Задвижка с плоскопараллельным затвором

Полезная модель относится к трубопроводной арматуре, предназначенной для использования на трубопроводах, в частности к запорной арматуре, служащей для перекрытия потока рабочей среды на вантузных узлах.
Из уровня техники известна задвижка с плоскопараллельным затвором (патент США на изобретение №2011/0240156 А1, опубл. 06.10.2011, МПК: F16K 1/44; F16K 25/00), в которой имеются два уплотнения, имеющие возможность перемещаться и уплотнять независимо друг от друга. Первое уплотнение располагается на поверхности шибера и двигается совместно с шибером под воздействием давления среды. Второе уплотнение, представляющее собой уплотнение седла корпуса, имеет принудительное поджатие, которое создается прижатием шибера к седлу давлением рабочей среды.
Недостатками данного технического решения является то, что уплотнение обеспечивается только в случае подачи рабочей среды с одной стороны и не обеспечивается при потоке среды с другой стороны, то есть направление потока рабочей среды не является двухсторонним. В ходе плановых работ на трубопроводах возникает необходимость устанавливать задвижку с соответствующим проходом и присоединительными размерами на фланце вантуза любой стороной.
Технической проблемой, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является разработка конструкции задвижки с плоскопараллельным затвором с возможностью ее установки в любом положении относительно трубопровода.
Технический результат, достигаемый при реализации полезной модели, заключается в расширении функциональных возможностей задвижки, направленных на обеспечение гарантированной герметичности узла затвора при двухстороннем направлении потока рабочей среды за счет постоянного поджатия уплотнительных поверхностей двух подвижных седел к уплотнительным поверхностям запирающего элемента.
Техническая проблема решается, а указанный технический результат достигается за счет того, что задвижка с плоскопараллельным затвором содержит узел корпуса, состоящий из полнопроходного корпуса и двух фланцев, собранных с корпусом воедино посредством шпилечного соединения; узел затвора, состоящий из запирающего элемента, уплотнительные поверхности которого расположены параллельно друг другу, двух подвижных седел и цилиндрических пружин; шпиндель, имеющий трапецеидальную резьбу; электропривод, закрепленный на фланце стойки шпилечным соединением, при этом цилиндрические пружины постоянно поджимают уплотнительные поверхности седел к уплотнительным поверхностям запирающего элемента; при этом в запирающем элементе установлена резьбовая гайка, преобразующая вращательное движение шпинделя в возвратно-поступательное движение запирающего элемента, а для визуального контроля положения запирающего элемента служит указатель, расположенный на электроприводе; при этом шпиндель одним концом соединяется через кулачковую втулку с электроприводом и уплотняется относительно корпуса посредством манжет, а другим концом соединяется с резьбовой гайкой.
Заявленная полезная модель поясняется чертежом (фиг.), на котором показан продольный разрез задвижки с плоскопараллельным затвором.
Задвижка включает узел корпуса, узел затвора, шпиндель и электропривод, с помощью которого осуществляется управление задвижкой. Электропривод 1 установлен на фланце стойки 11 и крепится шпилечным соединением 16.
Узел корпуса состоит из трех частей: корпуса 2 и двух фланцев 3. Корпус выполнен полнопроходным, что обуславливает в узле корпуса низкий коэффициент гидравлического сопротивления рабочей среде, составляющий не выше 0,3 при полностью открытом положении узла затвора. В корпусе 2 имеются отверстия для установки грузозахватных приспособлений для строповки (на фигуре не показаны).
Корпус 2 и фланцы 3 в зависимости от технологии изготовления выполнены кованными, или штампованными, или кованосварными, или штампосварными. Корпус и фланцы через уплотнительные прокладки 4 собраны воедино посредством шпилечного соединения 14. В корпусе и фланцах выполнены дренажные каналы с выходом на отверстие в корпусе с резьбовой пробкой 10.
Узел затвора, обеспечивающий герметичное перекрытие проходного сечения задвижки, состоит из запирающего элемента 6, двух подвижных седел 5 и цилиндрических пружин 12, обеспечивающих постоянное поджатие уплотнительных поверхностей подвижных седел 5 к уплотнительным поверхностям запирающего элемента 6. Через узел корпуса при открытом узле затвора проходит рабочая среда (товарная нефть, бензин, дизельное топливо, керосин). Утечки в узле затворе соответствуют классу герметичности «А» по ГОСТ 9544-2015 в диапазоне рабочих давлений от 0 до 1,1 PN, что предполагает отсутствие видимых капель рабочей среды в течение времени испытаний.
Запирающий элемент 6 представляет собой диск, уплотнительные поверхности которого расположены параллельно друг к другу, что определяет тип устройства как задвижка с плоскопараллельным затвором. Запирающий элемент совершает возвратно-поступательное движение и обеспечивает в крайнем нижнем положении герметичное перекрытие проходного сечения. В запирающем элементе 6 установлена резьбовая гайка 8, преобразующая вращательное движение шпинделя 7 в возвратно-поступательное движение запирающего элемента. Для визуального контроля положения запирающего элемента 6 служит указатель (на фигуре не показан), расположенный на электроприводе 1.
Введение в конструкцию двух подвижных седел 5, постоянно поджатых к запирающему элементу 6 посредством цилиндрических пружин 12, обеспечивает гарантированную герметичность узла затвора при двухстороннем направлении потока рабочей среды. Это дает возможность устанавливать задвижку в любом положении относительно трубопровода, что расширяет ее функциональные возможности.
Шпиндель 7, имеющий трапецеидальную резьбу, одним концом соединяется через кулачковую втулку 9 с электроприводом 1 и уплотняется относительно корпуса 2 посредством манжет 15, а другим концом соединяется с резьбовой гайкой 8. Уплотнение шпинделя является необслуживаемым.
Работа задвижки с плоскопараллельным затвором.
Вращательное движение выходного вала редуктора электропривода 1 передается на шпиндель 7 через кулачковую втулку 9 и преобразуется в поступательное перемещение запирающего элемента 6 путем навинчивания резьбовой гайки 8 на трапецеидальную резьбу шпинделя 7. Запирающий элемент 6 поднимается или опускается, соответственно закрывая или открывая проходное сечение задвижки. При включении электропривода на открытие, кулачковая втулка 9 вращается против часовой стрелки и тем самым вращает шпиндель 7, который концом с трапецеидальной резьбой поднимает резьбовую гайку 8 и запирающий элемент 6 вверх.
Гарантированная герметичность узла затвора обеспечивается плотным прилеганием уплотнительной поверхности подвижного седла 5 к уплотнительной поверхности запирающего элемента 6.
В положении задвижки «Закрыто» запирающий элемент 6 находится в нижнем крайнем положении и полностью перекрывает проход задвижки.
Если давление потока среды слева от запирающего элемента 6 превышает давление справа, то запирающий элемент плотно прижимается к уплотнительной поверхности подвижного седла 5 справа по потоку. Чем выше давление оказывается потоком на запирающий элемент, тем плотнее он прилегает к подвижному седлу 5, и тем надежнее осуществляется перекрытие потока. При противоположном превышении давления запирающий элемент 6 плотно прижимается к подвижному седлу слева по потоку. Этим обеспечивается возможность установки задвижки в любом положении относительно трубопровода в зависимости от требований к проводимым плановым работам. При низком давлении герметичность узла затвора обеспечивается цилиндрическими пружинами 12, постоянно поджимающими уплотнительные поверхности подвижных седел 5 к запирающему элементу. Для дренажа рабочей среды используется пробка 10, которая выворачивается при отсутствии давления в задвижке.
Заявляемая полезная модель имеет расширенные функциональные возможности, обеспечивающие гарантированную герметичность узла затвора при любом направлении потока рабочей среды за счет постоянного поджатия уплотнительных поверхностей двух подвижных седел к уплотнительным поверхностям запирающего элемента.