ШИБЕРНАЯ ЗАДВИЖКА

Устройство относится к машиностроению, а именно к арматуростроению и может быть использовано в качестве запорной арматуры на трубопроводах АЭС, ТЭС, магистральных нефте- и газопроводах.
Известна двухдисковая параллельная трубопроводная задвижка с выдвижным шпинделем [описание полезной модели к патенту RU 2384780, приоритет 18.01.2008, опубликовано 27.07.2009] содержащая корпус с патрубками-щеками, затворные диски и крышку с сальниковым узлом. Затворные диски подвешены на шпинделе через подпружиненную и установленную с возможностью движения в заданных пределах вдоль шпинделя тягу. Тяга обеспечивает опускание и подъем затворных дисков между щеками, допуская незначительные поперечные перемещения затворных дисков в процессах их прижатия к щекам и отжатия от щек. При закрытии и открытии задвижки тяга садится на упор в корпусе по мере достижения затворными дисками при их опускании положения напротив щек. Шпиндель снабжен элементами, образующими со скосами, выполненными на затылочной стороне затворных дисков, клиновые механизмы для их перпендикулярного прижатия и отжатия.
Недостатком известной конструкции [описание полезной модели к патенту RU 2384780, приоритет 18.01.2008, опубликовано 27.07.2009] является ее сложность, большое усилие на приводе при открытии.
Известна задвижка [описание полезной модели к патенту SU 394614, приоритет от 18.01.1971, опубликовано 22.08.1973] содержащая крышку с сальниковым узлом, корпус с входным и выходным патрубками, в котором размещен двухдисковый затвор, взаимодействующий с уплотнительными седлами корпуса. Двухдисковый затвор состоит из двух запорных дисков с наружными уплотнительными поверхностями и приводом их перемещения. Привод перемещения выполнен в виде установленных между запорными дисками двух однонаправленных клиньев, соединенных между собой тягой. Тяга снабжена дополнительными клиновыми элементами, размещенными с возможностью взаимодействия с ответными клиновыми элементами, закрепленными на внутренней поверхности запорных дисков. На внутренней поверхности запорных дисков выполнены ответные однонаправленным клиньям скосы.
Недостатком известной конструкции [описание полезной модели к патенту SU 394614, приоритет от 18.01.1971, опубликовано 22.08.1973] является сложность конструкции двухдискового затвора. В известной конструкции [описание полезной модели к патенту SU 394614, приоритет от 18.01.1971, опубликовано 22.08.1973] отсутствуют направляющие для движения затвора из-за чего, в следствие консольного крепления затвора, возможно возникновение контакта между рабочими поверхностями седел дисков затвора и седел корпуса под воздействием односторонне направленного потока рабочей среды, что в свою очередь приведет к интенсивному износу контактирующих поверхностей.
Наиболее близкой по существенным признакам к конструкции предлагаемой шиберной задвижки и взятой за прототип является известная конструкция задвижки с двухдисковым затвором [описание полезной модели к патенту RU 88089, заявлено 17.06.2009, опубликовано 27.10.2009] содержащая корпус с крышкой, в котором размещены входной и выходной патрубки с седлами, затвор, перемещаемый в снабженных защитными наплавками направляющих. В отверстии крышки корпуса через которое проходит шпиндель размещен сальниковый узел. Затвор выполнен в виде двух дисков, связанных со шпинделем, управляемым механизмом перемещения. Защитные наплавки направляющих выполнены в виде фрагментов, разделенных косыми пазами.
Недостатком известной конструкции [описание полезной модели к патенту RU 88089, заявлено 17.06.2009, опубликовано 27.10.2009] является то, что при «открывании-закрывании» затвора происходит износ рабочих поверхностей седел и затвора обусловленный взаимным их относительным перемещением под усилием прижатия со стороны рабочей среды.
Технический результат предлагаемой шиберной задвижки заключается в повышении технологичности конструкции за счет ее упрощения, а также в снижении интенсивности износа сопряженных поверхностей шибера и седел при обеспечении высокой степени герметичности перекрытия потока рабочей среды путем исключения трения между шибером и седлами при его движении и прижатия шибера к седлам при достижении конечного положения под действием давления со стороны потока рабочей среды.
Достигается технический результат тем, что в шиберной задвижке, включающей корпус снабженный направляющими, входной и выходной патрубки с седлами, крышку с сальниковым узлом, шпиндель, затвор, выполненный в виде двух дисков, направляющие корпуса выполнены в виде расположенных перпендикулярно направлению движения потока рабочей среды шипов и имеют по два плавно расширяющихся участка, диски затвора на боковых поверхностях имеют по два направляющих выступа со скосом, обеспечивающим их сужение в верхней части, причем размеры направляющих и их форма обеспечивают движение дисков затвора, при котором между дисками затвора и седлами был бы зазор, обеспечивающий движение затвора относительно седел без их соприкосновения, а расширяющиеся участки направляющих корпуса имеют такие размеры и форму, которые обеспечивают плотное примыкание дисков затвора к седлам патрубков при нахождении затвора в положении соответствующем полному перекрытию потока рабочей среды за счет расклинивания дисков затвора.
На фиг. 1 представлена шиберная задвижка в продольном разрезе в положении затвора «закрыто». На фиг. 2 представлен диск затвора с направляющими выступами.
Шиберная задвижка включает корпус 1 с направляющими 2, снабженный входным 3 и выходным 4 патрубками с седлами 5, 6, соответственно. В верхней части корпуса 1 установлена крышка 7 имеющая сальниковый узел 8, через который проходит шпиндель 9, связанный одним концом с затвором 10, а другим с приводом 11.
Направляющие 2 корпуса 1 выполнены в виде расположенных перпендикулярно направлению движения потока рабочей среды шипов и имеют по два плавно расширяющихся участка 15, 16.
Затвор 10 приводится в движение от привода 11 через шпиндель 9. Затвор 10 состоит из двух дисков 12, 13, связанных со шпинделем 9 подвижным соединением 14, обеспечивающим беспрепятственное сближение дисков 12, 13 друг с другом и удаление их друг от друга по мере движения затвора 10 вдоль направляющих 2 корпуса 1. В дисках 12, 13 затвора 10 имеются сквозные отверстия 19, 20, соответственно, диаметром, соответствующим диаметру проходного сечения входного 3 и выходного 4 патрубков. В затворе 10 рекомендуется использовать устройство, обеспечивающие сближение дисков 12, 13 друг с другом, которое может быть выполнено, например, в виде пружин растяжения (на фиг. не показано).
Диски 12, 13 затвора 10 на боковых поверхностях имеют по два направляющих выступа 17, 18 небольшой длины со скосом, обеспечивающим их сужение в верхней части.
Размеры и форма направляющих 2 корпуса 1 и направляющих выступов 17, 18 дисков 12, 13 затвора 10 обеспечивают такое движение дисков 12, 13 при изменении положения затвора 10 с «открыто» на «закрыто» и наоборот при котором между дисками 12, 13 затвора 10 и седлами 5, 6, соответственно, был бы небольшой зазор. При этом расширяющиеся участки 15, 16 направляющих 2 корпуса 1 имеют такие размеры и форму, которые при взаимодействии с направляющими выступами 17, 18, дисков 12, 13 затвора 10 обеспечивают плотное примыкание дисков 12, 13 затвора 10 к седлам 5, 6 входного 3 и выходного 4 патрубков, соответственно, при нахождении затвора 10 в положении соответствующем полному перекрытию потока рабочей среды за счет расклинивания дисков 12, 13 затвора 10.
Работает предлагаемая шиберная задвижка следующим образом.
При нахождении шиберной задвижки в положении «открыто» затвор 10 находится в нижнем положении при этом сквозные отверстия 19, 20 дисков 12, 13 затвора 10 находится напротив зева входного 2 и выходного 3 патрубков, благодаря чему обеспечивается беспрепятственное движение рабочей среды через шиберную задвижку.
При необходимости перекрытия потока рабочей среды, транспортируемой по трубопроводу через шиберную задвижку, привод 11 через шпиндель 9 обеспечивает поступательное движение затвора 10 вверх. При этом диски 12, 13 затвора 10 будут перемещаться вдоль направляющих 2 корпуса 1. Размеры и геометрическая форма направляющих выступов 17, 18 дисков 12, 13 затвора 10 и направляющих 2 корпуса 1 подобраны таким образом, что обеспечивается беспрепятственное движение дисков 12, 13 затвора 10 относительно седел 5, 6 входного 3 и выходного 4 патрубков, соответственно, при котором отсутствует взаимодействие рабочих поверхностей дисков 12, 13 затвора 10 с рабочими поверхностями седел 5, 6 входного 3 и выходного 4 патрубков. При достижении затвором 10 своего верхнего положения, соответствующего положению шиберной задвижки «закрыто», направляющие выступы 17, 18 дисков 12, 13 затвора 10 взаимодействуя своими скошенными поверхностями 21, 22 с расширяющимися участками 15, 16 направляющей 2 корпуса 1 обеспечат плотное прижатие дисков 12, 13 затвора 10 к седлам 5, 6 входного 3 и выходного 4 патрубков.
В предложенной конструкции движение дисков 12, 13 затвора 10 относительно седел 5, 6 входного 3 и выходного 4 патрубков будет осуществляться без их взаимодействия, сопряжение указанных поверхностей будет происходить лишь малый промежуток времени при минимальном перемещении в момент прижатия дисков 12, 13 затвора 10 к седлам 5, 6 входного 3 и выходного 4 патрубков при достижении затвором 10 крайнего положения «закрыто», что позволит существенного снизить интенсивность износа сопрягаемых поверхностей дисков 12, 13 затвора 10 и седел 5, 6 входного 3 и выходного 4 патрубков.
Предлагаемая шиберная задвижка обладает высокой технологичностью изготовления благодаря простоте ее конструкции, а также высоким сроком службы благодаря снижению износа взаимодействующих поверхностей «затвор-седло».