ЗАДВИЖКА

Полезная модель относится к трубопроводной запорной аппаратуре, применяемой для аварийной отсечки или регулирования потоков вязких или агрессивных жидкостей в системах водоснабжения промышленного и жилищно-комунального хозяйства, химической, нефтяной, металлургической промышленности.
Известна задвижка (Патент RU №2007648 кл. F16K 3/18, F16K 3/314, F16K 3/31б, опубл. 15.02.1994 г.), имеющая корпус, в котором находятся направляющие для движения затвора и седла с параллельными уплотняющими поверхностями, крышку, шпиндель с ходовой гайкой, затвор, состоящий из двух дисков с эластичными кольцами, сальник и маховик, причем направляющие дисков расположены под углом, шпиндель выполнен клинообразным, а диски соединены со шпинделем цепями. В начале фазы открывания, когда запорные диски могут быть прихвачены (прилипшими) к седлам гуммированным (отвердевшим) рабочим телом, усилие от шпинделя цепями сообщается запорным дискам под углом к плоскости седел, способствуя их отрыву для дальнейшего перемещения.
Недостатками устройства является невысокая надежность цепного привода запорных дисков, а также низкая стойкость уплотнения шпинделя к агрессивным рабочим телам.
Наиболее близкой является задвижка (Полезная модель 68629 РФ МПК F16K 3/02, опубл. 2007 г.), содержащая корпус с входным и выходным каналами, внутри которого расположен кривошипно-ползунный механизм, ползун которого установлен с возможностью перекрытия проходного канала его запорной частью, кривошип выполнен в виде двуплечего коромысла, один конец которого внутри корпуса сферическим шарниром соединен с ползуном, а наружный конец соединен с серьгой фиксатора, с возможностью регулирования положения коромысла, ось коромысла в виде поперечины установлена с зазором, необходимым для свободного поворота в проушинах, жестко закрепленных на корпусе задвижки, а в плоскости оси коромысла установлено уплотнение, в виде гофрированной мембраны, жестко соединенной с корпусом и коромыслом для обеспечения герметизации проходного канала, а с внешней стороны мембраны на коромысле установлена опорная шайба, ограничивающая деформацию мембраны от воздействия давления в трубопроводе.
Недостатком устройства могут быть затруднения в начальный момент отрыва ползуна от седла после длительного перерыва в эксплуатации при возможном гуммировании рабочего тела в зоне прилегания ползуна к седлу.
Указанные устройства имеют невысокую надежность, обусловленную гуммированием рабочего тела в зоне прилегания ползуна или запорных дисков к направляющей или седлу и ведущими к невозможности отрыва их друг от друга.
Задачей является создание новой конструкции задвижки, собираемой исключительно посредством сварных швов с уплотнением в виде сильфона, исключая разъемные соединения деталей, с приводом ползуна, обеспечивающим необходимое усилие отрыва ползуна при гуммировании рабочей жидкости на ползуне, и уплотнение проходного канала в закрытом положении.
Техническим результатом является повышение надежности при эксплуатации, обеспечение сохранения работоспособности при исключении необходимости выполнения технического обслуживания.
Указанный технический результат достигается тем, что задвижка, содержащая корпус с входным и выходным каналами, внутри которого расположен кривошипно-ползунный механизм, выполненный в виде двуплечего коромысла, ползун которого установлен с возможного перекрытия проходного канала его запорной частью, один из концов двуплечего коромысла, расположенный внутри корпуса сферическим шарниром соединен с ползуном, а наружный конец соединен с серьгой фиксатора с возможностью регулирования положения коромысла, ось коромысла в виде поперечины установлена с зазором, необходимым для свободного поворота в проушинах, жестко закрепленных на корпусе задвижки, а в плоскости оси коромысла установлено уплотнение, соединенное с корпусом и коромыслом для обеспечения герметизации проходного канала, при этом, двуплечее коромысло снабжено дополнительными рычагами, шарнирно установленными на ползуне с возможностью перемещении внутреннего конца двуплечего коромысла в пределах зазора в сферическом шарнире, обеспечивая необходимо усилие отрыва ползуна, причем уплотнение выполнено в виде сильфона, во входном канале диаметрально установлена пластина, при этом пластина и ползун имеют клиновые выступы на геометрической оси проходного канала для его уплотнения.
Ось коромысла в виде поперечины, установленная с зазором, необходимым для свободного поворота в проушинах, жестко закрепленных на корпусе задвижки в плоскости гофра сильфона позволяет перенести осевую нагрузку на сильфон от давления в трубопроводе на корпус, а выполнение проушин со значительным зазором позволяет исключить возможность нарушения работоспособности из-за коррозии или схватывания металла в проушинах.
Малая жесткость сильфона и значительная деформация в угловом направлении позволяет уменьшить габариты задвижки в продольном направлении и повысить долговечность за счет снижения напряжений в материале сильфона.
В начальный момент открывания или закрывания задвижки, после длительной эксплуатации, когда в зазорах между ползуном и направляющей произошло гуммирование (спекание) фракций рабочей жидкости, при перемещении внутреннего конца коромысла в шарнире, в пределах его зазора, происходит перемещение и длинного плеча дополнительного рычага, при этом короткое плечо упирается в стенку выпускного канала в зоне его примыкания к направляющей, увеличивая, в соотношении длины плеч дополнительных рычагов, усилие отрыва ползуна от направляющей, обеспечивая таким образом сохранение работоспособности.
При открывании задвижки функционирует нижний дополнительный рычаг, а при закрывании - верхний.
Клиновые выступы на ползуне и пластине во впускном канале обеспечивают, при перемещении ползуна в нижнее (закрытое) положение, прижим его к направляющей и соответственно более надежное уплотнение канала.
Уплотнение в виде сильфона обеспечивает абсолютную герметичность трубопровода по отношению к внешней среде и сохранение работоспособности при отсутствии необходимости технического обслуживания.
На Фиг.1 изображен продольный разрез задвижки.
На Фиг.2 дан вид на задвижку со стороны выходного канала.
На Фиг.3 дано изображение дополнительных рычагов и сферического шарнира.
Задвижка содержит сварной корпус с входным 1 и выходным 2 каналами в виде отрезков трубы, между которыми расположена направляющая 3 ползуна 4 в форме параллелограмма и образующими проходной канал. На ползуне 4 со стороны выходного канала 2 расположена втулка 5, обеспечивающая шарнирное соединение его со сферическим оголовком 6 внутреннего конца двуплечего коромысла 7. В плоскости симметрии проходного канала и ползуна 4 на поверхности выходного канала 2 выполнено отверстие, к кромке которого приварен цилиндрический фланец 8, к торцу которого приварен сильфон 9. Другой торец сильфона заглушен приваренной шайбой 10 через которую пропущено и сваркой присоединено к ней двуплечее коромысло 7 с возможностью его поворота за счет упругой деформации сильфона 9.
На наружной стороне относительно сильфона 9 коромысло 7 имеет поперечину 11 с косынками 12, пальцами 13 со значительным зазором соединенную с проушинами 14, приваренными к корпусу задвижки так, что геометрическая ось шарнирного соединения коромысла 7 и корпуса проходит через диаметральную плоскость гофра сильфона, примыкающего к корпусу и перпендикулярна продольной оси проходного канала, обеспечивая передачу усилия от давления в трубопроводе на сильфон 9, а затем через поперечину 11 коромысла 7, косынки 12, пальцы 13, проушины 14 на корпус задвижки у выходного канала 2. На наружном конце коромысло 7 имеет рукоятку 15 напротив которой в проушинах косынок 16 шарнирно, посредством пальца 17, установлена серьга фиксатора 18 в виде планки с рядом отверстий, которыми она может быть наброшена на рукоятку 15 коромысла 7, обеспечивая стопорение коромысла 7, а следовательно, регулировку и фиксацию положения ползуна задвижки.
Втулка сферического шарнира 5 Фиг.3 выполнена со значительным зазором по отношению к сферическому оголовку 6 коромысла 7 и в месте ее приварки к ползуну 4 установлены косынки 19, на которых подвижно, посредством пальцев 20 могут поворачиваться дополнительные рычаги 21, короткие плечи которых обращены к ползуну 4 и в крайних его положениях упираются в поверхность проходного канала, а длинные плечи имеют кольцевые консоли, охватывающие внутренний конец коромысла 7, обеспечивая при перемещении коромысла 7, в пределах зазора в сферическом шарнире, в начальный момент движения ползуна 4 из крайних положений, увеличение усилия отрыва ползуна 4 от направляющей 3 пропорционально отношению плеч дополнительных рычагов 21.
На ползуне 4 со стороны входного канала 1 выполнен паз, заканчивающийся в зоне геометрической оси проходного канала при закрытом положении задвижки клиновым выступом 22, а напротив паза в ползуне 4, во входном канале 1 установлена пластина 23 с клиновым выступом в зоне геометрической оси проходного канала 24, обеспечивая при перекрытии ползуном 4 проходного канала, прижим его к направляющей 3 для его уплотнения.
Работает задвижка следующим образом:
Если задвижка длительное время находилась в открытом положении, то между ползуном 4 и направляющей 3 образуются коксовые отложения, накипь, вязкие осадки.
Для закрытия задвижки с рукоятки 15 сбрасывается серьга фиксатора 18, непосредственно рукой или посредством трубы-удлинителя, надетой на рукоятку 15, наружный конец двуплечего коромысла 7 перемещают в направлении к корпусу задвижки.
При этом, внутренний конец двуплечего коромысла 7 перемещается в сферическом шарнире в пределах зазора между оголовком 6 коромысла 7 и втулкой 5 на ползуне 4, поворачивая за кольцевую консоль длинное плечо верхнего дополнительного рычага 21 относительно его пальца 20 с косынкой 19 на ползуне 4, тогда короткое плечо опирается на внутреннюю стенку трубопровода, и создает на ползуне усилие, пропорционально соотношению длин плеч дополнительного рычага, превосходящее то, что на внутреннем конце самого коромысла, способствуя отрыву ползуна 4 от направляющей 3.
При достижении ползуном 4 нижнего, закрытого положения, его клиновой выступ 22 набегает на клиновой выступ 24 пластины 23, установленной во входном канале 1, при этом, составляющая силы, прикладываемой через двуплечее коромысло ползуну 4 вдоль его направляющей 3 посредством клиновых выступов 22 и 24 сообщается в направлении, перпендикулярном плоскости ползуна на геометрической оси проходного канала, обеспечивая надежность уплотнения проходного канала в закрытом положении ползуна.
Значение угла клиновых выступов 22 и 24 должно быть меньше угла трения, во избежание ослабления уплотнения.
После установки ползуна в необходимое положение, на рукоятку 15, наружного конца двуплечего коромысла 7 вновь набрасывается серьга фиксатора 18.
Перемещение наружного конца коромысла 7 к корпусу задвижки приводит к закрытию проходного канала, а перемещение от корпуса к открытию проходного канала.
При снятой с рукоятки 15 серьге фиксатора 18, под действием сил упругости сильфона 9, двуплечее коромысло 7 и ползун 4 задвижки занимают среднее положение, открывая проходной канал на половину его сечения.
При открывании задвижки из полностью закрытого положения, отрыв ползуна 4 от направляющей 3 обеспечивается нижним дополнительным рычагом 21, работа которого аналогична верхнему.
Задвижка обеспечивает высокую надежность герметизации рабочего тела от внешней среды и сохранение работоспособности при исключении необходимости выполнения технического обслуживания.