Владелец патента: федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Петрозаводский государственный университет».
Автор патента: Тихонов Евгений Андриянович.
Уважаемые друзья и коллеги! Продолжая рубрику «Обзор патентов», представляем вашему вниманию разработку Петрозаводского государственного университета – клиновая задвижка, которая обеспечивает исключение влияния усилия на штоке на силу обжатия прокладки разъема крышка-корпус. Предлагаемая полезная модель относится к промышленной трубопроводной арматуре – данные задвижки применяются на трубопроводах и емкостях для управления потоком жидкой, газообразной, водной и смешанной рабочей среды путем изменения площади проходного сечения.
Клиновая задвижка состоит из полого корпуса с фланцем, крышки, которая разъемно смонтирована на верхней поверхности фланца корпуса, стойки с фланцем, привода, установленного на стойке и соединенного со штоком. Он проходит через крышку в полость корпуса, на конце которого находится клин, отличающийся тем, что стойка с фланцем выполнена в виде разборного каркаса. При этом стойка разъемно смонтирована на полом корпусе таким образом, чтобы верхняя поверхность фланца стойки соприкасалась с нижней поверхностью фланца корпуса. Такая конструкция задвижки обеспечивает исключение влияния усилия на штоке на силу обжатия прокладки разъема крышка-корпус.
Так, существует задвижка трубопроводной арматуры высокого давления [патент RU 185727 U1 «Задвижка трубопроводной арматуры высокого давления СПК F16K 3/12 (2018.08)» от ООО «Армпромлит»]. Она содержит корпус, который объединен сварочным швом с магистральными фланцами. Он оснащен коаксиально расположенными проходными отверстиями и центральным вертикальным отверстием, в котором находится один из концов штока с закрепленным на нем клином. Клин обладает возможностью контакта с седлами, исполнительным механизмом, включающим крышку, соединенную с корпусом и расположенным в ней бугельным узлом, и органом управления. Он отличается тем, что в проходных отверстиях корпуса, с обеих сторон от центрального отверстия, сделан ряд расточек различного диаметра. Одна из них выполнена конусной, посредством которой в корпусе завальцованы седла. Стоит отметить, что крышка реализована раздельно со сварочной стойкой из металла, на одном конце которой приварена крепежная втулка со сквозными отверстиями и резьбой, а на втором конце приварена установочная втулка, оснащенная сквозным центральным отверстием и крепежными отверстиями. При этом у отверстий есть резьба. С помощью крепежной втулки сварочная стойка соединена с органом управления. Недостаток изделия заключается в следующем: при опущенном клине усилие от штока передается на сварочную стойку, а от стойки на крышку, уменьшая силу обжатия прокладки разъема крышка-корпус, что может привести к нарушению герметичности или необходимости использования увеличенного крутящего момента на шпильках разъема крышка-корпус.
Также известна клиновая задвижка [патент RU 2140033 C1 «Клиновая задвижка и способ крепления уплотнительных колец в затворе клиновой задвижки МПК F16K 3/12 (1995.01)» от Государственной академии нефти и газа им. И.М. Губкина], включающая в себя корпус и клин, в канавках которых закреплены посредством клея уплотнительные кольца. Они отличаются тем, что склеиваемые поверхности уплотнительных колец корпуса или клина выполнены сферическими, а соответствующие и сопрягаемые с ними поверхности канавок корпуса или клина – сферическими или коническими. При этом клеевое соединение содержит дополнительный слой грунтовки, нанесенный и высушенный на склеиваемых поверхностях. Недостатком данного устройства является то, что при опущенном клине усилие от штока передается на стойку, а от стойки на крышку, уменьшая силу обжатия прокладки разъема крышка-корпус, что может привести к нарушению герметичности либо необходимости применения увеличенного крутящего момента на шпильках разъема крышка-корпус.
Помимо этого, была разработана задвижка клиновая с выдвижным шпинделем [патент RU 287348 U1 «Задвижка клиновая с выдвижным шпинделем МПК F16K 3/12 (2006.01)» от ООО «Армтехстрой»]. Она представляет собой полый корпус, который оборудован магистральными и центральным фланцами, проходными отверстиями и закрытым вертикальным отверстием, в котором размещен клин, выполненный цельным. Он закреплен на одном из концов шпинделя. Также корпус оснащен соединительными элементами, крышкой, бугельным узлом и узлом управления, выполненным в виде маховика, который смонтирован на свободном конце штока посредством втулки ходовой и гайки. Она в свою очередь отличается тем, что корпус оснащен приливами, которые выполнены в виде оборудованных цилиндрическими отверстиями грузоподъемных ушек. Эти изделия сделаны литьем за одно целое с корпусом со стороны центрального фланца симметрично с обеих сторон от него. Крышка создана в виде стакана, один из концов последнего оснащен установочной втулкой, по наружной поверхности которой выполнена резьба. Так, с помощью последней упомянутая крышка соединена с бугельным узлом, выполненным в виде цельной стойки, наружная поверхность которой выполнена фигурной и ступенчатой. Данная стойка оснащена на одном конце фланцем сальниковым, на последнем выполнены отверстия для соединительных элементов, второй конец стойки выполнен в виде стакана, в котором размещена втулка резьбовая. Ее объединили по внутренней поверхности посредством резьбы с резьбовым концом шпинделя и втулкой ходовой. Недостаток этой задвижки такой же, что и в двух предыдущих разработках.
Наиболее близким из известных аналогов, принятых за прототип, является задвижка клиновая [патент RU 193672 U1 «Задвижка клиновая МПК F16K 3/12 (2006.01)» от ООО «ЕвроМет»]. Продукция включает в себя корпус с крышкой, в котором установлены седло и клин. В нижней и верхней частях корпуса выполнены отверстия для слива отстоя или продувки рабочей среды задвижки, в которые установлена запорная арматура. Недостаток изделия все тот же.
Технический результат предлагаемой полезной модели клиновой задвижки состоит в исключении влияния усилия на штоке на силу обжатия прокладки разъема крышка-корпус. Он достигается тем, что стойка с фланцем выполнена в виде разборного каркаса, при этом стойка разъемно смонтирована на полом корпусе таким образом, чтобы верхняя поверхность фланца стойки соприкасалась с нижней поверхностью фланца корпуса.
На рисунках 1 и 2 изображены общий вид устройства и разъемная стойка, где 1 – это корпус с фланцем; 2 – крышка на корпусе; 3 – крепежные соединения; 4 – разъемная стойка, состоящая из двух половин; 4а – верхняя поверхность фланца; 5 – приводы; 6 – шток с клином; 7 – прокладка.
Устройство работает следующим образом: при опускании штока с клином 6 при помощи привода 5 усилие от штока с клином 6 будет передаваться разъемной стойке 4. От нее усилие перейдет на нижнюю поверхность фланца корпуса 1. При этом никаких дополнительных нагрузок на крепежные соединения 3 не будет, а сила обжатия прокладки 7 не уменьшится.
Литература
1. Задвижка клиновая RU 1120186413 U1 [Электронный ресурс] // Яндекс. Патенты. URL: https://yandex.ru/patents/doc/ RU201864U1_20210115 (дата обращения – 09.03.2021).
