ВЕНТИЛЬ ДОННЫЙ

Полезная модель относится к запорной арматуре и может быть применена в химической, металлургической, энергетической и других отраслях промышленности, в которых необходимо отводить суспензию из технологического оборудования.
Одной из существенных проблем при работе оборудования, перерабатывающего суспензии, содержащие твердую фазу, является забивка коммуникаций. Особенно сильно они забиваются в местах размещения запорной арматуры, в местах отвода суспензии из аппаратов при ее закрытии ввиду образования отложений соли в карманах, образованных участками трубопроводов от стенки аппарата до арматуры. Для их размывки трубопроводы и арматуру приходится промывать большим количеством воды, которую необходимо затем выпаривать, во избежание потерь продукта. Это ведет к увеличению энергозатрат на производство. Причина отмеченных явлений состоит в невозможности присоединения обычной арматуры непосредственно к стенке оборудования вследствие особенностей ее конструкций. Значительно снизить забивки можно путем применения донных вентилей, благодаря которым исключено появление упомянутых карманов.
Известен донный вентиль, состоящий из расположенного вертикально корпуса с боковым отводящим штуцером, присоединенного к установочной бобышке при помощи болтов или шпилек и имеющего шток с закрепленным в верхней части золотником, который садится в седло, и резьбой в нижней части, на которую надета резьбовая втулка устройства обеспечения поступательного движения штока с маховиком, узел уплотнения штока в корпусе и врезанный в корпус штуцер для промывки (см. Бэмфорт А.В. Промышленная кристаллизация. - М.: Химия, 1969. Рис. 109а. - С.203-204).
Известный вентиль устанавливается в нижней части аппарата и используется для отвода суспензии или для опорожнения. Золотник вентиля расположен почти заподлицо со стенкой, что не препятствует движению потока внутри аппарата и уменьшает вероятность образования заносов твердой фазы в этом месте. Если же осадок все же образуется на стенке, то поднимающийся вверх золотник разрушает его. Y-образный корпус способствует плавному и беспрепятственному прохождению потока суспензии при открывании вентиля. В корпусе имеется штуцер для промывки, через который, при необходимости, осуществляется промывка. Перечисленные особенности известного вентиля являются его достоинствами, по сравнению в обычными конструкциями и способствуют снижению забивок его солью.
Вентиль изготавливается из различных марок металлов и сплавов. Уплотнение золотника в седле выполнено посредством соединения металл по металлу. При этом золотник имеет форму перевернутого конуса, который садится на острую кромку седла. Седло известного вентиля является съемным и устанавливается в установочной бобышке.
Недостаток известного донного вентиля состоит в быстром износе острой кромки седла при работе с коррозионно-активными средами, а также с кристаллической фазой. Вследствие этого вентиль теряет герметичность в месте соединения золотника с седлом, из-за чего происходят протечки суспензии. Эти протечки застывают и образуют наросты, вызывающие забивку корпуса солями. Их приходится размывать водой, которую необходимо выпаривать, дополнительно тратя на это энергоресурсы, т.е. увеличивая энергозатраты. Износ седла ведет также к необходимости ремонта вентиля и его замены.
Другим недостатком известного донного вентиля является наличие сменного седла, которое устанавливается в установочной бобышке, присоединяемой к корпусу с помощью фланцев. При этом, вследствие того, что уплотнение в данном устройстве осуществляется золотником, закрепленным на штоке, который центрируется по корпусу, в седле, установленном по центру в бобышке, между упомянутыми деталями может быть несоосность, ведущая к нарушению герметичности. В результате происходят перечисленные выше протечки суспензии, вызывающие увеличение энергозатрат на выпаривание размывающей их воды.
Указанные недостатки стимулировали поиск новых технических решений.
Предложенное техническое решение направлено на увеличение герметичности донного вентиля и исключение протечек, предотвращение забивки корпуса твердой фазой, в результате чего увеличивается надежность работы.
Для получения намеченного технического результата в вентиле донном, состоящем из расположенного вертикально корпуса с боковым отводящим штуцером, присоединенным к установочной бобышке при помощи болтов или шпилек и имеющим шток с закрепленным в верхней части золотником, который садится в седло и резьбой в нижней части, на которую надета резьбовая втулка устройства обеспечения поступательного движения штока с маховиком, узел уплотнения штока в корпусе и врезанный в корпус штуцер для промывки, согласно полезной модели уплотнение золотника и седла выполнено в виде соединения шар-конус, седло является частью корпуса и в месте соединения с золотником имеет внутренний конус с углом 20-30°.
Заявленный вентиль донный является новым, т.к. из уровня техники не известны решения с такой же совокупностью существенных признаков, о чем свидетельствует анализ аналога. Полезная модель промышленно применима и может быть использована в указанных выше отраслях промышленности. Все признаки полезной модели выполнимы и воспроизводимы. Они используются для достижения ожидаемого технического результата в полном объеме.
Рассмотрим подробнее необходимость и достаточность отличительных признаков заявляемого технического решения.
Заявленное техническое решение позволяет увеличить надежность работы донного вентиля, исключить протечки и обеспечить герметичность. К достижению указанного технического результата приводит выполнение сопряжения уплотнения золотника и седла в виде соединения шар-конус, изготовление седла вентиля как составной части корпуса и выполнение поверхности седла в месте соединения с золотником в виде внутреннего конуса с углом 20-30°. Осуществление сопряжения двух металлических деталей по типу шар-конус позволит создать герметичное соединение, которое гораздо меньше подвержено коррозионному воздействию перерабатываемого раствора и твердой фазы, чем острая кромка седла прототипа. При этом, даже в случае некоторого износа поверхностей золотника и седла, шар штока всегда найдет свое место внутри конуса, и герметичность будет обеспечена.
Выполнение поверхности седла вентиля в месте соединения с золотником в виде внутреннего конуса с углом 20-30° ведет к тому, что находящиеся на поверхности конуса в момент закрытия клапана кристаллы не будут оставаться на ней, а будут выталкиваться вниз золотником. То есть будет обеспечены условия для создания герметичности соединения. К увеличению герметичности сопряжения седла с золотником ведет также изготовление седла как составной части корпуса. В результате этого будет обеспечена высокая соосность как седла, так и штока, на котором закреплен золотник.
Сущность полезной модели и пример конкретного выполнения заявленного донного вентиля иллюстрируется чертежом на фиг. 1.
Донный вентиль состоит из расположенного вертикально корпуса 1 с боковым отводящим штуцером 2, присоединенного к установочной бобышке 3 при помощи болтов 4. Между корпусом 1 и бобышкой 3 зажата прокладка 5 для исключения протечек раствора из аппарата, на котором установлен донный вентиль. В корпусе 1 расположен шток 6 с шарнирно закрепленным в верхней части золотником 7. Шток 6 имеет шаровой наконечник 8 и крепится к золотнику 7 при помощи резьбовой втулки 9, ввинчиваемой в золотник 7. Золотник 7 при закрытом вентиле садится в коническое седло 10, расположенное в верхней части корпуса 1. В месте соединения вентиля золотник 7 выполнен в форме шара, а седло 10 имеет внутренний конус с углом 20-30°. В корпусе 1 размещен узел уплотнения штока 6, представляющий собой сальниковую набивку 11, прижатую грундбуксой 12. В корпус врезан штуцер для промывки 13, через который вентиль промывается от отложений солей.
В нижней части штока 6 на нем нарезана резьба 14, на которую надета резьбовая втулка 15 устройства обеспечения поступательного движения штока 6 с маховиком 16. При этом втулка 15 устройства обеспечения поступательного движения штока 6 закреплена в корпусе 1 накидной гайкой 17.
Заявленный донный вентиль позволяет исключить протечки перекачиваемой среды и обеспечить герметичность запирания золотника в седле, а также увеличить надежность работы. Применение в данном вентиле сопряжения шар-конус позволило увеличить сроки службы золотника и вентиля в 2-3 раза.