Уважаемые друзья и коллеги! В специальном выпуске журнала «Вестник арматуростроителя» мы традиционно продолжили рубрику «Обзор патентов», которая помогает и нам, и нашим драгоценным читателям узнавать о новых и/или оптимизированных видах трубопроводной арматуры, которые разрабатываются в России. Так, в августе текущего года на сервисе «Яндекс.Патенты» появилась новая разработка дискового затвора с тройным эксцентриситетом предприятия ООО «ЧелябинскСпецГражданСтрой», наиболее известного, как компания LD. Автором изобретения выступил Дмитрий Левин.
Полезная модель затвора может быть задействована в газовой, нефтяной, химической отраслях промышленности. Изделие содержит корпус с седлом внутри и затвором в виде диска, который закреплен на приводном валу через штифты и смонтирован в корпусе. В документах о дисковом затворе уточняется, что корпус приводится в движение с помощью механического редуктора или привода, он передает усилие запирания уплотнительному кольцу, зафиксированному через герметизирующую прокладку и болтовые соединения к диску. Уплотнительное кольцо выполнено прижимным и обладает тарельчатым видом с наружным загибом в сторону диска. Такая разработанная конструкция повышает надежность затвора за счет обеспечения постоянного уплотнения и увеличения срока службы уплотнительного элемента.
Итак, существует поворотный дисковый затвор (патент US8727313 JDV Control Valves Co Ltd, МПК F16K1/22, USPC 251-308) с тройным эксцентриситетом. В его корпусе размещены седло с уплотнительной поверхностью и затвор в виде диска, закрепленный на приводном валу. Он установлен в корпусе на опорах перпендикулярно оси симметрии его проходного отверстия со смещением относительно указанной оси. Диск клапана находится в камере корпуса клапана и контактирует с внутренней стенкой кольцевого седла. Деталь имеет асимметричную коническую форму. Уплотняющее кольцо расположено 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 данной конструкции дискового затвора – это недостаточная надежность закрытия за счет потери герметичности в месте прилегания уплотнения диска к седлу корпуса при направлении потока среды на диск со стороны уплотнения.
Также известен поворотный дисковый затвор с тройным эксцентриситетом (патент RU 2695551, МПК F16K 1/22, ООО «ИРМАШ»), содержащий корпус, в котором находятся съемное седло с уплотнительной поверхностью и затвор в виде диска, закрепленный на приводновалу в корпусе на опорах перпендикулярно оси симметрии его проходного отверстия со смещением относительно указанной оси. Седло при этом смонтировано 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 размещены два радиальных упругих кольца и одно торцевое упругое кольцо. Оно установлено в зоне сопряжения седла и наружного упора. Все упругие кольца созданы из полимерных материалов для обеспечения контакта между уплотнением диска и седлом при полном сжатии до предельного состояния торцевого упругого кольца. Профиль сечения упругих колец является массивом с криволинейной наружной поверхностью или массив в границах многоугольника. Данная схема считается 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.
Помимо этого, есть затвор дисковый с тройным эксцентриситетом (патент RU 183622 «Затвор дисковый с тройным эксцентриситетом», МПК F16K 1/22, АО «Армалит», прототип). Данная арматура состоит из корпуса дискового затвора, имеющего седло; вала; диска, который зафиксирован на валу от проворота шпонкой, установленной на диск; уплотнительный элемент, выполненный в виде ламели, включающей в себя склеенные попеременно чередующиеся металлические и графитовые кольца.
У всех перечисленных дисковых затворов наблюдается общий недостаток – большое количество деталей, так как в случае необходимости замена уплотнения (ремонт или восстановление) на объектах эксплуатации арматуры требует высокого профессионализма от исполнителей, т. е. ремонтопригодность как таковая с практической точки зрения отсутствует. Технический результат дискового затвора разработки LD направлен на повышение надежности дискового затвора за счет обеспечения постоянного уплотнения и увеличения срока службы уплотнительного элемента.
Согласно полезной модели, вместо двух функциональных деталей уплотнительное кольцо выполнено прижимным и имеет тарельчатую форму с наружным загибом в сторону диска. При этом уплотнительный контур прижимного кольца имеет эллиптическую геометрию со скругленными кромками. Также кольцо может быть выполнено из нержавеющей стали штамповкой и/или механической обработкой, а герметизирующая прокладка выполнена 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.
Автор патента отмечает, что форма уплотнения является также более простой с точки зрения технологичности, количество деталей меньше – прижимное кольцо является и уплотнительным кольцом. Кроме того, по сравнению с существующей схемой, кольцо обладает простой ремонтопригодностью. Изделие может быть заменено на эксплуатируемом затворе без особого труда в части ориентации в пространстве благодаря наличию отверстий под болты, осуществляющих ориентацию кольца в пространстве.
Данную разработку вы можете увидеть на рисунках 1 и 2, где представлен продольный разрез дискового затвора и 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) тарельчатой формы и прижатое посредством болтового соединения 7. Между диском 3 и уплотнительным кольцом 6 установлена герметизирующая прокладка 9, выполненная, например, из терморасширенного графита.
Разработка LD 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.
Дисковый затвор с тройным эксцентриситетом RU205094U1 [Электронный ресурс] // Яндекс.Патенты. URL: https://yandex. ru/patents/doc/RU205094U1_20210628 (дата обращения: 16.11.2021).
Размещено в номере: Вестник арматуростроителя, Спецвыпуск (69)
