Автор патента – Левин Дмитрий Олегович
Владелец патента – ООО «ЧелябинскСпецГражданСтрой»
Уважаемые друзья и коллеги! В новом номере журнала «Вестник арматуростроителя» мы продолжаем рубрику «Обзор патентов». На этот раз представляем вашему вниманию разработку дискового затвора с тройным эксцентриситетом. Полезная модель относится к трубопроводной арматуре. Может быть задействована на объектах газовой, нефтяной, химической отраслей промышленности.
В данном изделии содержится корпус с размещенным в нем седлом и затвор в виде диска, который закреплен на приводном валу через штифты и установлен в корпусе, приводящий в движение посредством механического редуктора или привода и передающий усилие запирания уплотнительному кольцу, зафиксированному через герметизирующую прокладку и болтовые соединения к диску. Уплотнительное кольцо выполнено прижимным и имеет тарельчатую форму с наружным загибом в сторону диска.
Технический результат увеличит надежность затвора за счет обеспечения постоянного уплотнения и повышения срока службы уплотнительного элемента.
Так, существует поворотный дисковый затвор (патент US8727313 JDV Control Valves Co Ltd, МПК F16K1/22, USPC 251-308, публ. 27.03.2014 г.) с тройным эксцентриситетом, содержащий корпус, в котором размещено седло с уплотнительной поверхностью, и затвор в виде диска, закрепленный на приводном валу, установленном в корпусе на опорах перпендикулярно оси симметрии его проходного отверстия со смещением относительно указанной оси. Диск клапана смонтирован в камере корпуса клапана и контактирует с внутренней стенкой кольцевого седла, он имеет асимметричную коническую форму. Уплотняющее кольцо находится в ступенчатой выемке клапана для уплотнения водонепроницаемой шайбы. При этом после сборки левая сторона внешней периферии собранной конструкции, включая диск клапана, водонепроницаемую шайбу и уплотняющее кольцо, имеет коническую форму. Минус данного изобретения заключается в недостаточной надежности закрытия.
Далее разработан поворотный дисковый затвор с тройным эксцентриситетом (патент RU 2695551, МПК F16K 1/22, опубл. 24.07.2019, ООО «ИРМАШ»), содержащий корпус, в котором размещено съемное седло с уплотнительной поверхностью, и затвор в виде диска, закрепленный на приводном валу, установленном в корпусе на опорах перпендикулярно оси симметрии его проходного отверстия со смещением относительно указанной оси. Седло установлено с возможностью ограниченного осевого перемещения в пределах зазора δ = S - T, где S – расстояние между внутренним и наружным упорами вдоль оси затвора; T – толщина седла на поверхности контакта, с корпусом затвора которого установлены два радиальных упругих кольца и одно торцевое упругое кольцо, которое установлено в зоне сопряжения седла и наружного упора. Все упругие кольца выполнены из полимерных материалов для обеспечения контакта между уплотнением диска и седлом при полном сжатии до предельного состояния торцевого упругого кольца. Профиль сечения упругих колец представляет собой массив с криволинейной наружной поверхностью или массив в границах многоугольника. Данная схема является трудоемкой с точки зрения технологичности и экономичности за счет наличия большого количества деталей. Кроме того, в плане замены уплотнения на объекте требует профессионализма из-за сложной формы (трехэксцентриковой) уплотнительной поверхности.
Также известен затвор дисковый с тройным эксцентриситетом (патент RU 183622 «Затвор дисковый с тройным эксцентриситетом», МПК F16K 1/22, опубл. 28.09.2018, АО «Машиностроительный завод «Армалит», прототип), состоящий из корпуса дискового затвора, имеющего седло, вала, диска, который зафиксирован на валу от проворота шпонкой, установленной на диск уплотнительный элемент, выполненный в виде ламели, состоящей из склеенных между собой попеременно чередующихся металлических и графитовых колец.
Вся перечисленная выше продукция обладает одним общим недостатком: большое количество деталей, так как в случае необходимости замена уплотнения (ремонт или восстановление) вне заводских условий (на объектах эксплуатации) на установленном на объекте изделии требует высокого профессионализма от исполнителей, т. е. ремонтопригодность как таковая с практической точки зрения отсутствует.
Что касается технического результата затвора ООО «ЧелябинскСпецГражданСтрой», то, согласно полезной модели, вместо двух функциональных деталей в описываемой модели уплотнительное кольцо выполнено прижимным и имеет тарельчатую форму с наружным загибом в сторону диска.
Кроме того, уплотнительный контур прижимного кольца обладает эллиптической геометрией со скругленными кромками. Кольцо может быть изготовлено из нержавеющей стали штамповкой и/или механической обработкой, а герметизирующая прокладка из терморасширенного графита. Выполнение уплотнительного кольца тарельчатой формы с наружным загибом в сторону диска дает возможность обеспечить большую податливость и упругость, а следовательно, увеличить ресурс изделия и уплотнительные свойства, соответственно повысить надежность дискового затвора.
Такая форма уплотнения является также более простой с точки зрения технологичности (форма уплотнительной поверхности является эллиптической), количество деталей меньше – прижимное кольцо является и уплотнительным кольцом. Кроме того, по сравнению с существующей схемой, обладает простой ремонтопригодностью. Данное уплотнительное кольцо может быть заменено на эксплуатируемом затворе (изделии) без особого труда в части ориентации в пространстве благодаря наличию отверстий под болты, осуществляющих ориентацию кольца в пространстве.
Техническое решение можно увидеть на чертежах фиг. 1 (продольный разрез затвора) и фиг. 2 (вид А). Поворотный дисковый затвор с тройным эксцентриситетом (фиг. 1) содержит корпус 1, в котором размещено седло 2 и затвор 3 в виде диска, закрепленный на приводном валу 4 (на фиг. 1 показан шпиндель). Диск 3 установлен в корпусе 1 на опоре 5 перпендикулярно оси симметрии его проходного отверстия со смещением относительно указанной оси. На диск 3 установлено уплотнительное кольцо 6 (фиг. 2), выполненное тарельчатой формы и прижатое посредством болтового соединения 7. Между диском 3 и уплотнительным кольцом 6 установлена герметизирующая прокладка 9, выполненная, например, из терморасширенного графита.
Конструкция затвора работает следующим образом: при подаче рабочей среды в направлении на запорный орган в патрубок при открытом положении дискового затвора рабочая среда свободно перемещается по магистрали; с помощью механического редуктора или привода диск 3 с уплотнительным кольцом 6 перемещается в положение закрыто до момента соприкосновения уплотнительных поверхностей; за счет тройного эксцентриситета конструкция позволяет дожать уплотнительное кольцо 6 до достижения класса герметичности «А», а благодаря тарельчатой форме процесс дожатия облегчен, и за счет упругой деформации уплотнительного кольца 6 в нескольких плоскостях обеспечивается постоянное поджатие уплотнения.
Таким образом, обеспечивается технический результат заявляемого решения – повышение надежности дискового затвора за счет обеспечения постоянного уплотнения. Также увеличивается срок службы уплотнительного элемента, обеспечивается простое обслуживание дискового затвора (ремонтопригодность).
Источник
Дисковый затвор с тройным эксцентриситетом RU205094U1 [Электронный ресурс] // Яндекс.Патенты. URL: https://yandex. ru/patents/doc/RU205094U1_20210628. (дата обращения: 11.10.2021)
Размещено в номере: Вестник арматуростроителя, № 6 (68)
