задвижка поворотная износостойкая

Формула изобретения

Задвижка поворотная износостойкая, содержащая корпус с проходным отверстием, с входным и выходным патрубками, установленными в нем неподвижными и расположенным между ними подвижным дисками запорного органа с равномерно расположенными по окружности проходными отверстиями и запорными частями, отличающаяся тем, что диски запорного органа выполнены из стали с одинаковыми круглыми проходными отверстиями и запорными частями, причем проходные отверстия неподвижных дисков оснащены концентрично расположенными керамическими кольцами, а запорные части подвижного диска оснащены идентичными керамическими кольцами, в центре подвижного диска имеется сквозное отверстие, от которого симметрично по обе стороны диска между проходными отверстиями и запорными частями расположены радиальные канавки длиной до наибольшего диаметра окружности, касательной к проходным отверстиям, при этом площадь сечения сквозного отверстия не меньше суммарной площади сечений канавок.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области арматуростроения и может быть использовано в газовой, нефтяной, химической, энергетической и угольной промышленности.

Известна конструкция задвижки параллельной поворотной, рабочие поверхности деталей запорного органа которой наплавлены износостойким материалом [см. Задвижка параллельная поворотная. Рекламный материал. Завод АО "Тяжпромарматура". Алексин, 1999].

Известна конструкция запорного узла шиберной задвижки, на запорной части шибера которой выполнены поперечные абразивоудаляющие канавки [см. патент RU 2002151 С1, кл. F 16 К 3/02].

Недостаток известных конструкций заключается в низкой эксплуатационной стойкости в абразивосодержащих рабочих средах и в сообщении поперечных канавок шибера с полостью корпуса. Вследствие этого повышается вероятность потери герметичности запорного органа, уплотнителных элементов и корпуса за счет абразивной эрозии.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является задвижка поворотная, содержащая корпус с проходным отверстием, с входным и выходным патрубками, установленными в нем неподвижными, и расположенным между ними подвижным керамическими дисками запорного органа с одинаковыми треугольными равномерно расположенными по окружности проходными отверстиями и запорными частями [см. Задвижка поворотная. Техническая документация. ГУП "Приборостроительный завод", г. Трехгорный, 2000].

Недостаток известной конструкции задвижки поворотной заключается в низкой эксплуатационной стойкости и повышенной трудоемкости изготовления. Цельнокерамические диски разрушаются под воздействием ударных нагрузок и абразивной эрозии механическими примесями рабочей среды. Треугольный профиль проходных отверстий дисков имеет повышенную трудоемкость изготовления.

Задачей изобретения является снижение абразивного износа и повышение прочности запорного органа в потоке абразивосодержащей рабочей среды, что приводит к повышению надежности работы задвижки поворотной.

Это достигается тем, что в задвижке поворотной износостойкой, содержащей корпус с проходным отверстием, с входным и выходным патрубками, установленными в нем неподвижными, и расположенным между ними подвижным дисками запорного органа с равномерно расположенными по окружности проходными отверстиями и запорными частями, согласно изобретению диски запорного органа выполнены из стали с одинаковыми круглыми проходными отверстиями и запорными частями, причем проходные отверстия неподвижных дисков оснащены концентрично расположенными керамическими кольцами, а запорные части подвижного диска оснащены идентичными керамическими кольцами, в центре подвижного диска имеется сквозное отверстие, от которого симметрично по обе стороны диска между проходными отверстиями и запорными частями расположены радиальные канавки длиной до наибольшего диаметра окружности, касательной к проходным отверстиям, при этом площадь сечения сквозного отверстия не меньше суммарной площади сечений канавок.

Сущность изобретения поясняется чертежи, где на фиг.1 изображена задвижка поворотная износостойкая без привода в разрезе (пол. I - взаимное расположение дисков в открытом положении задвижки, пол. II - взаимное расположение дисков в закрытом положении задвижки); на фиг.2 - вид по стрелке А на фиг.1 (взаимное расположение подвижного и неподвижного дисков в полуоткрытом положении задвижки); на фиг.3 - сечение Б-Б фиг.2.

В корпусе 1 с проходным отверстием 2, входным 3 и выходным 4 патрубками установлены неподвижные 5, 6 и расположенный между ними подвижный 7 стальные диски с одинаковыми круглыми проходными отверстиями 8 и запорными частями 9. Проходные отверстия 8 неподвижных дисков 5,6 оснащены концентрично расположенными керамическими кольцами 10, а запорные части 9 подвижного диска 7 оснащены идентичными керамическими кольцами 11. В центре подвижного диска 7 имеется сквозное отверстие 12, от которого симметрично по обе стороны диска 7 между проходными отверстиями 8 и запорными частями 9 расположены радиальные канавки 13. Длина радиальных канавок 13 ограничена наибольшим диаметром D окружности, касательной к проходным отверстиям 8. При этом площадь сечения центрального сквозного отверстия 12 подвижного диска 7 не меньше суммарной площади поперечных сечений радиальных канавок 13, т.е. обеспечивается условие



где S - площадь сечения центрального сквозного отверстия в подвижном диске;

S_k - площадь поперечного сечения радиальной канавки;

n - количество радиальных канавок.

Задвижка поворотная износостойкая работает следующим образом.

В режиме открытия-закрытия задвижки (см. фиг 2) подвижный диск 7 соответственно из положения "закрыто"-"открыто" совершает рабочий поворот на угол между ближайшими проходным отверстием 8 и запорной частью 9. В открытом положении задвижки (см. фиг.1 пол.1) проходные отверстия 8 подвижного диска 7 занимают положение, совпадающее с проходными отверстиями 8 неподвижных дисков 5, 6. В закрытом положении задвижки (см. фиг.1 пол. II) керамические кольца 11 запорных частей 9 подвижного диска 7 занимают положение, совпадающее с положением керамических колец 10 проходных отверстий 8 неподвижных дисков 5, 6.

В процессе рабочего поворота подвижного диска 7 расположенные на нем радиальные канавки 13 попадают в проем проходных отверстий 8 неподвижных дисков 5, 6. Часть потока перекрываемой рабочей среды из входного патрубка 3 через радиальные канавки 13 на входной стороне подвижного диска 7, центральное сквозное отверстие 12 и радиальные канавки 13 на выходной стороне подвижного диска 7 поступает в выходной патрубок 4 задвижки. Тем самым в момент перекрытия проходных отверстий 8 неподвижных дисков 5, 6, т.е. в момент защемления и ускорения потока абразивосодержащей рабочей среды, радиальные канавки выполняют функцию разгрузки и существенно снижают воздействие потока абразивосодержащей рабочей среды на контактные поверхности керамических колец 11 запорных частей 9 подвижного диска 7.

Технический результат изобретения состоит в том, что радиальные канавки на подвижном диске задвижки снижают воздействие агрессивного потока рабочей среды непосредственно на контактные поверхности защитных керамических колец запорных частей подвижного диска, тем самым снижая абразивный износ запорного органа. В совокупности с выполнением дисков из стали, обеспечивающей их повышенную прочность, и с исключением попадания агрессивной струи рабочей среды через канавки в стенку корпуса задвижки, поскольку агрессивная рабочая среда перетекает из входного в выходной патрубок по канавкам не через полость корпуса, а через центральное сквозное отверстие в подвижном диске, это обеспечивает повышение надежности поворотной задвижки при эксплуатации в абразивосодержащих рабочих средах. Выполнение круглых проходных отверстий в деталях запорного органа без изменения габаритных и присоединительных размеров задвижки, а также применение керамических колец, являющихся сменными элементами конструкции детали, наряду со снижением трудоемкости изготовления деталей запорного органа обеспечивает улучшение их ремонтопригодности, что существенно повышает эффективность данного изобретения.