шиберный затвор
Классы МПК: | F16K3/18 при движении запорных элементов |
Автор(ы): | Свириденко Максим Николаевич (RU), Лешуков Андрей Юрьевич (RU) |
Патентообладатель(и): | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УНИТАРНОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ "НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ И КОНСТРУКТОРСКИЙ ИНСТИТУТ ЭНЕРГОТЕХНИКИ ИМ. Н.А. ДОЛЛЕЖАЛЯ" (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2004-05-11 публикация патента:
10.08.2006 |
Изобретение относится к трубопроводной арматуре, а более конкретно к шиберным затворам, и предназначено для перекрытия каналов перегрузки топлива в ядерном реакторе с жидкометаллическим теплоносителем. Шиберный затвор содержит корпус и размещенный в нем запорный орган. Запорный орган выполнен в виде диска с уплотнителем и кинематически связан с приводной кареткой. Диск снабжен суппортом. Каретка связана с суппортом коромыслом, шарнирно закрепленным на ее передней оси, и поводком, шарнирно закрепленным в ее центре. Длина поводка равна высоте коромысла. Затвор снабжен роликами. Одни из роликов расположены по торцам коромысла на оси, соединяющей коромысло с суппортом. Другие ролики расположены на боковых поверхностях каретки на передней и задней ее осях. Каретка снабжена опорными роликами, расположенными над роликами задней ее оси. На боковых стенках корпуса выполнены направляющие горизонтальные пазы для перемещения роликов каретки и пересекающие их в торцевой части направляющие вертикальные пазы для перемещения роликов коромысла. Нижняя горизонтальная поверхность горизонтального паза является дорожкой для роликов каретки на ее передней и задней осях. Верхняя горизонтальная поверхность упомянутого паза является дорожкой для перемещения опорных роликов каретки. Изобретение направлено на увеличение несущей способности механизма шиберного затвора и на сокращение габаритов самого шиберного затвора. 1 з.п. ф-лы, 12 ил.
Формула изобретения
1. Шиберный затвор, содержащий корпус, в котором размещен запорный орган, выполненный в виде диска с уплотнителем и кинематически связанный с приводной кареткой, отличающийся тем, что диск снабжен суппортом, а каретка связана с суппортом коромыслом, шарнирно закрепленным на ее передней оси, и поводком, шарнирно закрепленным в ее центре, причем длина поводка равна высоте коромысла, кроме этого, затвор снабжен роликами, одни из которых расположены по торцам коромысла на оси, соединяющей коромысло с суппортом, а другие - на боковых поверхностях каретки на передней и задней ее осях, кроме этого, каретка снабжена опорными роликами, расположенными над роликами задней ее оси, а на боковых стенках корпуса выполнены направляющие горизонтальные пазы для перемещения роликов каретки и пересекающие их в торцевой части направляющие вертикальные пазы для перемещения роликов коромысла, причем нижняя горизонтальная поверхность горизонтального паза является дорожкой для роликов каретки на ее передней и задней осях, а его верхняя горизонтальная поверхность является дорожкой для перемещения опорных роликов каретки.
2. Шиберный затвор по п.1, отличающийся тем, что торцевая часть направляющего горизонтального паза снабжена упором, выполненным с горизонтальным выступом в виде клина, обеспечивающего переход роликов коромысла в вертикальный паз.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к уплотнительной технике, конструкциям затворов шиберного типа, а более конкретно к шиберным затворам, используемым для канала перегрузки топлива в ядерном реакторе с жидкометаллическим теплоносителем.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к предлагаемому изобретению является шиберный затвор, содержащий корпус, в котором размещен запорный орган, выполненный в виде диска с уплотнителем и кинематически связанный с приводной кареткой (см. а.с. СССР №1093854, МПК F 16 K 3/18, 1984 г.).
Запорный орган с кареткой связан через размещенную между ними упорную раму, которая соединена с кареткой параллельными шарнирными тягами, а с диском - центральным шарниром. Упорная рама снабжена пружинами растяжения, стремящимися приблизить раму к каретке.
Кроме того, в корпусе шиберного затвора проходные отверстия выполнены на вертикальных стенках. Ходовой винт, каретка, упорная рама и диск расположены в корпусе в вертикальном положении. При этом каретка снабжена роликами, опирающимися на торцевую и вертикальную стенки корпуса. Для прохождения каретки в крайнее рабочее положение ширина вертикальной стенки корпуса включает в себя диаметр проходного отверстия и ширину дорожки, обеспечивающую прохождение роликов каретки вдоль проходного отверстия.
Использование шиберного затвора в канале перегрузки топлива верхнего защитного перекрытия ядерного реактора с жидкометаллическим теплоносителем связано с тем, что шиберный затвор необходимо разместить по горизонтали, при этом диаметр перекрываемого проходного отверстия канала перегрузки составляет 600 мм.
Недостатки известного шиберного затвора заключаются в следующем:
- использование шиберного затвора для перекрытия вертикальных потоков, проходные сечения которых составляют 600 мм и более, требует приложения значительных силовых нагрузок, обеспечивающих герметичность затвора, а также запас прочности самого запорного органа, каретки и ходового винта, что снижает надежность конструкции;
- невозможность использования данной конструкции в канале для перегрузки топлива ядерного реактора, так как в условиях нейтронного облучения пружины растяжения теряют свои упругие свойства и не обеспечивают безопасный режим работы;
- возможность выхода из строя пружин растяжения влечет за собой во время открывания затвора увеличение нагрузки на шарнирные тяги, в результате чего они начнут проворачиваться, это может привести к невозможности закрытия затвора, что также снижает надежность шиберного затвора;
- значительные габариты корпуса не позволяют использовать его в ограниченных условиях на малой поворотной пробке ядерного реактора.
Задачей, решаемой изобретением, является повышение надежности шиберного затвора, а также уменьшение его габаритов.
Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в увеличении несущей способности механизма шиберного затвора.
Кроме того, сокращение габаритов шиберного затвора обеспечивает возможность установки и эксплуатации его на малой поворотной пробке верхнего защитного перекрытия в ядерном реакторе.
Указанная задача достигается за счет того, что в известном шиберном затворе, содержащем корпус, в котором размещен запорный орган, выполненный в виде диска с уплотнителем и кинематически связанный с приводной кареткой, при этом диск снабжен суппортом, а каретка связана с суппортом коромыслом, шарнирно закрепленным на ее передней оси, и поводком, шарнирно закрепленным в ее центре, причем длина поводка равна высоте коромысла, кроме этого, затвор снабжен роликами, одни из которых расположены по торцам коромысла на оси, соединяющей коромысло с суппортом, а другие - на боковых поверхностях каретки на передней и задней ее осях, кроме этого, каретка снабжена опорными роликами, расположенными над роликами задней ее оси, а на боковых стенках корпуса выполнены направляющие пазы для перемещения роликов каретки и пересекающие их в торцевой части направляющие вертикальные пазы для перемещения роликов коромысла, причем нижняя горизонтальная поверхность горизонтального паза является дорожкой для роликов каретки на ее передней и задней осях, а его верхняя горизонтальная поверхность является дорожкой для перемещения опорных роликов каретки.
Кроме того, торцевая часть направляющего горизонтального паза снабжена упором, выполненным с горизонтальным выступом в виде клина, обеспечивающего переход роликов коромысла в вертикальный паз.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид шиберного затвора; на фиг.2 представлено продольное сечение шиберного затвора в положении «закрыто», вид по А-А на фиг.1; на фиг.3 представлено продольное сечение шиберного затвора в положении «открыто», вид по А-А фиг.1; на фиг.4 представлен вид снизу на запорный орган; на фиг.5 представлено соединение коромысла каретки с суппортом; на фиг.6 представлено соединение поводка каретки с суппортом; на фиг.7 представлен вид направляющих пазов; на фиг.8 представлен вид шиберного затвора без корпуса в положении «закрыто» в разрезе сечению А-А; на фиг.9 показан вид запорного органа в положении «закрыто» в разрезе Б-Б; на фиг.10 представлен запорный орган вид В по фиг.8; на фиг.11 показан вид каретки и запорного органа в положении «открыто» в разрезе Д-Д на фиг.10; на фиг.12 представлены каретка и запорный орган в положении «закрыто», вид Г по фиг.8.
Шиберный затвор 1 установлен над каналом 2 перегрузки топлива, выполненным в поворотной пробке 3 верхнего защитного перекрытия ядерного реактора с жидкометаллическим теплоносителем. Корпус 1 шиберного затвора выполнен с верхним и нижним проходными отверстиями 4 и 5. Верхнее отверстие 4 корпуса 1 перекрыто запорным органом 6, выполненным в виде диска 6, снабженного уплотнителем 7. Нижнее проходное отверстие 5 расположено над каналом 2 перегрузки топлива. Запорный орган 6 снабжен суппортом 8, а приводная каретка 9 связана с суппортом 8 коромыслом 10 и поводком 11. Коромысло 10 шарнирно закреплено на передней, расположенной со стороны проходного отверстия 4 оси 12 каретки 9, а поводок 11 шарнирно закреплен в центре каретки 9, при этом длина поводка 11 равна высоте коромысла 10. Поводок 11 шарнирно соединен с суппортом 8, а коромысло 10 с суппортом 8 связано с помощью шарниров 13, которые установлены на оси 14 коромысла 10, проходящей по диаметру суппорта 8. По торцам коромысла 10 на оси 14 установлены ролики 15. На боковых поверхностях каретки 9 имеются ролики 16, установленные на передней оси 12 и задней оси 17. При этом каретка 9 дополнительно снабжена опорными роликами 18, которые расположены над роликами 16 задней ее оси 17. Для перемещения роликов 16 и 18 каретки 9 в корпусе 1 на боковых стенках 19 выполнены направляющие горизонтальные пазы 20 и пересекающие их в торцевой части вертикальные пазы 21 для роликов 15 коромысла 10. Причем нижняя горизонтальная поверхность горизонтального паза 20 служит дорожкой для роликов 16 передней 12 и задней оси 17 каретки 9, а его верхняя горизонтальная поверхность служит дорожкой для перемещения опорных роликов 18 каретки. Торцевая часть горизонтального паза 20 снабжена упором 22, выполненным с горизонтальным выступом 23 в виде клина. Выступ 23 обеспечивает переход роликов 15 коромысла 10 в вертикальный паз 21. При этом осевые линии вертикальных пазов 21 на боковых стенках 19 лежат в одной плоскости с вертикальной осью верхнего проходного отверстия 4. Каретка 9 связана с ходовым винтом 24, приводимым во вращение от электропривода 25, который расположен на внешней поверхности корпуса 1.
Так как длина поводка 11 равна высоте коромысла 10, а оси направляющих вертикальных пазов 21 с осью проходного отверстия 4 лежат в одной вертикальной плоскости, это позволяет обеспечить плоскопараллельное перемещение диска 6.
Затвор работает следующим образом.
Электропривод 25 включают на закрытие затвора, каретка 9 ходовым винтом 24 начинает перемещаться по направляющему горизонтальному пазу 20 в сторону к проходным отверстиям 4 и 5. Коромысло 10 и поводок 11 находятся в наклонном положении. Ролики 16 каретки 9 катятся по нижней дорожке горизонтального паза 20, перемещая тем самым коромысло 10 и суппорт 8 с запорным диском 6, а опорные ролики 18 опираются на верхнюю дорожку горизонтального паза 20, предотвращая перекос каретки 9. В торцевой части горизонтального паза 20 ролики 15 коромысла 10, опираясь на горизонтальный выступ 23 упора 22, переходят в направляющий вертикальный паз 21 и начинают перемещаться вверх, а коромысло 10 поднимает суппорт 8 с запорным диском 6 к верхнему проходному отверстию 4. При этом ось 14 коромысла 10 вместе с запорным диском 6 совершает плоскопараллельное перемещение вверх относительно передней 12 и задней оси 17 каретки 9. После достижения роликами 15 коромысла 10 крайнего верхнего положения коромысло 10 и поводок 11 расположены вертикально, а запорный диск 6 с уплотнителем 7 перекрывает верхнее проходное отверстие 4.
Для открытия запорного диска 6 включается электропривод 25. Ходовой винт 24 начинает вращаться и каретка 9 перемещается в обратном направлении. Поводок 11 тянет за собой суппорт 8 с запорным диском 6. Ролики 15 коромысла 10 начинают опускаться по вертикальным пазам 21, затем по выступу 23 на упоре 22 переходят в горизонтальные пазы 20. При этом коромысло 10 и поводок 11 из вертикального положения переходят в наклонное. А запорный диск 6 совершает плоскопараллельное перемещение вниз, открывая верхнее проходное отверстие 4. Затем диск 6 движется в горизонтальном направлении, полностью освобождая проход над каналом перегрузки 2.
Использование предлагаемого устройства позволяет увеличить несущую способность механизма шиберного затвора, обеспечивает герметизацию проходных отверстий сечением до 600 мм при незначительной мощности электродвигателя 1,2 кВт, что повышает его надежность.
Кроме того, небольшие габариты такой конструкции обеспечивают возможность установки и эксплуатации шиберного затвора на малой поворотной пробке верхнего защитного перекрытия в ядерном реакторе.
Класс F16K3/18 при движении запорных элементов
запорный клапан с двойной тарелкой - патент 2480656 (27.04.2013) | |
криохирургический аппарат - патент 2438615 (10.01.2012) | |
задвижка - патент 2390681 (27.05.2010) | |
двухдисковая параллельная трубопроводная задвижка с выдвижным шпинделем - патент 2384780 (20.03.2010) | |
задвижка - патент 2338108 (10.11.2008) | |
вакуумный щелевой клапан - патент 2337262 (27.10.2008) | |
устройство шиберное - патент 2297568 (20.04.2007) | |
задвижка - патент 2254511 (20.06.2005) | |
задвижка - патент 2211977 (10.09.2003) | |
задвижка - патент 2193129 (20.11.2002) |