ПОВОРОТНЫЙ ЗАТВОР

Полезная модель относится к трубопроводной запорной арматуре, а именно, к затворам, предназначенным для перекрытия потока рабочей среды, в том числе жидкой, газообразной агрессивной среды или горячей воды, транспортируемой по технологическим трубопроводам.
Известен поворотный затвор, содержащий корпус, имеющий проходной канал с входным и выходным отверстиями, седло, выполненное со сферической вогнутой уплотнительной поверхностью, смонтировано в выходном отверстии проходного канала корпуса, и запирающий элемент, размещенный в проходном канале корпуса и выполненный с образованием периферийной уплотнительной поверхности, по форме, ответной сферической вогнутой уплотнительной поверхности седла, с возможностью взаимодействия с ней в закрытом положении поворотного затвора, при этом запирающий элемент выполнен со сквозным отверстием для размещения в нем штока, а шток установлен в корпусе перпендикулярно оси проходного канала и имеет уплотнительный элемент в верхней части корпуса (CN 105090536, F16K 1/22, 25.11.2015). Данное техническое решение является наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели аналогом (прототипом).
Технической проблемой является недостаточная герметичность поворотного затвора.
Технический результат при осуществлении полезной модели достигается тем, что поворотный затвор содержит корпус, имеющий проходной канал с входным и выходным отверстиями, седло, выполненное с вогнутой сферической уплотнительной поверхностью и смонтированное в выходном отверстии проходного канала корпуса, и запирающий элемент, размещенный в проходном канале корпуса и выполненный в виде шарового сегмента, сферическая поверхность которого расположена со стороны входного отверстия проходного канала корпуса, а его кромка скруглена с образованием периферийной выпуклой сферической уплотнительной поверхности, выполненной по форме, ответной вогнутой сферической уплотнительной поверхности седла, с возможностью взаимодействия с ней в закрытом положении поворотного затвора, при этом запирающий элемент выполнен со сквозным отверстием для размещения в нем штока с зазором S вдоль оси шарового сегмента запирающего элемента с возможностью перемещения запирающего элемента относительно штока в направлении движения рабочей среды, а шток установлен в корпусе перпендикулярно оси проходного канала и имеет уплотнительный элемент в верхней части корпуса. При этом седло предпочтительно выполнено из упругого материала.
По сравнению с наиболее близким аналогом предложенный поворотный затвор является более герметичным при простоте своей конструкции за счет выполнения запирающего элемента в виде шарового сегмента, сферическая поверхность которого расположена со стороны входного отверстия проходного канала корпуса, а его кромка скруглена с образованием периферийной уплотнительной поверхности, выполненной по форме, ответной сферической вогнутой уплотнительной поверхности седла, с возможностью взаимодействия с ней в закрытом положении поворотного затвора, при этом запирающий элемент выполнен со сквозным отверстием для размещения в нем штока с зазором вдоль оси шарового сегмента запирающего элемента с возможностью перемещения запирающего элемента относительно штока в направлении движения рабочей среды. Запирающий элемент не связан жестко со штоком, может незначительно перемещаться в корпусе поворотного затвора и плотнее поджиматься к седлу под действием давления рабочей среды, обеспечивая дополнительное уплотнение и повышая герметичность поворотного затвора.
Вышеизложенные особенности и преимущества полезной модели будут понятны из последующего описания предпочтительного примера ее осуществления со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых для представления одинаковых элементов используются одинаковые позиции:
на фиг. 1 изображен поворотный затвор в разрезе, в соответствии с настоящей полезной моделью;
на фиг. 2 - то же, разрез А-А фиг. 1;
на фиг. 3 - то же, выносной элемент Б фиг. 2
на фиг. 4 - то же, выносной элемент С фиг. 2.
Поворотный затвор предназначен для подачи потока рабочей среды в одном направлении (на фигурах 1 и 2 показано стрелкой) и содержит корпус 1, в котором выполнен проходной канал 2 с входным 3 и выходным 4 отверстиями для прохождения потока рабочей среды.
В выходном отверстии 4 проходного канала 2 корпуса 1 смонтировано седло 5, выполненное с вогнутой сферической уплотнительной поверхностью 6. Седло предпочтительно выполнено из упругого материала, например, из PTFE, полиуретана, EPDM, FPM.
1
1
В проходном канале 2 корпуса 1 на штоке 7 размещен запирающий элемент 8. При этом шток 7 является кинематическим элементом поворотного затвора, связанным с приводом его вращения, и установлен в корпусе 1 таким образом, что его ось его вращения О-О проходит через ось O-O проходного канала 2, перпендикулярна ей, и, соответственно, перпендикулярна направлению потока рабочей среды. В верхней части корпуса 1 шток 7 выведен за пределы корпуса 1 для обеспечения возможности приложения управляющего воздействия и уплотнен уплотнительным элементом 9. Шток 7 выполнен цилиндрическим, и по всей его длине в месте установки на него запирающего элемента 8 выполнены лыски, которые располагаются равноудалено от его оси и параллельно друг другу.
1
1
Запирающий элемент 8 выполнен в виде шарового сегмента, сферическая поверхность 10 которого с радиусом R расположена со стороны входного отверстия 3 проходного канала 2 корпуса 1. Ось симметрии шарового сегмента запирающего элемента 7 и ось седла 5 совпадают с осью O-O проходного канала 2. Кромка шарового сегмента запирающего элемента 8 скруглена с образованием периферийной выпуклой сферической уплотнительной поверхности 11, которая выполнена по форме, ответной вогнутой сферической уплотнительной поверхности 6 седла 5. При этом запирающий элемент 8 расположен таким образом, что его периферийная выпуклая сферическая уплотнительная поверхность 11 в закрытом положении поворотного затвора взаимодействует с вогнутой сферической уплотнительной поверхностью 6 седла 5.
1
1
2
2
Запирающий элемент 8 выполнен со сквозным отверстием для размещения в нем штока 7. Указанное сквозное отверстие в теле запирающего элемента 8 выполнено таким образом, что шток 7 размещен в нем с зазором S вдоль оси шарового сегмента запирающего элемента 8. Зазор может быть выполнен величиной 1-1,5 мм в зависимости от размеров поворотного затвора. Запирающий элемент 8 благодаря этому зазору S имеет возможность перемещения относительно штока 7 по оси O-O в направлении потока рабочей среды (показано стрелкой), но при этом лыски 12, выполненные на штоке, контактируют с внутренними поверхностями сквозного отверстия запирающего элемента 8, предотвращая перемещение штока относительно запирающего элемента 8 в поперечном направлении (по оси О-О).
Поворотный затвор работает следующим образом.
Из открытого положения поворотного затвора при повороте штока 7 посредством привода его вращения (на фигурах не показан) запирающий элемент 8 поворачивается в положение «закрыто» - положение, перпендикулярное потоку рабочей среды, как показано на фиг. 1 и фиг. 2. Периферийная выпуклая сферическая уплотнительная поверхность 11 запирающего элемента 8 полностью входит в контакт с вогнутой сферической уплотнительной поверхностью 6 седла 5. При этом в закрытом положении поворотного затвора поток рабочей среды (показан стрелкой) воздействует на сферическую поверхность 10 запирающего элемента 8. И, благодаря установке запирающего элемента 8 на штоке с зазором S в направлении потока рабочей среды, запирающий элемент 8 по давление рабочей среды перемещается относительно штока и плотно поджимается своей периферийной выпуклой сферической уплотнительной поверхностью 11 к вогнутой сферической уплотнительной поверхности 6 седла 5, тем самым прекращая протечку рабочей среды и обеспечивая герметичное запирание поворотного затвора.
Таким образом, предложенный поворотный затвор является более герметичным при простоте своей конструкции
Описанные выше примеры осуществления следует во всех аспектах рассматривать лишь как иллюстративные и не обуславливающие никаких ограничений. Следовательно, могут быть использованы другие примеры осуществления настоящей полезной модели и примеры внедрения, которые не выходят за пределы описанных здесь существенных признаков.