ЗАТВОР ДЛЯ ТРУБОПРОВОДОВ И АППАРАТОВ, РАБОТАЮЩИХ ПОД ДАВЛЕНИЕМ

Изобретение относится к затворам для трубопроводов и аппаратов, работающих как при высоких, так и при низких давлениях.
Известен быстродействующий затвор (патент 2295081 RU, кл. МПК F16J 13/16, от 01.02.2006), включающий привод в виде винтовой пары, элементы уплотнения, крышку, состоящую из фланца и вогнутого внутрь патрубка днища, элементов стопорения и фиксации, при этом элементы стопорения крышки выполнены в виде секторов, входящих в круговую расточку патрубка при перемещении в радиальном направлении, под действием гайки привода, которая представляет собой усеченную пирамиду или конус с боковыми поверхностями ответными наклонным поверхностям соприкасающихся торцов секторов с Т-образными шипами, при этом винт привода, выполнен полым, с расположенным внутри подпружиненным штоком переходного диаметра и подпружиненными фиксаторами, стопорящими гайку по отношению к винту при выдвижении штока под давлением продукта и освобождающими фиксаторы от стопорения при отсутствии давления внутри патрубка, крышка затвора установлена на шарнире с возможностью регулировки ее положения относительно места посадки в патрубок, а патрубок выполнен с расточками под уплотнения крышки, под фланец и под сектора, причем последняя расточка выполнена с наклонной поверхностью, ответной наклонной контактной поверхности на верхней стороне секторов, сверху крышки установлена накладка, удерживающая винт от осевого перемещения и прогиба от веса секторов, прикрепленная к ребрам жесткости через выемки на секторах, например, болтовыми соединениями.
Однако жесткое закрепление винта к днищу крышки требует установки его строго по центру и выполнение пары шип - паз (паз на гайке, шип на секторе или наоборот), обеспечивающей движение секторов в радиально противоположные стороны на строго заданную величину, очень точным, так как это влияет на долговечность и надежность работы затвора. Точность достигается за счет сложных технологических операций.
Наиболее близок к заявляемому устройству быстродействующий затвор (Патент №2329860, RU, МПК F16J 13/16, от 24.05.2007), включающий крышку, состоящую из фланца и вогнутого внутрь патрубка днища, элементы уплотнения крышки, сектора для стопорения крышки, блокирующее устройство секторов в виде рычага с механизмом управления его движением, привод секторов в виде винтовой пары «винт-гайка», поворотное устройство крышки, представляющее собой шарнир, на корпусе которого через соединительный стакан установлен редуктор, входной вал которого соединен со штурвалом, а выходной вал соединен через жесткую муфту с валом поворотного устройства, на цилиндрической поверхности патрубка установлен прижим для первичного поджатая крышки к уплотнительным поверхностям патрубка, при этом конец приводного винта со стороны соединения с днищем крышки выполнен шаровым и установлен шарнирно на днище крышки затвора с возможностью качания свободного его конца относительно горизонтальной оси патрубка затвора в ходе перемещения элементов стопорения крышки - секторов.
Недостаток шарового шарнирного соединения винта с днищем крышки затвора заключается в том, что большая поверхность контакта трущихся частей шарового шарнира увеличивает силу трения и ведет к ускоренной выработке шарнира, увеличивая предельные углы качания приводного винта. Кроме того, конструкция допускает провисание секторов, что может привести к задеванию нижних секторов о кромку патрубка и неравномерному прижиму фланца крышки к патрубку.
Целью изобретения является разработка конструкции затвора, обеспечивающей компенсацию силового воздействия на приводной винт горизонтальных и вертикальных нагрузок, возникающих под воздействием массы секторов стопорения крышки, и исключение их провисания.
Поставленная задача решается тем, что в заявляемом устройстве, содержащем патрубок с фланцем, крышку, состоящую из фланца и днища, элементы уплотнения крышки, сектора для стопорения крышки, блокирующее устройство секторов, привод секторов в виде винтовой пары «винт-гайка», поворотное устройство крышки с редуктором и штурвалом, прижим для первичного поджатая крышки к уплотнительным поверхностям фланца патрубка, согласно изобретению, конец приводного винта со стороны соединения с днищем крышки затвора закреплен в радиально-упорных подшипниках, смонтированных в стакане, закрепленном на днище крышки и опирается на упорный подшипник, установленный в нижней части стакана. При этом радиально-упорные подшипники обеспечивают радиальную жесткость, точность установки приводного винта и фиксации секторов стопорения крышки, а упорный подшипник позволяет исключить провисание секторов стопорения крышки под действием собственного веса и их заклинивание.
На фиг.1 изображен общий вид затвора в открытом состоянии в разрезе; на фиг.2 - общий вид затвора в закрытом состоянии при горизонтальном расположении патрубка; на фиг.3 - выносной вид А в разрезе фиг.1.
Затвор (фиг.1) содержит патрубок с фланцем 1, в котором выполнена кольцевая расточка 2 для фиксации секторов 3 стопорения крышки и паз 4 с уплотнениями 5 и 6 для герметизации затвора; крышку, состоящую из фланца 7 и днища 8, привод секторов, включающий приводной винт 9 со штурвалом 10, смонтированный в радиально - упорных подшипниках 11 в стакане 12 (фиг.3), закрепленном на днище 8 и опирающийся на упорный подшипник 13, установленный в нижней части стакана и гайку 14 (фиг.1) с тавровыми пазами 15 на боковых наклонных поверхностях. Для первичного поджатия крышки к уплотнительным поверхностям фланца 1 патрубка, служит прижим 16 (фиг.2), конструкция которого может быть выполнена любым образом, однозначно вытекающим из его назначения. Блокирующее устройство секторов 17 предназначено для исключения самопроизвольного сворачивания секторов на крышке затвора и фиксации секторов при закрытом положении затвора. Поворотное устройство 18 позволяет легко открывать крышку затвора и фиксировать ее положение в пространстве в процессе выполнения работ на затворе.
Затвор работает следующим образом. Днище 8 с секторами 3 стопорения крышки устанавливают фланцем 7 на фланец 1 патрубка с помощью поворотного устройства 18. При помощи штурвала 10 поворотом приводного винта 9 вокруг оси выдвигают гайку 14. При этом боковые наклонные поверхности гайки 14 с тавровыми пазами 15 толкают в боковые контактные поверхности сектора 3 стопорения крышки и задвигают их в паз 2 кольцевой расточки фланца 1 патрубка, поджимают фланец 7 к уплотнениям 5 и 6 в пазе 4 фланца 1 прижимом 16, зажимая уплотнения (фиг.1).
Штурвалом 10 вращают приводной винт 9. Гайка 14 с тавровыми пазами 15 плавно и без перекосов скользит по сопрягаемым поверхностям, все сектора 3 стопорения крышки равномерно без перекосов и заклиниваний входят в паз 2 кольцевой расточки фланца 1 патрубка, обеспечивая равномерный прижим крышки к фланцу 1 по всему зеркалу уплотнения, и герметизируют затвор. При этом упорный подшипник 13 компенсирует осевые нагрузки, создаваемые весом секторов 3 на конец приводного винта 9, а радиально-упорные подшипники 11, обеспечивают радиальную жесткость и компенсируют возможный перекос винта.
Так же свободно и без заклиниваний сектора 3 выходят из зацепления с пазом 2 кольцевой расточки фланца 1 патрубка при открытии затвора.
Подают в систему продукт, который приводит в действие блокирующее устройство 17, последнее входит в зазор между секторами 3 и не допускает их самопроизвольного сворачивания. При открытии затвора все операции производятся в обратном порядке.