Запорно-регулирующая задвижка со съёмным блоком дросселирующих решёток
SHUT-OFF AND CONTROL VALVE WITH A REMOVABLE BLOCK OF THROTTLING GRIDS

Изобретение относится к области машиностроения, а именно - к запорно-регулирующей трубопроводной арматуре, преимущественно – к шиберным задвижкам.
Известна запорно-регулирующая задвижка со съёмным блоком дросселирующих решёток, содержащая корпус с подводящим и отводящим патрубками, в которых установлены подпружиненные сёдла, а между ними размещен управляемый шпинделем плоский шибер, сопряжённый с ними двумя своими рабочими поверхностями, причём блок дросселирующих решёток установлен в одном из сёдел, которое выполнено с возможностью взаимодействия со средством ограничения осевого сближения сёдел, при этом блок дросселирующих решёток состоит из основания с продольными сквозными отверстиями и решётчатых дисков, а нижний торец шибера заслонки выполнен плоским, с возможностью ограничения его хода путём взаимодействия с нижней частью корпуса при закрытии шиберной задвижки, (патент RU2464469, МПК F16K 3/02 (2006.01), F16K 47/14 (2006.01), Опубликовано: 20.10.2012 Бюл. № 29).
Недостатком известного соединения является возможность сближения сёдел при выходе шибера за их границы, а также вероятность засорения дросселирующих решёток.
Цель изобретения – создать надёжное средство взаимодействия шибера и сёдел, не дающее возможности сблизиться сёдлам полном открытии задвижки, а также исключить засорение решёток механическими примесями.
Технический результат использования изобретения заключается в повышении надежности работы задвижки посредством осевой фиксации сёдел и защиты межседельного пространства и дросселирующих решёток от засорения.
Ниже раскрыты все общие и частные существенные признаки изобретения, характеризующие их причинно-следственную связь с указанным техническим результатом, достаточные для осуществления специалистом в данной области техники.
Запорно-регулирующая задвижка со съёмным блоком дросселирующих решёток содержит корпус с подводящим и отводящим патрубками. В патрубках установлены подпружиненные сёдла, а между ними размещен управляемый шпинделем плоский шибер, сопряжённый с ними двумя своими рабочими поверхностями. Блок дросселирующих решёток установлен в одном из сёдел, которое выполнено с возможностью взаимодействия со средством ограничения осевого сближения сёдел. Блок дросселирующих решёток состоит из основания с продольными пазами и сквозными отверстиями и решётчатых дисков. Нижний торец шибера задвижки выполнен с возможностью ограничения его хода путём взаимодействия с нижней частью корпуса при закрытии шиберной задвижки.  Основание блока дросселирующих решёток выполнено в виде диска, а к нему приварены упомянутые решётчатые диски - внутренний в сторону шибера и наружный диск - в сторону отводящего патрубка. Основание и диски и выполнены с множеством расположенных рядами совмещённых сквозных отверстий. На внутренний торец обоих сёдел и для контакта с шибером наплавлены уплотнительные опорные кольца с плоскошлифованной наружной рабочей поверхностью и с внутренней проточкой до торца внутреннего диска блока дросселирующих решёток. Снаружи цилиндрической поверхности внутреннего диска, обращённой внутрь корпуса выполнена проточка с возможностью опирания в кольцевой выступ, образованный уменьшением диаметра полости в седле. Наружная цилиндрическая образующая указанного уплотнительного опорного кольца выполнена заподлицо с цилиндрической проточкой снаружи внутреннего торца каждого седла, выполненной с возможностью сопряжения с боковым ложементом поддона при поднятии шибера над ним на высоту не меньшую суммы заглубления бокового ложемента поддона и глубины проточки в седле. Поддон выполнен в виде горизонтально расположенной прямой призмы длиной не превышающей ширину шибера. На верхней стороне призмы соосно осям сёдел выполнены вырезы в виде трёх цилиндрических ложементов – центрального, сопряженного с криволинейно выпуклой поверхностью торца шибера и двух заглублённых относительно центрального ложемента боковых ложементов. Диаметры ложементов соответствуют диаметрам указанных цилиндрических проточек на торцах обоих сёдел. Поддон имеет скошенные торцы и выемку снизу, в которой размещена головка толкателя, стержень которого пропущен через гильзу в направляющей втулке, герметично размещенной в последней Стержень толкателя сопряжен с днищем стакана, охватывающего с возможностью свободного перемещения указанную гильзу. Под отбортовкой открытой части стакана расположена пружина сжатия, нижний конец которой опёрт на днище чашеобразной крышки, герметично соединенной с центровочным кольцом, приваренным к снизу к корпусу. Между центровочным кольцом и гильзой установлено уплотнительное кольцо. Свободный ход упомянутого стакана не меньше свободного хода в паре «поддон - седло». К наружной поверхности крышки может быть разъемно прикреплена стойка, которая может быть снабжена плоской опорой.
Изобретение иллюстрируется чертежами, где: на фиг.1 показан продольный разрез задвижки; на фиг.2 – седло в сборе с дросселирующей решеткой; на фиг.3 – вид II на фиг.1; на фиг.4 - вид А-А на фиг.2; на фиг.5 –вид Б на фиг.2; на фиг.6 – блок дросселирующих решёток, продольный разрез; на фиг.7 -  вид Г на фиг.6; на фиг.8 – вид сбоку по фиг.7; на фиг.9 – поддон, общий вид, изометрия; на фиг.10 – поддон, поперечный разрез; на фиг.11 – разрез Ж-Ж на фиг.10; на фиг.12 – вид Е на фиг.6; на фиг.13 – вид Д на фиг.6; ; на фиг.14 – вид сбоку по фиг.13; на фиг.15 – вид В на Фиг.5; на фиг.16 – вид III на фиг.1, поддон в нижнем положении; на фиг.17 – поддон в верхнем положении; на фиг.18 – корпус, вид сбоку; на фиг.19 – вид I на фиг.1.
Запорно-регулирующая задвижка со съёмным блоком дросселирующих решёток содержит корпус 1 с подводящим 2 и отводящим 3 патрубками, в которых установлены подпружиненные входное 4 и выходное 5 сёдла.
Между сёдлами 4 и 5 размещен управляемый шпинделем 6 плоский шибер 7, сопряжённый с ними двумя своими рабочими поверхностями.
Блок дросселирующих решёток 8 установлен в одном из сёдел 5, которое выполнено с возможностью взаимодействия со средством ограничения осевого сближения сёдел 4 и 5.
При этом блок дросселирующих решёток 8 состоит из основания 9 с продольными пазами 10 и сквозными отверстиями, а также внутреннего 11 и наружного 12 решётчатых дисков.
Нижний торец шибера 7 задвижки выполнен с возможностью ограничения его хода путём взаимодействия с нижней частью корпуса 1 при закрытии шиберной задвижки.
Основание 9 блока дросселирующих решёток 8 выполнено в виде диска, а к нему приварены упомянутые решётчатые диски - внутренний 11 в сторону шибера 7 и наружный диск 12 - в сторону отводящего патрубка 3.
Основание 9 и диски 11 и 12 выполнены с множеством расположенных рядами совмещённых сквозных отверстий.
На внутренний торец обоих сёдел 4 и 5 для контакта с шибером 7 наплавлено уплотнительное опорное кольцо 13 с плоскошлифованной наружной рабочей поверхностью и с внутренней проточкой L до торца внутреннего диска 11 блока дросселирующих решёток 8.
Наружная цилиндрическая образующая указанного уплотнительного опорного кольца 13 выполнена заподлицо с цилиндрической проточкой S снаружи внутреннего торца 14 каждого седла 4 и 5, выполненной с возможностью сопряжения с боковым ложементом Us поддона 15 при поднятии шибера 6 над ним на высоту не меньшую суммы заглубления бокового ложемента Us поддона 15 и глубины проточки S в седле 4 и 5.
Поддон 15 выполнен в виде горизонтально расположенной прямой призмы, длиной не превышающей ширину шибера 6, на верхней стороне которой соосно осям сёдел выполнены вырезы в виде трёх цилиндрических ложементов – центрального Uc, сопряженного с криволинейно выпуклой поверхностью торца шибера 6 и двух заглублённых относительно центрального ложемента боковых ложементов Us, диаметры которых соответствуют диаметрам сопряженных с ними цилиндрических проточек S на торцах обоих сёдел 4 и 5.
Между сёдлами 4 и 5 и указанными патрубками 2 и 3 установлены пружины сжатия 16.
Поддон 15 имеет скошенные торцы Т и выемку 17 снизу, в которой размещена головка N толкателя 18.
Стержень толкателя 18 пропущен через гильзу 19 в направляющей втулке 20, герметично размещенную в последней и сопряжен с днищем стакана 21, охватывающего с возможностью свободного перемещения указанную гильзу 19.
Под отбортовкой D открытой части стакана 21 расположена пружина сжатия 22, нижний конец которой опёрт на днище чашеобразной крышки 23, герметично соединенной с центровочным кольцом 24, приваренным к снизу к корпусу 1.
Между центровочным кольцом 24 и гильзой 19 установлено уплотнительное кольцо 25.
Свободный ход упомянутого стакана 21 не меньше свободного хода в паре «поддон 15 - седло 5».
К наружной поверхности крышки 23 может быть разъемно прикреплена стойка 26, которая может быть снабжена плоской опорой 27.
Сравнение заявленного технического решения с уровнем техники, известным из научно-технической и патентной документации на дату приоритета, в основной и смежной рубриках не выявило средство, которому присущи признаки, идентичные всем признакам, содержащимся в предложенной заявителем формуле изобретения, включая характеристику назначения.
Т.е., совокупность существенных признаков заявленного решения ранее не была известна и не тождественна каким-либо известным техническим решениям, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности "новизна".
Техническое решение работоспособности осуществимо и воспроизводимо, а отличительные признаки изобретения позволяют получить заданный технический результат по достижению надёжного взаимодействия шибера и сёдел, не дающего возможности сблизиться сёдлам полном открытии задвижки, а также исключить засорение решёток механическими примесями.
Данное техническое решение промышленно применимо, поскольку в описании изобретения и названии указано его назначение, оно может осуществлено промышленным способом и использовано при строительстве жилых, общественных и промышленных сооружений.
Изобретение в том виде, как оно охарактеризовано в каждом из пунктов формулы, может быть осуществлено с помощью средств и методов, описанных в прототипе – патенте RU2464469, ставшим общедоступным до даты приоритета изобретения.
Изобретение осуществимо и воспроизводимо, а отличительные признаки, приведенные в формуле изобретения относятся к существенным, поскольку они влияют на возможность решения указанной в заявке технической проблемы и получение обеспечиваемого изобретением технического результата, то есть находятся в причинно-следственной связи с указанным результатом и, поэтому являются существенными.
Следовательно, заявленное техническое решение соответствует условию патентоспособности "промышленная применимость".
Анализ известных технических решений в данной области техники показал, что предложенное техническое решение не следует для специалиста явным образом из уровня техники, поскольку не выявлены решения, имеющие признаки, совпадающие с его отличительными признаками, а в выявленных таких решениях не подтверждена известность влияния отличительных признаков на указанный в  материалах заявки технический результат.
Т.е. заявленное решение имеет признаки, которые отсутствуют в известных технических решениях, а использование этих признаков в заявленной совокупности существенных признаков дает возможность получить новый технический результат – повышение надежности работы задвижки посредством осевой фиксации сёдел и защиты межседельного пространства и дросселирующих решёток от засорения.
Следовательно, предложенное техническое решение может быть получено только путем творческого подхода и неочевидно для среднего специалиста в этой области, т.е. имеет изобретательский уровень по сравнению с существующим уровнем техники.
Осуществление заявленного изобретения достигается реализацией указанного назначения.
Для подтверждения возможности осуществления изобретения ниже приводятся сведения о работе устройства, раскрывающие, как может быть осуществлено изобретение с реализацией указанного заявителем назначения и с подтверждением возможности достижения технического результата при осуществлении изобретения.
Работа запорно-регулирующей задвижки.
При передаче вращательного движения выходного вала электропривода на шпиндель 6 через кулачковую и резьбовую втулки, оно преобразуется в поступательное движение шпинделя 6 и, находящегося в зацеплении с ним шибера 7.
Шибер 7 поднимается или опускается, соответственно закрывая или открывая проходное сечение седла с блоком дросселирующих решёток 8, тем самым обеспечивая заданные режимы регулирования расхода рабочей среды.
В момент поднятия шибера 7 из закрытого положения вместе с ним поднимается поддон 15, который выдвигает толкатель 18 через подпружиненный стакан 21.
При совмещении выступающей части бокового ложемента Us поддона 15 с проточкой на седлах 4 и 5 движение поддона 15 прекращается.
В этот момент образующая внутренней части поддона и внутреннего диаметра седел 4 и 5 составляет часть внутреннего диаметра цилиндра, равного проходному сечению задвижки.
Также, в полностью поднятом состоянии шибера 7 поддон 15 препятствует выдвижению подпружиненных сёдел 4 и 5 за пределы толщины шибера.
В момент завершения фазы закрытия задвижки шибер 7 упирается в поддон 15 и перемещает его вниз до момента срабатывания концевых выключателей электропривода, либо до упора в направляющую втулку 20.
Положение задвижки при поставке - «ОТКРЫТО», при этом шибер 7 и шпиндель 6 находятся в верхнем крайнем положении, при этом обеспечивается максимальный расход рабочей среды.
Герметичность по затвору обеспечивается двумя узлами уплотнений, постоянно поджатыми к шиберу 7:
-«входной» узел (со стороны подачи давления) – герметичен за счет поджатия к шиберу 7 узла уплотнения усилием пружин 16 и перепадом давления «входной патрубок-полость корпуса»;
-«выходной» узел – герметичен за счет поджатия шибера 7 к узлу уплотнения перепадом давления между входным 2 и выходным 3 патрубками.
Узел обеспечивает надежную герметичность задвижки в случае нарушения плотности «входного» узла.
Таким образом, использование данной запорно-регулирующей задвижки со съёмным блоком дросселирующих решёток позволяет решить поставленную задачу и создать надёжное средство взаимодействия шибера 7 и сёдел 4 и 5, не дающее возможности сблизиться сёдлам полном открытии задвижки, а также исключить засорение решёток механическими примесями.
Использование запорно-регулирующая задвижка со съёмным блоком дросселирующих решёток позволяет повысить надежность работы задвижки посредством осевой фиксации сёдел 4 и 5 и защиты межседельного пространства и дросселирующих решёток от засорения.