ЗАДВИЖКА ПОЛНОПРОХОДНАЯ

Полезная модель относится к трубопроводной арматуре и предназначено для регулирования и перекрытия движения жидкости по трубопроводу технических систем.
Известна конструкция задвижки с поворотным запорным узлом (патент РФ №2189513, опубл. 20.09.2002 г.), содержащая сборный корпус из двух крышек, скрепленных крепежными элементами, в полости которого установлены три запорных элемента из керамического или другого материала, контактирующие между собой торцевыми прецизионными поверхностями и проходные окна, крайние из запорных элементов установлены в полости неподвижно в тангенциальном направлении относительно корпуса, а средний - с возможностью поворота относительно корпуса приводом. Крайние из запорных элементов выполнены, например, в виде усеченных конусов, большими основаниями, обращенными к среднему запорному элементу, а от малых оснований сформированы участки, на которых установлены мембраны с упругими звеньями, закрепленные одним концом на указанных участках, а другим - в гнездах крышек корпуса. Проходные окна в крайних запорных элементах в направлении к поворотному элементу изменяют свою форму поперечного сечения, перемещаются от центра к периферии запорного элемента.
Недостатком известной конструкции является сложность конструкции, заключающаяся в трудоемкости изготовления полукорпусов, червячной передачи, запорных элементов, мембран, невысокая герметичность, связанная с невозможностью установки крепежных шпилек в верхней части полукорпусов. Кроме того, создается трение между запорными элементами, что приводящее к возникновению царапин, а в дальнейшем к «промыву» уплотняющих поверхностей. Известная конструкция задвижки не имеет полного (сквозного) прохода, что не позволяет пропустить через нее технологические приборы (это необходимо для технологического процесса нефте и газодобычи), следовательно, ограничивает область использования.
Известна также конструкция задвижки (по патенту РФ №2007646, опубл. 15.02.1994 г.), в которой корпус выполнен из двух одинаковых половин, стянутых шпильками с утолщенной средней частью, являющейся ограничителем дистанции между ними, а запорные диски установлены внутри обоймы, которая с возможностью поворота установлена между половинами корпуса, входит в вытачки, выполненные на их торцах, и на ней выполнен выступ, за который осуществляется ее поворот, причем ширина выступа обеспечивает ограничение поворота обоймы упором этого выступа в смежные шпильки и соответствие углу поворота от полностью закрытого до полностью открытого положения поворотного диска, а на поворотном диске выполнена разгрузочная канавка, соединенная каналом с дозапорной полостью задвижки.
Недостатком известной конструкции является сложность изготовления, так как работает только с червячным приводом и создание трения между запорными элементами, приводящее к возникновению царапин.
Наиболее близкой по технической сущности и выбранного в качестве прототипа является конструкция поворотного затвора (патент SU №189894, опубл. 15.04.1993, Бюл. №14), который содержит корпус с входным и выходным патрубками, запорный диск с проушиной, связанный с приводным валом, причем проушина снабжена винтом и на ее торце выполнен сегментный паз, а торце приводного вала, обращенном к запорному диску, выполнены эксцентрично размещенная цапфа и диаметрально противоположный цапфе сегментный выступ, расположенный в сегментном пазу проушины с образованием зазоров с его гранями. При этом винт установлен в проушине с возможностью регулирования одного из упомянутых зазоров со стороны входного патрубка.
Недостатком конструкции затвора является использование ее только при одностороннем направлении жидкости (газа), что сужает область использования, невысокая герметичность, так как невозможно обеспечить гарантированное равномерное прижатие нижнего края запорного диска. Рабочая уплотняющая поверхность в положении « закрыто» находится на пути потока жидкости (газа) и подвергается постоянному механическому воздействию твердых частиц, которые находятся в потоке, приводящее к ухудшению качества поверхности, а, следовательно, снижает долговечность работы. При повороте запорного диска в положение «закрыто» происходит резкий удар, который приведет к нарушению качества поверхности в нижней части опорной поверхности корпуса и запорного диска. Усилие от гидроудара передается на рукоятку поворота и, следовательно, на руку оператора.
Задачей полезной модели является устранение упомянутых выше недостатков посредством создания новой конструкции задвижки
Техническим результатом является создание оригинальной, упрощенной конструкции задвижки, благодаря которой полностью устраняется трение между уплотняющими поверхностями, повышается надежность и долговечность работы задвижки, так как первоначально происходит отвод затвора от поверхности корпуса, а затем производится поворот затвора.
Указанная задача достигается тем, что задвижка полнопроходная содержащая корпус с входными и выходными патрубками, и вал с затвором, установленный на подшипниковом узле, согласно заявленному изобретению, содержит второй подшипниковый узел, в котором установлен второй конец вала, а в средней части вала имеются шейки, выполненные с эксцентриситетом относительно концов вала, на внутренней поверхности корпуса установлены упоры.
Конструкция задвижки полнопроходной схематично изображена на фиг.1, на фиг.2 - вид сбоку.
Задвижка полнопроходная состоит из корпуса 1 с входным и выходным патрубками, в котором расположен вал 2 с шейками 3, выполненными со смещением S=1 мм от оси вала, т.е. эксцентричны оси вала 2. Вал 2 расположен в подшипниковых узлах 4 и 5. Затвор 6 установлен на шейках 3 вала 2. На затворе 6 находится уплотнительный элемент 7, выполненный например, в виде резинового кольца. На внутренней поверхности корпуса 1 установлены ограничители упора 8 и 9, ограничивающие поворот затвора 6.
Задвижка полнопроходная работает следующим образом:
Положение «Открыто».
Открытие затвора 6 осуществляется путем поворота вала 2 относительно оси подшипниковых узлов 4 и 5 до достижения упорного элемента 9 по часовой стрелке. При дальнейшем вращении вала 2 затвор 6 начинает перемещаться вдоль оси потока жидкости с помощью эксцентриковых шеек 3 вала 2 до полного прижима уплотнительного элемента 7 затвора 6 к корпусу 1.
Так как затвор 6 прижат к корпусу 1 давлением жидкости, он не вращается вместе с валом 2 по основной оси подшипниковых узлов 4 и 5, а скользит по поверхности эксцентрических шеек 3, что приводит к перемещению затвора 6 от поверхности корпуса 1 вдоль оси на величину эксцентриситета S. При достижении величины силы трения между поверхностями затвора 6 и корпуса 1 равной «нулю» происходит поворот затвора 6 вместе с валом 2 относительно оси подшипниковых узлов 4 и 5 до упорного элемента 8, при этом отверстие вала 2 совпадет с отверстием корпуса 1. Закрытие затвора происходит в обратном порядке.
Положение «Закрыто».
Вал 2 поворачивают против часовой стрелки, при этом эксцентриковые шейки 3 вала 2 перемещают затвор 6 от корпуса 1 в направлении оси потока на величину S, равную эксцентриситету шеек 4. Затем происходит поворот затвора 6 вместе с валом 2 до упорного элемента 9. Задвижка находится в положении «Закрыто».
Использование в предлагаемой конструкции задвижки механизма поворота затвора из положения «открыто» в положение «закрыто», и, наоборот, при котором происходит сначала отвод затвора до образования расстояния S между поверхностью корпуса и затвором, а затем поворот в другое положение, позволяет исключить трение, следовательно, возникновение износа, задиров, царапин на уплотняемых поверхностях и резко повысить долговечность работы до восстановительных работ. Также можно использовать в качестве уплотнителя резину. Работоспособность задвижки прямоточной проверена в ходе испытаний опытного образца и показала ее высокие эксплуатационные характеристики. Задвижка проста в изготовлении, надежна в работе и удобна в эксплуатации.