными в нем уплотнительным элементом и поворотным диском. Диск установлен на полуосях. Полуоси расположены в направляющих втулках. Одна из полуосей связана с узлом управления в виде разноплечего рычага, короткое плечо рычага является фиксатором поворотного диска. Фиксатор связан с пружинящим элементом, который определяет его положение. Данный затвор при простоте конструкции не обеспечивает надежную герметичность, кроме того, как и указанные выше аналоги, не обеспечивает возможность полного открытия пропускного канала для введения в него оборудования очистки трубопровода.
Техническим результатом заявляемого технического решения является повышение эксплуатационных характеристик дискового затвора за счет обеспечения его герметичности и возможности полного открытия проходного канала.
Технический результат достигается тем, что в затворе дисковом, содержащем корпус, седло с уплотнением, запорный орган в виде диска, поворотный вал, согласно изобретению корпус выполнен с куполообразной полостью, диск выполнен со сферической боковой поверхностью, закреплен на поворотном дуговом кронштейне, установленном на полуосях, полуоси выполнены в виде пальцев с опорными сферическими поверхностями, один из пальцев соединен с поворотным валом, проходящим в поворотной втулке, палец установлен в гнезде поворотной втулки с эксцентриситетом по отношению к оси поворотного вала, поворотная втулка соединена со ступицей зубчатого колеса, червячного механизма привода, поворотный вал соединен посредством кулачков со ступицей зубчатого колеса через муфту предельного момента, установленную на нем, поджатие муфты предельного момента к ступице зубчатого колеса обеспечивается пружиной и регулировочной гайкой, установленными на конце поворотного вала.
Возможность полного открытия проходного канала обеспечивается за счет выполнения корпуса с куполообразной полостью, закреплением диска затвора на поворотном дуговом кронштейне, установленном на полуосях. В открытом положении диск при повороте дугового кронштейна устанавливается в куполообразной полости корпуса параллельно оси проходного канала, при этом полностью освобождая его. Герметичность дискового затвора обеспечивается выполнением диска со сферической боковой поверхностью, что обеспечивает плотное прилегание диска к уплотнению седла по всей площади контакта их поверхностей. Необходимая герметичность также обеспечивается возможностью дополнительного поджатия диска к седлу в закрытом положении затвора после окончания действия поворотного вала. Это достигается благодаря тому, что полуоси выполнены в виде пальцев с опорными сферическими поверхностями, один из пальцев соединен с поворотным валом, проходящим в поворотной втулке. Палец установлен в гнезде поворотной втулки с эксцентриситетом по отношению к оси поворотного вала. Поворотная втулка соединена со ступицей зубчатого колеса, червячного механизма привода. Поворотный вал соединен посредством кулачков со ступицей зубчатого колеса через муфту предельного момента, установленную на нем. Поджатие муфты предельного момента к ступице зубчатого колеса обеспечивается пружиной и регулировочной гайкой, установленными на конце поворотного вала.
На фигуре 1 представлен общий вид затвора дискового.
На фигуре 2 представлен поперечный разрез затвора дискового.
На фигуре 3 представлен механизм поворота дугового кронштейна с диском.
Затвор дисковый содержит корпус 1 с куполообразной полостью 2, элементами крепления к трубопроводу 3, диск 4, седло 5 с уплотнением 6, дуговой кронштейн 7, полуоси 8, выполненные в виде пальцев с опорными сферическими поверхностями 9, поворотный вал 10, поворотную втулку 11, гнездо поворотной втулки 12, выполненное с эксцентриситетом е, ступицу 13 зубчатого колеса 14 механизма привода, кулачки 15, муфту предельного момента 16, пружину 17, регулировочную гайку 18, сальник 20, кулачок 21.
Затвор дисковый работает следующим образом.
В открытом положении диск 4 на дуговом кронштейне 2 устанавливается в куполообразной полости 2 корпуса 1 параллельно оси проходного канала. При закрытии дискового затвора вращение ступицы 13 зубчатого колеса 14 механизма привода передается через кулачки 15 и муфту предельного момента 16 поворотному валу 10 и полуоси 8. Дуговой кронштейн 7 с установленным на нем диском 4 поворачивается до упора диска 4 в уплотнение 6 седла 5, перекрывая входное отверстие дискового затвора. При продолжении вращения зубчатого колеса 14 ослабевает поджим пружины 17, настроенный регулировочной гайкой 18, муфта предельного момента 16 выходит из зацепления с зубчатым колесом 14. Движение механизма привода не передается на поворотный вал 10. При дальнейшем повороте зубчатого колеса 14 происходит вращение поворотной втулки 11, взаимодействующей со сферическими опорными поверхностями 9 пальца-полуоси 8. Создается усилие эксцентрикового зажима за счет эксцентриситета е гнезда поворотной втулки 12, действующее на палец-полуось 8. Происходит дополнительный поджим диска 4 к седлу 5. При открытии затвора червячное колесо 14 поворачивается в обратную сторону, происходит ослабление поджима диска 4 к седлу 5, поворотная втулка 11 вращается до момента необходимого поджатия пружины 17 и сцепления муфты предельного момента 16 с червячным колесом 14 механизма привода. Далее происходит поворот дугового кронштейна 7 до упора диска 4 в стенку куполообразной полости 2 корпуса 1.
Червячное колесо 14 может быть выполнено в виде сектора.
Таким образом, заявляемое изобретение позволяет обеспечить необходимую герметичность дискового затвора и возможность полного открытия проходного канала.