ЗАПОРНО-РЕГУЛИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к машиностроению, а именно к арматуростроению, и может быть использовано в качестве как запорного, так и регулирующего устройств в технологических трубопроводах различного назначения.

Известно запорно-регулирующее устройство (см. RU 2506483 С2 F16K 3/312), содержащее корпус с входным и выходным каналами с помещенными в них седлами между которыми установлен управляемый шпинделем шибер, нижний торец которого выполнен профильным и взаимодействует со стабилизатором, защищающим при открытии устройства поле седла выходного канала от кавитационного разрушения.

К недостаткам данного устройства относится невысокая надежность, обусловленная наличием эластичных уплотнений в стакане пружины, управляемой стабилизатором. При выходе из строя последних стабилизатор не будет выполнять своих функций, особенно в холодное время года.

Известно также запорно-регулирующее устройство (см. RU 2386879 С2 F16K 3/02), прототип, содержащее корпус с входным и выходным каналами в последнем установлено седло, взаимодействующее с шибером, проходное отверстие которого перекрывается заслонкой, управляемой, как и шибер, шпинделем.

К недостаткам известного технического решения следует отнести также низкую надежность устройства, обусловленную наличием двух подвижных уплотняемых штоков и находящихся постоянно в среде, в том числе агрессивной, подвижных частей заслонки управляемой подвижным штоком.

Технической задачей, решаемой настоящим изобретением, является повышение надежности работы устройства.

Поставленная задача решается тем, что запорно-регулирующее устройство содержит корпус с входным и выходным каналами, в последнем установлено седло, взаимодействующее с управляемым шпинделем плоским шибером с проходным отверстием, закрываемым заслонкой, в выемке шибера помещена заслонка, на торцевых поверхностях которой выполнена(ы) лунка(и), взаимодействующие с размещенным(и) в каналах шибера фиксатором(ами), последний(е) другим концом взаимодействует(ют) с лункой(ами) выполненной(ыми) на направляющей(их) для шибера поверхности(ях) корпуса, заслонка соединена со шпинделем и снабжена проходным отверстием, равным проходному отверстию шибера, при этом последний соединен со шпинделем подвижно в осевом направлении и со стороны входного канала корпуса выемка в шибере для заслонки закрыта плитой с проходным отверстием, соосным с проходным отверстием шибера, при этом проходные отверстия в шибере, заслонке, плите могут быть любой формы, например круглым, прямоугольным и т.п., и лунки выполнены коническими, а концы фиксаторов либо коническими, либо сферическими.

На фиг. 1 изображен разрез запорно-регулирующего устройства в закрытом положении шибера и заслонки; на фиг. 2 - разрез по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез по А-А на фиг. 1 (проходные отверстия плиты, заслонки и шибера находятся на одной оси); на фиг. 4 - выноска I на фиг. 2; на фиг. 5 выноска I на фиг. 2 (вариант).

Запорно-регулирующее устройство состоит из корпуса 1 с входным 2 и выходным каналом 3, в котором установлено седло 4, взаимодействующее с шибером 5, в выемке 6 последнего установлена заслонка 7, соединенная с управляющим шпинделем 8. Заслонка 7 имеет проходные отверстия 9, совпадающие при открытии запорно-регулирующего устройства с проходным отверстием 10 в плите 11 и проходным отверстием 12 в шибере 5. В шибере 5 с одной стороны либо с двух сторон выполнены каналы 13, в которых установлены фиксаторы 14, взаимодействующие с конусными лунками 15, выполненными в заслонке 7 и с лунками 16, выполненными на направляющих поверхностях для шибера 5 в корпусе 1.

Заслонка 7 соединена с управляющим приводом (на фиг. не показан) шпинделем 17, на котором верхним торцом выемки 6 свободно подвижно установлен шибер 5.

Работа запорно-регулирующего устройства:

1. Открытие запорно-регулирующего устройства.

От привода через шпиндель 17 заслонка 7 поднимается вверх в выемке 6 шибера 5. При этом шибер 5 находится в неподвижном состоянии, так как фиксатор(ы) 14 концом дальним от заслонки 7 находятся в лунке(ах) 16 корпуса 1 и препятствуют движению шибера 5. При упирании заслонки 7 в верхний торец выемки 6 шибера 5 лунка(и) 15 заслонки 7 совпадают с осью фиксатора(ов) 14, при этом проходные отверстия 10 плиты 11, 9 заслонки 7 и 12 шибера 5 совпадают между собой.

Происходит разгрузка устройства, так как давление проводимой среды во входном патрубке 2 и выходном патрубке 3 выравниваются, но так как шпиндель 17 продолжает движение вверх, то под этим усилием сферический либо конический конец фиксатора(ов) 14 скользит по наклонной(ым) лунке(ам) 16 корпуса 1 и противоположным концом перемещается(ются) в лунку(и) 15 заслонки 7, тем самым фиксируя между собой шибер 5 и заслонку 7. После этого заслонка 7 и шибер 5 как единое целое поднимаются вверх, открывая проходной канал корпуса, соединяя между собой входной канал 2 и выходной 3. Устройство открыто.

2. Закрытие запорно-регулирующего устройства.

Под действием шпинделя 17 шибер 5 с заслонкой 7, зафиксированные между собой фиксатором(ами) 14, опускаются до упирания либо в дно корпуса 1, либо до регулироваемых упоров (на фиг. не показан) при этом фиксатор(ы) 14 будут находиться напротив лунок 16 на направляющих поверхностях корпуса 1. Но так как шибер 5 установлен на шпинделе 17 свободно, то последний продолжает движение вниз, при этом наклонные поверхности лунки(ок) 15 перемещают фиксатор(ы) 14 в лунки 16 на направляющих поверхностях корпуса 1, а заслонка 7 продолжает движение вниз, перекрывая проходное отверстие 10 в плите 11 и проходное отверстие 12 в шибере 5. Устройство закрыто.

3. Работа запорно-регулирующего устройства в режиме регулирования.

При подъеме посредством шпинделя 17 заслонки 7 верхний край проходного отверстия 9 совмещается с нижним краем проходных отверстия 10 плиты 11 и отверстия 12 шибера 5. При дальнейшем движении заслонки 7 между краем упомянутых проходных отверстий образуются щель и перепад давлений между входным патрубком 2 и выходным патрубком 3 корпуса 1, форма образовавшийся щели зависит от вида проходных отверстий 9, 10 и 12.

Это может быть прямоугольник, если проходное отверстие выполнено в форме квадрата или прямоугольника; или месяц, если проходные отверстия выполнены в форме круга; или треугольник, если проходные отверстия выполнены в форме треугольника. В зависимости от формы проходных отверстий 9, 10 и 12 может быть получена любая пропускная характеристика регулирования потока среды во всем диапазоне хода заслонки 7. После полного совмещения проходных отверстий 9, 10 и 12 при дальнейшем подъеме заслонки 7 начинает перемещаться шибер 5, открывая проходной канал корпуса 1, сообщая между собой входной патрубок 2 и выходной патрубок 3, вплоть до полного открытия проходного канала и исчезновения перепада давления между патрубками 2 и 3 корпуса 1.

Таким образом, благодаря тому, один подвижный элемент устройства - шпиндель управляет и шпинделем и заслонкой, размещенной в выемке последнего, и один подвижный элемент шпиндель герметизируется относительно крышки (на фиг. не показано), значительно упрощает конструкцию устройства, значит, и несомненно повышает степень его надежности.

Кроме этого, при выполнении устройством функции закрытия, отверстие в заслонке выполняет роль байпаса, так как выравнивается давление во входном и выходном патрубках. После выравнивания давления шибер полностью разгружен и для его подъема, как и для опускания, требуется меньше усилия. А в исполнении запорно-регулирующего устройства с электроприводом последний потребуется с меньшей потребляемой мощностью. То есть по праву заявленное устройство можно квалифицировать как энергосберегающее.