Шиберная задвижка
Шиберная задвижка предназначена для использования на трубопроводах, транспортирующих вязкие рабочие среды. Для повышения ремонтопригодности и экологичности шиберной задвижки она содержит корпус 1 с проходным каналом 2 для рабочей среды и зашиберным пространством 3, установленные в корпусе упруго-жестко уплотнительные седла 4 и 5, соединенный с приводным штоком 6 подъемный шибер 7. Уплотнительные седла 4 и 5 снабжены пластинами 8 и 9, на которых выполнены уплотнительные поверхности 10 и 11 для шибера 7. Шибер 7 снабжен сквозным проходным отверстием 12 для рабочей среды, торцевыми уплотнительными поверхностями 13 и 14, образующими с уплотнительными поверхностями 10 и 11 седел 4 и 5 затвор. Шибер 7 выполнен составным и включает тело шибера 15, в котором с обоих торцов выполнены периферийные кольцевые пазы 16 и 17 для эластичных уплотнительных колец 18 и 19, и съемные крепежные элементы 20 и 21. На седлах 4 и 5 выполнены ребра жесткости 24 и 25. В корпусе 1 установлены жесткие регулировочные упоры 26 для поджатия седел 4 и 5 к шиберу 7 и эластичные элементы 27 для герметизации корпуса 1, а также упругие элементы 28 для поджатия седел 4 и 5 к шиберу 7. Тело шибера 15 состоит из деталей 29, 30, 31 и 32. Соотношение размеров элементов шиберного затвора таково, что обе торцевые уплотнительные поверхности 13 и 14 шибера 7 на протяжении всего хода шибера находятся в контакте с уплотнительными поверхностями 10 и 11 седел 4 и 5. В верхнем рабочем положении шибера 7 остатки рабочей среды удерживаются уплотнительными элементами затвора в замкнутом пространстве, благодаря чему осуществляется дополнительная герметизация зашиберного пространства 3. Точность расположения и жесткость направляющих пластин 8 и 9 седел 4 и 5 обеспечивается их поджатием с помощью регулировочных упоров 26, установленных в корпусе 1 и взаимодействующих с ребрами жесткости 24 и 25 седел 4 и 5. Регулировочные упоры 26 наряду с упругими элементами 28 обеспечивают постоянное плотное прилегание уплотнительных поверхностей 10 и 11 седел 4 и 5 к уплотнительным поверхностям 13 и 14 шибера 7. В случае износа элементов затвора из корпуса 1 шиберной задвижки извлекают поочередно шибер 7 в сборе, седла 4 и 5 и производят замену изношенных деталей комплектующими деталями и узлами без снятия корпуса задвижки с трубопровода. Взаимозаменяемость элементов затвора повышает ремонтопригодность шиберной задвижки и ее экологичность, так как отпадает необходимость снятия корпуса задвижки с трубопровода и спуска рабочей среды в окружающее пространство.
Полезная модель относится к трубопроводной арматуре, предназначенной для использования на трубопроводах, транспортирующих вязкие рабочие среды.
Вязкие рабочие среды отличаются высокой температурой застывания, что создает большие проблемы при их транспортировке по трубопроводам. Используемые на трубопроводах прямоточные задвижки имеют проточную часть, выполненную в виде отрезка трубы с малым коэффициентом местного гидравлического сопротивления. Наряду с этим корпуса шиберных задвижек содержат полость, в которой размещается шибер в своем крайнем нижнем положении. Транспортируемые по трубопроводу вязкие продукты, попадая в эту полость и не имея возможности дальнейшего продвижения по трубопроводу, застаиваются в ней и затвердевают, препятствуя рабочим перемещениям шибера.
Известна шиберная задвижка, защищенная патентом Германии DE 4310124, МПК (2006) F16K3/18; F16K3/02, дата публикации - 29.09.1994. Для предотвращения попадания рабочей среды во внутреннюю полость корпуса задвижки уплотнительные поверхности шибера снабжены герметично сваренными тонкими листовыми накладками-мембранами. Емкости, образованные мембранами у поверхностей шибера, могут быть нагружены давлением, соответствующим давлению рабочей среды в задвижке. Мембраны под воздействием давления подвергаются упругой деформации, за счет чего зашиберное пространство корпуса отсекается от проточной полости последнего.
Недостатками аналога являются его высокая трудоемкость, низкая технологичность, ремонтопригодность и работоспособность, обусловленные сложностью создания с помощью металлических мембран герметичного уплотнения между проточной полостью корпуса и его зашиберным пространством. Металлические мембраны, будучи нагруженными изнутри давлением, не обеспечивают плоскостности прилегания к корпусу по всей его уплотнительной поверхности, а также чрезмерно изнашивают эти уплотнительные поверхности за счет своей жесткости. Для подачи рабочего давления в подмембранные емкости последние должны быть сообщены с проточной частью задвижки, что значительно снижает общую герметичность задвижки.
Прототипом заявляемой шиберной задвижки является шиберная задвижка, защищенная патентом Германии DE 972087, МПК (2006) F16K 3/02; F16K 3/316, дата публикации - 21.05.1959. Задвижка-прототип содержит корпус со сквозным каналом для прохода рабочей среды, выполненными в корпусе стационарными
уплотнительными седлами для подъемного шибера и установленным в пазах корпуса эластичным уплотнением. Эластичное уплотнение выполнено в виде эластичного кольца сложной конфигурации, предназначенного одновременно уплотнять как затвор задвижки, так и внутреннюю полость корпуса от попадания в нее рабочей среды.
Недостатком прототипа является его низкая ремонтопригодность и неэкологичность, так как в случае износа элементов затвора требуется снятие задвижки с трубопровода в полевых условиях, чему сопутствует слив рабочей среды в окружающее пространство.
Заявляемая полезная модель решает техническую задачу повышения ремонтопригодности и экологичности шиберной задвижки.
Поставленная техническая задача достигнута в шиберной задвижке, содержащей корпус с проходным каналом для рабочей среды, уплотнительные седла, подъемный шибер и эластичное уплотнение. Шибер снабжен сквозным проходным отверстием и торцевыми уплотнительными поверхностями, образующими с уплотнительными поверхностями седел затвор. Седла установлены в корпусе упруго-жестко. Каждое седло снабжено направляющей пластиной для шибера. Уплотнительная поверхность каждого седла выполнена на направляющей пластине. Вся торцевая уплотнительная поверхность шибера на протяжении всего его хода находится в контакте с уплотнительной поверхностью седла. Эластичное уплотнение включает эластичное кольцо, закрепленное на торцевой уплотнительной поверхности шибера по ее периферии. Шибер выполнен составным и включает тело шибера с выполненным на нем пазом для эластичного кольца и съемные крепежные элементы для эластичного кольца. Эластичное уплотнение включает также эластичное кольцо, закрепленное на торцевой уплотнительной поверхности шибера по периферии его сквозного проходного отверстия. Корпус снабжен жесткими регулировочными упорами для седел.
Существо полезной модели поясняется чертежом, на фиг.1 которого изображена шиберная задвижка, продольный разрез;
на фиг.2 - вид А фиг.1;
на фиг.3 - вид Б фиг.1;
на фиг.4 - вид В фиг.1;,
на фиг.5 - разрез по Г-Г фиг.2;
на фиг.6 - элемент Д на фиг.5 без эластичных уплотнительных колец;
на фиг.7 - элемент Д на фиг.5 с эластичными уплотнительными кольцами.
Шиберная задвижка содержит корпус 1 с проходным каналом 2 для рабочей среды и зашиберным пространством 3, установленные в корпусе упруго-жестко уплотнительные седла 4 и 5, соединенный с приводным штоком 6 подъемный шибер 7. Уплотнительные седла 4 и 5 снабжены пластинами 8 и 9, на которых выполнены
уплотнительные поверхности 10 и 11 для шибера 7. Шибер 7 снабжен сквозным проходным отверстием 12 для рабочей среды, торцевыми уплотнительными поверхностями 13 и 14, образующими с уплотнительными поверхностями 10 и 11 седел 4 и 5 затвор. Шибер 7 выполнен составным и включает тело шибера 15, в котором с обоих торцов выполнены периферийные кольцевые пазы 16 и 17 для эластичных уплотнительных колец 18 и 19, и съемные крепежные элементы 20 и 21 для эластичных колец 18 и 19. На торцевых уплотнительных поверхностях 13 и 14 шибера 7 по периферии сквозного проходного отверстия 12 установлены эластичные уплотнительные кольца 22 и 23. На седлах 4 и 5 выполнены ребра жесткости 24 и 25. В корпусе 1 установлены жесткие регулировочные упоры 26 для поджатия седел 4 и 5 к шиберу 7 и эластичные элементы 27 для герметизации корпуса 1, а также упругие элементы 28 для поджатия седел 4 и 5 к шиберу 7. Тело шибера 15 состоит из деталей 29, 30, 31 и 32.
Шиберная задвижка работает следующим образом.
В момент начала закрытия шиберной задвижки подъемный шибер 7 перемещается вдоль пластин 8 и 9 уплотнительных седел 4 и 5 вверх, скользя по их уплотнительным поверхностям 10 и 11 как по направляющим поверхностям. Рабочая среда, находившаяся в полости сквозного проходного отверстия 12 шибера 7 и не попавшая в нагнетательный трубопровод (на чертеже не показан), увлекается также вверх благодаря наличию эластичных уплотнительных колец 18 и 19, также скользящих по уплотнительным поверхностям 10 и 11 направляющих пластин 8 и 9. Соотношение размеров элементов шиберного затвора таково, что обе торцевые уплотнительные поверхности 13 и 14 шибера 7 на протяжении всего хода шибера находятся в контакте с уплотнительными поверхностями 10 и 11 седел 4 и 5. В верхнем рабочем положении шибера 7 остатки рабочей среды удерживаются уплотнительными элементами затвора в замкнутом пространстве, образованном уплотнительными поверхностями 10 и 11 седел 4 и 5, уплотнительными поверхностями 13 и 14 шибера 7, полостью сквозного проходного отверстия 12 шибера 7, а также эластичными уплотнительными кольцами 18 и 19. Благодаря этому осуществляется дополнительная герметизация зашиберного пространства 3.
Точность расположения и жесткость направляющих пластин 8 и 9 седел 4 и 5 обеспечивается их поджатием с помощью регулировочных упоров 26, установленных в корпусе 1 и взаимодействующих с ребрами жесткости 24 и 25 седел 4 и 5. Регулировочные упоры 26 наряду с упругими элементами 28 обеспечивают постоянное плотное прилегание уплотнительных поверхностей 10 и 11 седел 4 и 5 к уплотнительным поверхностям 13 и 14 шибера 7.
После открытия шиберной задвижки рабочая среда, находившаяся в полости проходного отверстия 12 шибера 7, вымывается рабочей средой в нагнетательный трубопровод.
В случае износа элементов затвора (уплотнительных поверхностей 10, 11 седел 4,5; уплотнительных поверхностей 13, 14 шибера 7, эластичных уплотнительных колец 18, 19, 22, 23) из корпуса 1 шиберной задвижки извлекают поочередно шибер 7 в сборе, седла 4 и 5 и производят замену изношенных деталей комплектующими деталями и узлами без снятия корпуса задвижки с трубопровода. Взаимозаменяемость элементов затвора повышает ремонтопригодность шиберной задвижки и ее экологичность, так как отпадает необходимость снятия корпуса задвижки с трубопровода и спуска рабочей среды в окружающее пространство.
1. Шиберная задвижка, содержащая корпус с проходным каналом для рабочей среды и уплотнительными седлами для подъемного шибера, который снабжен сквозным проходным отверстием и торцевыми уплотнительными поверхностями, образующими с уплотнительными поверхностями седел затвор, эластичное уплотнение, отличающаяся тем, что седла установлены в корпусе упруго-жестко, каждое седло снабжено направляющей пластиной для шибера, уплотнительная поверхность каждого седла выполнена на направляющей пластине, при этом вся торцевая уплотнительная поверхность шибера на протяжении всего его хода находится в контакте с уплотнительной поверхностью седла.
2. Шиберная задвижка по п.1, отличающаяся тем, что эластичное уплотнение включает эластичное кольцо, закрепленное на торцевой уплотнительной поверхности шибера по ее периферии.
3. Шиберная задвижка по п.2, отличающаяся тем, что шибер выполнен составным и включает тело шибера с выполненным на нем пазом для эластичного кольца и съемные крепежные элементы для эластичного кольца.
4. Шиберная задвижка по п.1, отличающаяся тем, что эластичное уплотнение включает эластичное кольцо, закрепленное на торцевой уплотнительной поверхности шибера по периферии его сквозного проходного отверстия.
5. Шиберная задвижка по п.1, отличающаяся тем, что корпус снабжен жесткими регулировочными упорами для седел.
