Затвор дисковый с тройным эксцентриситетом

Полезная модель относится к общему машиностроению, в частности к трубопроводной арматуре с поворотными дисками с осью вращения, пересекающей запорный элемент, и предназначена для перекрытия и регулировки рабочей среды трубопроводов, транспортирующих жидкие и газообразные среды.
Известен затвор дисковый с тройным эксцентриситетом, содержащий корпус, имеющий седло с уплотнительной поверхностью, вал, установленный посредством подшипниковых втулок в вышеуказанный корпус перпендикулярно оси симметрии его проходного отверстия со смещением относительно указанной оси, установленный на вал диск, который зафиксирован на валу от проворота шпонками, выступающими из шпоночного паза вала на величину, измеренную от оси вала до самой удаленной грани шпонки, меньше половины минимального диаметра расточки корпуса под установку подшипниковых втулок, установленную на диск ламель, внешняя грань которой имеет конусную поверхность, ось которой наклонена относительно оси симметрии проходного отверстия корпуса, прижимное кольцо, прижимающее ламель к диску при помощи винтов, сальник, крышку сальника, нижнюю крышку, скобу, установленную на присоединительную площадку корпуса, привод, закрепленный на скобе (Патент Российской Федерации на полезную модель №194385, 2019 г., по кл. МПК F16K 1/22).
Однако затвор дисковый с тройным эксцентриситетом этой конструкции имеет техническую проблему. Между шпоночным пазом, выполненным на диске, и шпонкой, установленной в шпоночный паз вала, имеется гарантированный зазор в радиальном направлении. При разборке затвора дискового с тройным эксцентриситетом и смещении шпонки на величину этого зазора величины минимального диаметра расточки корпуса под установку подшипниковых втулок не достаточно для свободного извлечения вала. Минимальный диаметр расточки корпуса под установку подшипниковых втулок образует ступеньку, которая ограничивает перемещение подшипниковых втулок. Данное ограничение необходимо для создания гарантированного зазора между торцами подшипниковых втулок и диском для свободного вращения последнего. Это приводит к ограничению возможности увеличения минимального диаметра расточки корпуса под установку подшипниковых втулок. Данный недостаток не позволяет произвести разборку поворотного дискового затвора с тройным эксцентриситетом без предварительного извлечения из корпуса подшипниковых втулок. Извлечение из корпуса подшипниковых втулок является проблематичным для новых изделий, так как на подшипниковых втулках не предусмотрены конструктивные элементы облегчающие выполнение данной операции, и практически невозможным для поворотного дискового затвора с тройным эксцентриситетом, бывшего в эксплуатации, так как зазоры между корпусом и подшипниковыми втулками забиваются ржавчиной и осаждающейся пульпой, что приводит к снижению ремонтопригодности поворотного дискового затвора с тройным эксцентриситетом.
Решение вышеназванной технической проблемы обеспечивается в конструкции затвора дискового с тройным эксцентриситетом, состоящего из корпуса, имеющего седло с уплотнительной поверхностью, вала, установленного посредством подшипниковых втулок в вышеуказанный корпус перпендикулярно оси симметрии его проходного отверстия со смещением относительно указанной оси, установленного на вал диска, который зафиксирован на валу от проворота шпонками, установленной на диск ламели, внешняя грань которой имеет конусную поверхность, ось которой наклонена относительно оси симметрии проходного отверстия корпуса, прижимного кольца, прижимающего ламель к диску при помощи винтов, сальника, крышки сальника, нижней крышки, скобы, установленной на присоединительную площадку корпуса, привода закрепленного на скобе, при этом ось минимального диаметра расточки корпуса под установку подшипниковых втулок смещена относительно оси вала в направлении расположения шпонок, фиксирующих диск от проворота. Так как при открытии и закрытии затвора дискового с тройным эксцентриситетом шпонки вместе с диском поворачиваются на 90°, то смещение выполняется в направлении расположения шпонок при открытом положении, при закрытом положении или в промежуточном положении в зависимости от принятой технологии сборки и разборки затвора дискового с тройным эксцентриситетом. Смещение оси минимального диаметра расточки корпуса под установку подшипниковых втулок относительно оси вала в направлении расположения шпонок, фиксирующих диск от проворота, позволяет свободно извлекать вал с учетом смещения шпонки.
Таким образом, техническим результатом, обеспечиваемым полезной моделью, является повышение ремонтопригодности затвора дискового с тройным эксцентриситетом.
Затвор дисковый с тройным эксцентриситетом на фиг. 1, 2, 3, 4 где:
фиг. 1 - общий вид затвора дискового с тройным эксцентриситетом продольное сечение;
фиг. 2 - вид А, затвор дисковый с тройным эксцентриситетом;
фиг. 3 - разрез Б-Б, затвор дисковый с тройным эксцентриситетом;
фиг. 4 - разрез Б-Б, разрез затвора дискового с тройным эксцентриситетом (корпуса, вала, шпонки) без обстановки, где:
1 - корпус, 2 - седло, 3 - уплотнительная поверхность, 4 - вал, 5 - ось симметрии проходного отверстия корпуса, 6 - ось вала, 7 - диск, 8 - шпонка, 9 - ламель, 10 - прижимное кольцо, 11 - винт, 12 - сальник, 13 - крышка сальника, 14 - нижняя крышка, 15 - привод, 16 - шпилька, 17 - гайка, 18 - прокладка, 19 - винты, 20 - скоба, 21 - патрубок, 22 - подшипниковая втулка, 23 - смещение оси вала относительно оси симметрии проходного отверстия корпуса, 24 - внешняя грань ламели, 25 - ось конусной поверхности внешней грани ламели, 26 - винты, 27 - смещение плоскости уплотнения относительно оси вала, 28 - угол наклона, 29 - ступенька, 30 - ось, D - минимальный диаметр расточки.
L - величина выступа шпонок из шпоночного паза вала, D/2 - половина минимального диаметра расточки корпуса под установку подшипниковых втулок.
Общая конструкция затвора дискового с тройным эксцентриситетом состоит из корпуса 1, имеющего седло 2 с уплотнительной поверхностью 3. В корпус 1 посредством подшипниковых втулок 22 установлен вал 4 перпендикулярно оси симметрии его проходного отверстия 5 со смещением 23. Минимальный диаметр расточки D корпуса 1 под установку подшипниковых втулок 22 образует ступеньку 29, которая ограничивает перемещение подшипниковых втулок 22. Данное ограничение необходимо для создания гарантированного зазора между торцами подшипниковых втулок 22 и диском 7 для свободного вращения последнего. При этом ось 30 минимального диаметра расточки D корпуса 1 под установку подшипниковых втулок 22 смещена относительно оси вала 6 в направлении расположения шпонок 8, фиксирующих диск 7 от проворота. Так как при открытии и закрытии затвора дискового с тройным эксцентриситетом шпонки 8 вместе с диском 7 поворачиваются на 90°, то смещение выполняется в направлении расположения шпонок при открытом положении, при закрытом положении или в промежуточном положении в зависимости от принятой технологии сборки и разборки затвора дискового с тройным эксцентриситетом. Смещение оси 30 минимального диаметра расточки D корпуса 1 под установку подшипниковых втулок 22 относительно оси вала 6 в направлении расположения шпонок 8, фиксирующих диск 7 от проворота, позволяет при сборке затвора дискового с тройным эксцентриситетом после установки шпонок 8 в шпоночные пазы вала 4 установить подшипниковые втулки 22 на вал 4, с целью позиционирования вала относительно корпуса 1, и обеспечить точную и качественную сборку, а также произвести разборку затвора дискового с тройным эксцентриситетом без предварительного извлечения из корпуса 1 подшипниковых втулок 22 и свободно извлекать вал 4 с учетом смещения шпонки 8. На диск 7 установлена ламель 9, состоящая из склеенных между собой попеременно чередующихся металлических и не металлических колец. Внешняя грань ламели 9 имеет конусную поверхность. При этом ось конусной поверхности внешней грани ламели 25 наклонена относительно оси симметрии проходного отверстия 5 корпуса 1 на угол 28. Прижимное кольцо 10, прижимает ламель 9 к диску 7 при помощи винтов 11. Для герметизации рабочей среды относительно внешней среды в верхней части затвора дискового с тройным эксцентриситетом установлен сальник 12, поджимаемый крышкой сальника 13 при помощи шпилек 16 и гаек 17. Также для герметизации рабочей среды относительно внешней среды в нижней части затвора дискового с тройным эксцентриситетом установлена нижняя крышка 14 с прокладкой 18 при помощи винтов 19. Для управления валом 4 и перевода диска 7 из положения «открыто» в положение «закрыто» и обратно на корпус 1 через скобу 20 установлен привод 15. Скоба 20 установлена на присоединительную площадку корпуса 1 при помощи винтов 26.
Смещение 23 оси вала 6 относительно оси симметрии проходного отверстия 5 корпуса 1, смещение 29 плоскости уплотнения относительно оси вала 6 и угол наклона 28 образуют три эксцентриситета.
Конструкция затвора дискового с тройным эксцентриситетом работает следующим образом.
При подаче рабочей среды в направлении на запорный орган в патрубок 21 при открытом положении затвора дискового рабочая среда свободно перемещается по магистрали. Для перевода затвора дискового в закрытое положение при помощи привода 15 вращают вал 4. Вал 4 через шпоночное соединение передает крутящий момент на диск 7 собранный с ламелью 9 и прижимным кольцом 10 при помощи винтов 11. В момент касания внешней грани 24 ламели 9 об уплотнительную поверхность 3 седла 2 корпуса 1 происходит герметизация затвора. За счет крутящего момента создаваемого приводом 15 на уплотнительной поверхности 3 создается удельное давление уплотнения необходимое для герметичности затвора. При этом, так как ось вала 6 имеет смещение 23 относительно оси симметрии проходного отверстия 5 корпуса 1, то площадь на которую давит рабочая среда и помогает закрывать диск 7 больше, чем площадь на которую давит рабочая среда и помогает открывать диск 7. Соответственно при подаче рабочей среды на запорный орган в патрубок 21 рабочая среда создает дополнительный крутящий момент, который создает дополнительное удельное давление уплотнения, необходимое для герметичности затвора.
Для перевода затвора дискового обратно в открытое положение при помощи привода 15 вращают вал 4 в противоположном направлении.
Таким образом, предложенная конструкция затвора дискового с тройным эксцентриситетом, состоящего из корпуса, имеющего седло с уплотнительной поверхностью, вала, установленного посредством подшипниковых втулок в вышеуказанный корпус перпендикулярно оси симметрии его проходного отверстия со смещением относительно указанной оси, установленного на вал диска, который зафиксирован на валу от проворота шпонками, установленной на диск ламели, внешняя грань которой имеет конусную поверхность, ось которой наклонена относительно оси симметрии проходного отверстия корпуса, прижимного кольца, прижимающего ламель к диску при помощи винтов, сальника, крышки сальника, нижней крышки, скобы, установленной на присоединительную площадку корпуса, привода закрепленного на скобе, при этом ось минимального диаметра расточки корпуса под установку подшипниковых втулок смещена относительно оси вала в направлении расположения шпонок, фиксирующих диск от проворота. Так как при открытии и закрытии затвора дискового с тройным эксцентриситетом шпонки вместе с диском поворачиваются на 90°, то смещение выполняется в направлении расположения шпонок при открытом положении, при закрытом положении или в промежуточном положении в зависимости от принятой технологии сборки и разборки затвора дискового с тройным эксцентриситетом. Смещение оси минимального диаметра расточки корпуса под установку подшипниковых втулок относительно оси вала в направлении расположения шпонок, фиксирующих диск от проворота, позволяет свободно извлекать вал с учетом смещения шпонки.