ЗАТВОР ДИСКОВЫЙ

Область техники
Полезная модель относится к запорной трубопроводной арматуре и предназначена для использования в качестве запорного устройства в технологических трубопроводах малого, среднего и высокого давления химической, пищевой, строительной и других отраслях промышленности для сыпучих, жидких и газообразных материалов.
Уровень техники
Известен затвор, 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 (патентом США на изобретение №3945398, F16K 15/02, 1976). Данный затвор не обеспечивает необходимую герметичность, кроме того, возможно заклинивание поворотного диска, что снижает надежность устройства.
Известна поворотная заслонка, 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 (патент РФ на изобретение №2224157, F16K 1/226, 2004).
Причинами, по которым нельзя достичь технического результата, является 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.
Причинами, по которым нельзя достичь технического результата, 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 №2355928, F16K 1/20, 2009. Затвор дисковый содержит корпус, седло с уплотнением, запорный орган в виде диска, поворотный вал. Корпус выполнен с куполообразной полостью. Диск выполнен со сферической боковой поверхностью и закреплен на поворотном дуговом кронштейне. Кронштейн установлен на полуосях. Полуоси выполнены в виде пальцев с опорными сферическими поверхностями. Один из пальцев соединен с поворотным валом. Вал проходит 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. Изобретение направлено на обеспечение герметичности и возможности полного открытия проходного канала.
Причины, по которым нельзя достичь технического результата, заключаются в том, что используют сложную механическую конструкцию, непригодную для организации управления работой со стандартными пневматическими, гидравлическими или электрическими приводами.
Раскрытие полезной модели
Техническая проблема заключается в расширении арсенала технических средств, в частности затвора дискового, направленного на повышение удобства эксплуатации. Технический результат направлен на повышение эксплуатационных характеристик, в частности обеспечение герметичности закрытия, снижение нагрузки на привод при вращении запорного элемента, работы в трубопроводной магистрали при высоком давлении и возможности полного открытия проходного канала.
Технический результат достигается тем, что в дисковом затворе используются спаренные выдвижные диски, и каждый диск выполнен в виде полусферы с конической боковой поверхностью и встроенной расширительной камерой. При подаче давления в расширительную камеру запорного диска коническая часть диска входит в контакт с уплотнителем седла патрубка с нужным усилием, что обеспечивает плотный контакт, герметичность и очистку рабочей поверхности диска от возможного налипания материала, транспортируемого по трубопроводу за счет скольжения уплотнителя по конической рабочей части дискового запорного элемента.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 - общий вид затвора.
На фиг. 2 - продольный разрез затвора вдоль оси вращения.
На фиг. 3 - поперечный разрез в закрытом состоянии.
На фиг. 4 - поперечный разрез в отрытом состоянии.
На фиг. 5 - продольный разрез затвора поперек оси вращения в открытом состоянии.
На фиг. 6 - продольный разрез затвора поперек оси вращения в закрытом состоянии без герметизации.
На фиг. 7 - продольный разрез затвора поперек оси вращения в герметично закрытом состоянии.
Затвор дисковый содержит корпус 1 с куполообразной полостью 2, встроенными гидравлическими поршневыми усилителями давления 3, каналами передачи давления в расширительную камеру 4, элементами крепления к трубопроводу 5, раздвижной диск 6 со встроенной расширительной камерой диска 7, состоящий из неподвижной части диска 8, подвижной части диска 9, заменяемой рабочей части диска 10 с конической боковой поверхностью 25, резиновой манжеты 11, возвратной пружины 12, дуговой кронштейн 13 с каналом 14 для передачи давления в расширительную камеру 7; двух патрубков (крышек) 15 с седловой поверхностью 16 с уплотнением 17 и межфланцевой резиновой прокладкой 18, полуось 19 с каналом для передачи давления 20, полуось 21 в виде штока для соединения с приводом, опорную втулку 22, сальник 23, ограничитель поворота 24.
Осуществление полезной модели
В открытом положении диски 6 на дуговом кронштейне 13 устанавливаются в куполообразной полости 2 корпуса 1 параллельно оси проходного канала. При закрытии дискового затвора вращение от механизма внешнего привода через полуось 21 передается дуговому кронштейну 13. Дуговой кронштейн 13 с установленными на нем дисками 6 поворачивается до упора дугового кронштейна 13 в ограничитель поворота 24, перекрывая входное отверстие дискового затвора. При подаче давления во встроенные поршневые усилители 3 давление по каналам 4, 20 и 14 подается в обе расширительные камеры дисков 7. Происходит поджим диска 6 к седлу 16. При открытии затвора сбрасывается давление из расширительной камеры 7, возвратная пружина 12 сжимает расширительную камеру и происходит ослабление поджима диска 6 к седлу 16, включается внешний привод и происходит поворот дугового кронштейна 7 до упора кронштейна в ограничитель поворота 24.
Таким образом, заявляемая полезная модель позволяет обеспечить необходимую герметичность дискового затвора и возможность полного открытия проходного канала.