Клиновая короткоходная задвижка для жидкометаллических и агрессивных сред

 

(57) Полезная модель относится к области машиностроения, а именно - к узлам и деталям машин, преимущественно - к задвижкам и шиберным затворам с запорными элементами с клиновидным устройством седловых поверхностей. Технический результат от использования устройства заключается в повышении безопасности за счет увеличения герметичности и быстродействия в аварийной ситуации путем уменьшения хода затвора. Устройство содержит корпус с подводящим и отводящим патрубками с привалочными плоскостями с возможностью обеспечения герметичного прилегания к ним затвора в виде клина шпинделя маховиком. Указанные патрубки закреплены в корпусе сварным швом, имеют форму пустотелых цилиндров, отверстия в обращенных к друг другу торцах которых заужены и имеют срезы, образованные расходящимися вверх привалочными плоскостями. Отверстия в указанных срезах выполнены удлиненными по оси Х-Х, расположенной в горизонтальной осевой плоскости патрубков и - зауженными по оси Y-Y, лежащей в вертикальной осевой плоскости патрубков. Площадь сечения Si отверстия в каждой привалочной плоскости составляет 0,5-1,1 площади поперечного сечения S2 входного отверстия цилиндрической части патрубка. Уплотнительный элемент демпфирующей полости F выполнен, по крайней мере, из одного сильфона, размещенного между двумя телескопически сопряженными стаканами. Нижняя часть сильфона прикреплена к внутреннему стакану, а верхняя часть - к наружному стакану. Варианты формы отверстий в привалочной плоскости. фиг.1 - в бюлл, 1н.п., 4з.п. ф-лы, 14 ил.

Полезная модель относится к области машиностроения, а именно - к узлам и деталям машин, преимущественно - к задвижкам и шиберным затворам с запорными элементами с клиновидным устройством седловых поверхностей.

Устройство может использоваться в системах охлаждения и очистки атомных реакторов с жидкометаллическим теплоносителем, в химической промышленности и энергетике.

Известна клиновая задвижка, содержащая корпус, имеющий центральное сквозное отверстие с подводящим и отводящим патрубками с привалочными плоскостями выступающими в среднюю часть корпуса, выполненными в виде продолжений указанных патрубков с возможностью обеспечения герметичного прилегания к ним затвора в виде клина установленного в корпусе между привалочными плоскостями (они же седла) с возможностью возвратно-поступательного перемещения в плоскости, перпендикулярной центральному отверстию корпуса посредством прикрепленного к нему одним концом шпинделя, пропущенного через его съемную верхнюю часть, а на другом конце шпинделя закреплен маховик, при этом в корпусе образована демпфирующая полость с уплотнительным элементом (патент РФ 2186277, МПК F16K 3/12, опубл. 27.07.2002 г.).

Данное техническое решение является наиболее близким к полезной модели, поэтому принято за прототип.

Недостатками прототипа являются недостаточная безопасность вследствие невысокой герметичности и ограниченного быстродействия в аварийной ситуации.

Технический результат от использования устройства заключается в повышении безопасности за счет увеличения герметичности и быстродействия в аварийной ситуации путем уменьшения хода затвора.

Ниже приведены общие и частные существенные признаки, характеризующие причинно-следственную связь полезной модели с указанным техническим результатом.

Клиновая короткоходная задвижка для жидкометаллических и агрессивных сред содержит корпус, имеющий центральное сквозное отверстие с подводящим и отводящим патрубками с привалочными плоскостями выступающими в среднюю часть корпуса, выполненными в виде продолжений указанных патрубков с возможностью обеспечения герметичного прилегания к ним затвора в виде клина установленного в корпусе между привалочными плоскостями с возможностью возвратно-поступательного перемещения в плоскости, перпендикулярной центральному отверстию корпуса посредством прикрепленного к нему одним концом шпинделя, пропущенного через его съемную верхнюю часть. На другом конце шпинделя закреплен маховик (может быть отдельный привод). В корпусе образована демпфирующая полость с уплотнительным элементом.

Подводящий и отводящий патрубки имеют форму пустотелых цилиндров, отверстия в обращенных к друг другу торцах которых заужены и имеют срезы, образованные расходящимися вверх привалочными плоскостями с возможностью герметичного контакта указанных срезов с клином затвора. Отверстия в указанных срезах выполнены удлиненными по оси Х-Х, расположенной в горизонтальной осевой плоскости патрубков и - зауженными по оси Z-Z, лежащей в вертикальной осевой плоскости патрубков. Площадь сечения Si отверстия в каждой привалочной плоскости составляет 0,5-1,1 площади поперечного сечения S2 входного отверстия цилиндрической части патрубка. Каждый патрубок герметично закреплен в корпусе сварным швом и установлен на величину заглубления, заданную расположением отбортовки на наружной поверхности патрубка с возможностью обеспечения герметичного прилегания рабочих поверхностей клина к привалочным плоскостям. Уплотнительный элемент демпфирующей полости выполнен, по крайней мере, из одного сильфона, размещенного между двумя телескопически сопряженными стаканами. Нижняя часть соответствующего сильфона герметично прикреплена к внутреннему стакану, а верхняя часть сильфона герметично прикреплена к наружному стакану, прикрепленному к корпусу. Отверстие в привалочной плоскости может быть образовано параллельными линиями сопряженными по торцам с окружностями или имеет эллиптическую форму или может быть выполнено из нижней прямой и верхней криволинейной выпуклой линий, соединенных дугами или может быть

образовано пересекающимися окружностями, оси которых расположены на продольной оси отверстия.

Устройство иллюстрируется чертежами, где: на фиг.1 представлен продольный разрез устройства; на фиг.2 - шток в сборе; на фиг.З - вид I на фиг.1; на фиг.4 - вид II на фиг.1; на фиг.5 - подводящий и отводящий патрубки в корпусе, продольный разрез; на фиг.6 - вид -A на фиг.5, продольный разрез; на фиг.7 - вид Б на фиг.6; на фиг.8 - вид В на фиг.6; на фиг.9 - овально-прямолинейная форма отверстия в привалочной плоскости; на фиг.10 - то же, что и на фиг.9, частичный продольный разрез; на фиг. 11 - вариант формы отверстия на фиг.9; фиг. 12 - вариант формы отверстия на фиг.9; фиг. 13 - вариант формы отверстия на фиг.9; фиг. 14 - вариант формы отверстия на фиг.9.

Клиновая короткоходная задвижка содержит корпус 1, имеющий центральное сквозное отверстие с подводящим 2 и отводящим 3 патрубками с привалочными плоскостями, выступающими в среднюю часть корпуса 1, выполненными в виде продолжений указанных патрубков 2 и 3 с возможностью обеспечения герметичного прилегания к ним затвора 4 в виде клина установленного в корпусе между привалочными плоскостями с возможностью возвратно-поступательного перемещения в плоскости, перпендикулярной центральному отверстию в корпусе 1 посредством прикрепленного к нему одним концом шпинделя 5, пропущенного через его съемную верхнюю часть 6.

На другом конце шпинделя 5 закреплен маховик 7.

В корпусе 1 образована демпфирующая полость F с уплотнительным элементом 8.

Подводящий 2 и отводящий 3 патрубки имеют форму пустотелых цилиндров, отверстия в обращенных к друг другу торцах которых заужены и имеют срезы, образованные расходящимися вверх привалочными плоскостями с возможностью герметичного контакта указанных срезов с клином затвора 4.

Отверстия в указанных срезах выполнены удлиненными по оси Х-Х, расположенной в горизонтальной осевой У-У плоскости патрубков 2 и 3 и -зауженными по оси Z-Z, лежащей в вертикальной осевой У-У плоскости патрубков 4.

Площадь сечения Si отверстия в каждой привалочной плоскости составляет 0,5-1,1 площади поперечного сечения S2 входного отверстия цилиндрической части патрубка.

Каждый патрубок 2 и 3 герметично закреплен в корпусе 1 сварным швом и установлен на величину заглубления, заданную расположением отбортовки 9 на наружной поверхности патрубка 2 и 3 с возможностью обеспечения герметичного прилегания рабочих поверхностей клина 4 к привалочным плоскостям.

Уплотнительный элемент 8 демпфирующей полости F выполнен, по крайней мере, из одного сильфона 10, размещенного между двумя телескопически сопряженными стаканами 11 и 12.

При этом, если установлены несколько сильфонов 8, 10, 14, то наружный стакан 11 сильфона 8 является внутренним для следующего сильфона 10, для которого наружным является стакан 12, который является, в свою очередь, внутренним стаканом сильфона 13, для которого наружным является стакан 14.

Нижняя часть соответствующего сильфона, например, 10 герметично прикреплена к внутреннему стакану 11 посредством соединительного кольца 15 (фиг.4).

Верхняя часть каждого сильфона, например, 13 герметично прикреплена к наружному стакану 14 прикрепленному к верхней части корпуса 6 и герметизирована втулкой 16 (фиг.З).

Отверстие в привалочной плоскости может иметь различную форму: может быть образовано параллельными линиями сопряженными по торцам с окружностями (фиг.9, фиг.10); эллиптическую (фиг.11) или в виде прямоугольника со скругленными углами (фиг. 12) или может быть выполнено из нижней прямой и верхней криволинейной выпуклой линий, соединенных дугами (фиг. 13) или может быть образовано пересекающимися окружностями, оси которых расположены на продольной оси отверстия (фиг. 14).

Сравнение заявленного технического решения с уровнем техники известным из научно-технической и патентной документации на дату приоритета в основной и смежной рубриках не выявило средство, которому присущи признаки, идентичные всем признакам, содержащимся в предложенной заявителем формуле полезной модели, включая характеристику назначения. Т.е., совокупность существенных признаков заявленного решения ранее не была известна и не тождественна каким-либо известным техническим решениям, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности "новизна".

Данное техническое решение промышленно применимо, поскольку в описании к заявке и названии полезной модели указано его назначение, оно

может быть изготовлено промышленным способом и использовано для обеспечения безопасности трубопроводных систем.

Техническое решение работоспособно, осуществимо и воспроизводимо, а отличительные признаки устройства позволяют получить заданный технический результат - повышение безопасности за счет увеличения герметичности и быстродействия в аварийной ситуации путем уменьшения хода затвора, т.е. являются существенными.

Полезная модель в том виде, как она охарактеризована в каждом из пунктов формулы, может быть осуществлена с помощью средств и методов, описанных в прототипе, ставшим общедоступным до даты приоритета полезной модели. Следовательно, заявленное техническое решение соответствует условию патентоспособности "промышленная применимость".

Устройство реализуется следующим образом.

Задвижка своими патрубками 2 и 3 с внешней стороны вваривается соосно в трубопровод по которому движется рабочая среда. Поток рабочей среды перекрывается клином задвижки в перпендикулярном направлении относительно оси трубопровода.

Сборка задвижки осуществляется следующим образом: в корпус 1 устанавливаются патрубки (они же седла) 2 и 3. Между ними устанавливается клин 4 с возможностью перекрытия магистрального отверстия.

Вращением вокруг оси патрубков 2 и 3 добиваются точной установки угла седла по клину и фиксируется в этом положении вся конструкцию. Затем патрубки 2 и 3 привариваются к корпусу 1.

Далее, после охлаждения конструкция разбирается.

Притирка клина и седла патрубков проводится до сборки и сварки корпуса.

После этого задвижка собирается в полном объеме.

В полностью открытом положении задвижка пропускает через себя поток среды с минимальным гидравлическим сопротивлением.

Согласно техническим требованиям для атомных электростанций коэффициент гидравлического сопротивления задвижек должен быть не более 1, а в заявленном техническом решении он равен 0,47.

Применение патрубков 2 и 3 заявленной формы позволяет значительно сократить ход затвора (клина и связанного с ним шпинделя), а это позволяет:

- уменьшить габариты (высоту) задвижки;

- уменьшить количество телескопических сварных сильфонов;

- за счет смещения центра масс вниз, повысить сейсмостойкость и сейсмопрочность;

- уменьшить массу задвижки;

- значительно уменьшить гидравлическое сопротивление задвижки, что улучшает работу электромагнитных насосов, приводит к быстрому сбросу теплоносителя в аварийных случаях, очень благоприятно влияет в режиме естественной циркуляции при охлаждении ядерного реактора при выключенных насосах.

Использование полезной модели позволяет расширить функциональные возможности вследствие повышения безопасности за счет увеличения герметичности и быстродействия в аварийной ситуации путем уменьшения хода затвора.

1. Клиновая короткоходная задвижка для жидкометаллических и агрессивных сред, содержащая корпус, имеющий центральное сквозное отверстие с подводящим и отводящим патрубками с привалочными плоскостями, выступающими в среднюю часть корпуса, выполненными в виде продолжений указанных патрубков с возможностью обеспечения герметичного прилегания к ним затвора в виде клина, установленного в корпусе между привалочными плоскостями с возможностью возвратно-поступательного перемещения в плоскости, перпендикулярной центральному отверстию корпуса посредством прикрепленного к нему одним концом шпинделя, пропущенного через его съемную верхнюю часть, а на другом конце шпинделя закреплен маховик, при этом в корпусе образована демпфирующая полость с уплотнительным элементом, отличающаяся тем, что подводящий и отводящий патрубки имеют форму пустотелых цилиндров, отверстия в обращенных к друг другу торцах которых заужены и имеют срезы, образованные расходящимися вверх привалочными плоскостями с возможностью герметичного контакта указанных срезов с клином затвора, причем отверстия в указанных срезах выполнены удлиненными по оси X-X, расположенной в горизонтальной осевой плоскости патрубков, и зауженными по оси Z-Z, лежащей в вертикальной осевой плоскости патрубков, причем площадь сечения отверстия в каждой привалочной плоскости составляет 0,5-1,1 площади поперечного сечения входного отверстия цилиндрической части патрубка, при этом каждый патрубок герметично закреплен в корпусе сварным швом и установлен на величину заглубления, заданную расположением отбортовки на наружной поверхности патрубка с возможностью обеспечения герметичного прилегания рабочих поверхностей клина к привалочным плоскостям, при этом уплотнительный элемент демпфирующей полости выполнен, по крайней мере, из одного сильфона, размещенного между двумя телескопически сопряженными стаканами, причем нижняя часть соответствующего сильфона герметично прикреплена к внутреннему стакану, а верхняя часть сильфона герметично прикреплена к наружному стакану, прикрепленному к корпусу.

2. Клиновая короткоходная задвижка по п. 1, отличающаяся тем, что указанное отверстие в привалочной плоскости образовано параллельными линиями, сопряженными по торцам с окружностями.

3. Клиновая короткоходная задвижка по п. 1, отличающаяся тем, что указанное отверстие в привалочной плоскости имеет эллиптическую форму.

4. Клиновая короткоходная задвижка по п. 1, отличающаяся тем, что указанное отверстие в привалочной плоскости выполнено из нижней прямой и верхней криволинейной выпуклой линий, соединенных дугами.

5. Клиновая короткоходная задвижка по п. 1, отличающаяся тем, что указанное отверстие в привалочной плоскости образовано пересекающимися окружностями, оси которых расположены на продольной оси отверстия.

РИСУНКИ



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области гидравлической аппаратуры, а именно, к напорным запорно-регулирующим клапанам, то есть клапанам, предназначенным для плавного регулирования расхода рабочей жидкости на участке между источником питания высокого давления и гидродвигателем от нуля (при полном перекрытии проходного сечения клапана) до соответствующего максимума (при открытии проходного сечения клапана на максимальную величину), и может быть использовано, в частности, в гидроприводах управления ковочными и штамповочными прессами

Электромагнитный гидравлический регулируемый предохранительный распределительный клапан относится к электрогидравлическому распределительному клапану и может использоваться в подземных горных разработках, в частности, для управления гидравлическими шагающими секциями крепи, установленными вдоль забоя лавы.

Привод промышленной запорной трубопроводной арматуры относится к области машиностроения, в частности к оборудованию трубопроводного транспорта и может быть использован в качестве ручного привода или совместно с любым механическим приводом для управления трубопроводной запорно-регулирующей арматуры.

Привод промышленной запорной трубопроводной арматуры относится к области машиностроения, в частности к оборудованию трубопроводного транспорта и может быть использован в качестве ручного привода или совместно с любым механическим приводом для управления трубопроводной запорно-регулирующей арматуры.

Электропривод для промышленной трубопроводной арматуры относится к области машиностроения и может быть использован, в частности, для запорных и запорно-регулирующих задвижек больших проходов трубопроводной арматуры. Отличие данного устройства от аналогов заключается в повышении потребительских свойств двухскоростного привода путем исключения управления приводом сдвоенным маховиком.

Пневмоприводный шиберный затвор применяется для осуществления процесса открывания-закрывания пневматических и гидравлических контуров. Достаточно компактен, удобен в использовании и отличается невысокой ценой.

Пневмоприводный шиберный затвор применяется для осуществления процесса открывания-закрывания пневматических и гидравлических контуров. Достаточно компактен, удобен в использовании и отличается невысокой ценой.

Электропривод для промышленной трубопроводной арматуры относится к области машиностроения и может быть использован, в частности, для запорных и запорно-регулирующих задвижек больших проходов трубопроводной арматуры. Отличие данного устройства от аналогов заключается в повышении потребительских свойств двухскоростного привода путем исключения управления приводом сдвоенным маховиком.

Привод промышленной запорной трубопроводной арматуры относится к области машиностроения, в частности к оборудованию трубопроводного транспорта и может быть использован в качестве ручного привода или совместно с любым механическим приводом для управления трубопроводной запорно-регулирующей арматуры.

Привод промышленной запорной трубопроводной арматуры относится к области машиностроения, в частности к оборудованию трубопроводного транспорта и может быть использован в качестве ручного привода или совместно с любым механическим приводом для управления трубопроводной запорно-регулирующей арматуры.

Электромагнитный гидравлический регулируемый предохранительный распределительный клапан относится к электрогидравлическому распределительному клапану и может использоваться в подземных горных разработках, в частности, для управления гидравлическими шагающими секциями крепи, установленными вдоль забоя лавы.

Шибер // 17547
Наверх