Шиберний регулюючий пристрій

1. Шиберний регулюючий пристрій, що містить корпус з перепускним каналом для проходження текучого середовища, оснащений придатними засобами для монтажу на трубопроводі і напрямними у вигляді пластин зі стійкого до корозії і/або абразивного зносу матеріалу, що закріплені в корпусі практично під прямим кутом до геометричної осі зазначеного каналу і мають вікна, що відповідають цьому каналу за формою і площею прохідного перерізу, шиберну пластину зі стійкого до корозії і/або абразивного зносу матеріалу, що розміщена між напрямними пластинами по ковзній посадці, і придатний привід зворотнопоступального переміщення шиберної пластини уздовж напрямних пластин між позиціями «закрито» і «відкрито», який відрізняється тим, що перепускний канал корпуса футерований гільзами, які щонайменше частково виготовлені зі стійкого до корозії і/або абразивного зносу матеріалу, щільно встановлені усередині корпуса, служать упорами для напрямних пластин і зафіксовані від осьового зсуву упорними нарізними втулками, а шиберна пластина має у верхній частині вікно для проходження текучого середовища. 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що матеріал для виготовлення напрямних пластин, шиберної пластини і щонайменше внутрішнього приповерхневого шару зазначених гільз вибраний із групи, що складається з кераміки на основі оксиду алюмінію, кераміки на основі карбіду кремнію, термостійких нержавіючих сталей і металокерамічних твердих сплавів. 2 (19) 1 3 Корисна модель відноситься до конструкції шиберних пристроїв для регулювання витрати текучих, тобто рідких чи газоподібних переважно хімічно агресивних (кислих або лужних) середовищ, що містять істотні домішки твердих абразивних частинок. Пристрої такого типу звичайно мають: як правило, складений корпус, оснащений засобами для монтажу на трубопроводі і напрямними пластинами, що закріплені в корпусі практично під прямим кутом до геометричної осі його каналу, шибер (як правило, у вигляді пластини), встановлений у напрямних пластинах по ковзній посадці, і придатний привод зворотно-поступального переміщення шиберної пластини уздовж напрямних пластин між позиціями «закрито» і «відкрито». Надійність шиберних пристроїв істотно залежить від складу і властивостей текучих середовищ, витрата яких підлягає регулюванню. Достатню надійність намагаються забезпечити не тільки простим підбором стійких до корозії і/або абразивного зносу матеріалів, але і різноманітними конструктивними засобами. Наприклад, з [RU 2002151] (Фіг.1) відомий шиберний затвор, у якому передбачені вузькі змінні кільцеві ущільнювальні вставки зі стійкого до корозії й абразивного зносу керамічного матеріалу. Вони закріплені (зокрема, уклеєні) урівень з відповідними контактними поверхнями: по-перше, у кільцеві канавки у внутрішніх торцевих частинах металевого корпуса, що служать напрямними для металевої шиберної пластини і, по-друге, у кільцеві канавки з боків металевої шиберної пластини, що у нижній частині має таке вікно для пропуску текучого середовища, що відповідає за формою і площею прохідного перетину перепускному каналу корпуса. При переміщеннях шиберної пластини між позиціями «закрито» і «відкрите» основна фрикційна взаємодія відбувається між її металевим тілом і керамічними вставками в корпусі. Очевидно, що метал (особливо в абразивному текучому середовищі) зношується швидше кераміки. Прискоренню такого зносу сприяє щільний осад твердих частинок, що утворюється по обох боках шиберної пластини в положенні «закрито» і важко розмивається в міру відкривання зазначеного «нижнього» вікна. Тому надійність затвора в цілому визначається міцністю і стійкістю матеріалу шиберної пластини. Більш довершений шиберний затвор, відомий з [DE OS 3545266]. У ньому внутрішні торцеві частини металевого корпуса оснащені широкими плоскими кільцевими ущільнювальними елементами зі стійкого до корозії й абразивного зносу керамічного матеріалу, а шиберна пластина цілком виготовлена з такого ж матеріалу. При цьому вікно для пропуску текучого середовища, що відповідає за формою і площею прохідного перетину перепускному каналу корпуса, виконано у верхній частині шиберної пластини, а широкі плоскі керамічні кільцеві ущільнювальні елементи примикають до торців половин складеного корпуса через проміжні м'які кільцеві ущільнювальні елементи. Природно, що знос керамічних фрикційних ча 14590 4 стин описаного затвора до критичного рівня відбуватиметься досить повільно навіть в агресивному середовищі і що розташування вікна у верхній частині шиберної пластини сприяє суспендуванню осаду в міру відкриття затвора. Однак слабкими місцями залишаються стики м'яких кільцевих ущільнювальних елементів з торцевими уступами в металевих половинах складеного корпуса і з керамічними кільцевими ущільнювальними елементами. Тому надійність описаного затвора визначається стійкістю матеріалу м'яких ущільнювальних елементів до абразивного зносу. Відомий також шиберний регулюючий пристрій, найближчий до корисної моделі за технічною суттю [JP 61-244972 А, оприлюдн. 31.10.1986]. Він має: корпус з перепускним каналом для проходу текучого середовища, оснащений засобами (зокрема патрубками і фланцями) для монтажу на трубопроводі і напрямними у вигляді пластин зі стійкого до корозії і/або абразивного зносу (необов'язково керамічного) матеріалу, що закріплені в корпусі практично під прямим кутом до геометричної осі перепускного каналу і мають вікна, що відповідають цьому каналу за формою і площею прохідного перетину (при цьому в зоні розташування напрямних пластин корпус має виступ усередину перепускного каналу, а ці пластини спираються безпосередньо на внутрішні стінки щілиноподібної порожнини в корпусі), суцільну шиберну пластину зі стійкого до корозії і/або абразивного зносу матеріалу, що розміщена в зазорі між напрямними пластинами по ковзній посадці, і придатний привод зворотно-поступального переміщення шиберної пластини уздовж напрямних пластин між позиціями «закрито» і «відкрито». У цьому пристрої текуче середовище може проходити через перепускний канал корпуса і вікна в напрямних пластинах лише тоді, коли нижній торець суцільної шиберної пластини піднятий над донною частиною перепускного каналу. Це істотно утрудняє регулювання витрати концентрованих суспензій і прискорює знос навіть керамічних пластин абразивними частинками. Мало того, постійна ширина щілини в корпусі, у якій розташований блок, що складається з напрямних пластин і шиберної пластини, змушує заміняти весь цей блок при втраті щільного контакту між пластинами. В основу корисної моделі покладена задача зміною засобів фіксації всього блоку зазначених пластин у корпусі, форми виконання шиберної пластини і її розташування щодо перепускного каналу корпуса створити істотно більш надійний шиберний регулюючий пристрій. Поставлена задача вирішена тим, що в шиберному регулюючому пристрої, який має: корпус з перепускним каналом для проходу текучого середовища, оснащений придатними засобами для монтажу на трубопроводі і напрямними у вигляді пластин зі стійкого до корозії і/або абразивного зносу матеріалу, що закріплені в корпусі практично під прямим кутом до геометричної осі зазначеного каналу і мають вікна, що відповідають цьому каналу за формою і площею прохід 5 14590 6 ного перетину, ся з композиційного матеріалу на основі термічно шиберну пластину зі стійкого до корозії і/або розширеного графіту, композиційного матеріалу на абразивного зносу матеріалу, що розміщена між основі базальтових пластівців, гуми на основі хлонапрямними пластинами по ковзній посадці, і ропренового каучуку, гуми на основі акрилонітрипридатний привод зворотно-поступального льного каучуку, гуми на основі суміші хлоропренопереміщення шиберної пластини уздовж напрямвого й акрилонітрильного каучуків, чистого них пластин між позиціями «закрито» і «відкрито», фторопласта й армованого фторопласта. Це, позгідно з винахідницьким задумом перепускний перше, полегшує регулювання зусилля притиску канал корпуса футерований гільзами, які щонайнапрямних пластин до шиберної пластини при менше частково виготовлені зі стійкого до корозії складанні, технічному обслуговуванні і ремонті і/або абразивного зносу матеріалу, щільно встанопристрою і, по-друге, підвищує вібростійкість привлені усередині корпуса, служать упорами для строю в цілому (включаючи кавітаційні процеси напрямних пластин і зафіксовані від осьового зсупри його відкриванні-закритті). ву упорними різьбовими втулками, а П'ята додаткова відмінність полягає в тому, шиберна пластина має у верхній частині вікно що зазначені гільзи виготовлені у вигляді металедля проходу текучого середовища. вих трубок, стінки яких із внутрішньої сторони покШиберний регулюючий пристрій з зазначеною риті шаром стійкого до корозії і/або абразивного сукупністю істотних ознак у порівнянні з прототизносу матеріалу. Це дозволяє мати змінні комплепом істотно надійніший в експлуатації в хімічно кти гільз і полегшує використання запропонованоагресивних і/або абразивних середовищах, тому го пристрою для регулювання витрати різних по що такі середовища контактують усередині корпухімічному складі текучих середовищ, наприклад, у са з деталями зі стійких до корозії і/або абразивнотрубопровідних обв'язках технологічних ліній, що го зносу матеріалів. Далі, розташування вікна у перебудовуються за потреби, на заводах хімічних верхній частині шиберної пластини полегшує суреактивів і у фармацевтичній промисловості. спендування осаду твердих частинок у міру опусШоста додаткова відмінність полягає в тому, кання цієї пластини для відкривання затвора або що зазначені шари мають вигляд керамічних трузбільшення витрати текучого середовища (особбок, вклеєних в металеві трубки. Заготовки з такиливо в таких випадках, коли вікно служить дросеми захисними шарами зручно виготовляти у вильним отвором). Відповідно, суспендовані тверді гляді довгих виробів з наступною нарізкою на частинки менше зношують стінки зазначеного окремі гільзи з потрібною довжиною. отвору в шиберній пластині. І, нарешті, знос наСьома додаткова відмінність полягає в тому, прямних пластин і шиберної пластини з боку їх що зазначені шари мають вигляд антикорозійних контактних поверхонь може бути компенсований і/або протиспрацьовувальних покрить. Такі гільзи періодичним притискуванням напрямних пластин зручні при виготовленні шиберних регулюючих до шиберної пластини при зустрічному переміпристроїв для оснащення трубопроводів великого щенні футерувальних гільз за допомогою упорних (звичайно більш 250мм) діаметра. різьбових втулок. Восьма додаткова відмінність полягає в тому, Перша додаткова відмінність полягає в тому, що торці футерувальних гільз, що примикають до що матеріал для виготовлення зазначених напрянапрямних пластин, мають кільцеві канавки, де мних пластин, зазначеної шиберної пластини і установлені змінні герметизувальні кільцеві прощонайменше внутрішнього приповерхнього шару кладки. Це бажано для додаткового ущільнення зазначених гільз обраний із групи, що складається перепускного каналу в корпусі. з кераміки на основі оксиду алюмінію, кераміки на Фахівцю зрозуміло, що зазначені вище й інші основі карбіду кремнію, термостійких нержавіючих додаткові відмінності можуть бути використані в сталей і металокерамічних твердих сплавів. Цей довільних комбінаціях з основним винахідницьким не вичерпний список містить указівки на ті загальзадумом, який визначає обсяг прав. нодоступні на ринку матеріали, що цілком придатні Далі суть корисної моделі пояснюється докладля здійснення винахідницького задуму. дним описом конструкції і роботи шиберного регуДруга додаткова відмінність полягає в тому, люючого пристрою з посиланнями на креслення, що корпус секціонований в осьовому напрямку і де зображені на: має жорстко зв'язані між собою в робочому полоФіг.1 - шиберне регулююче пристрій (загальженні центральну секцію, де розміщені напрямні ний вид у поздовжньому розрізі площиною симетпластини і шиберна пластина і до якої приєднаний рії, шиберна пластина в положенні «закрито»); привод зворотно-поступального переміщення шиФіг.2 - те ж, що на Фіг.1 (виривши центральної берної пластини, і бічні секції з фланцями для підчастини в поздовжньому розрізі, шиберна пластиключення до трубопроводу для перекачування на в проміжному положенні); текучого середовища. Це полегшує виготовлення, Фіг.3 - те ж, що на Фіг.1 (виривши центральної складання, технічне обслуговування і ремонт шичастини в поздовжньому розрізі, шиберна пластиберного регулюючого пристрою. на в положенні «відкрито»); Третя і четверта додаткові відмінності полягаЗапропонований шиберний регулюючий приють, відповідно, у тім, що між зазначеними гільзастрій має (див. Фіг.1): ми і упорними різьбовими втулками встановлені переважно секціонований в осьовому напрямущільнювальні кільця, виготовлені з пружного стійку корпус, що включає центральну секцію 1 з не кого до корозії і/або абразивного зносу матеріалу, і позначеної особливо щілиноподібної порожниною і що матеріал для виготовлення зазначених ущільбічні секції у вигляді, як правило, коаксіальних панювальних кілець обраний із групи, що складаєтьтрубків 2 і 3, кожний з яких (залежно від напрямку 7 14590 8 подачі потоку текучого середовища) може служити (наприклад: Stellite, ПГ-10, ДО-01, Пр У-3К-Р, ПГвходом у пристрій або виходом з нього, які зви10Н-01, твердих «сплавів» типів ВК, ТК і ТТК). чайно оснащені придатними засобами, зокрема, Напрямні пластини 8 і шиберна пластина 9 фланцями 4 і 5 для підключення до трубопроводу і повинні бути притерті по контактних поверхнях, фланцями 6 і 7 для з'єднання всіх зазначених секщоб їх блок був практично герметичним для рідкої цій корпуса при складанні пристрою і порожнини основи текучого середовища і, тим більше, для яких служать перепускним каналом для текучого твердих частинок механічних домішок. середовища; Бажано, щоб між футерувальними гільзами 11 дві напрямні пластини 8, виготовлені зі стійкоі упорними різьбовими втулками 12 були встановго до корозії і/або абразивного зносу матеріалу, лені ущільнювальні кільця 17. Ці кільця 17 можуть закріплені в щілиноподібній порожнині центральбути виготовлені з композиційного матеріалу на ної секції 1 корпуса практично під прямим кутом до основі термічно розширеного графіту, композиційгеометричної осі перепускного каналу в патрубках ного матеріалу на основі базальтових пластівців, 2 і 3 і мають не позначені особливо практично коагуми на основі хлоропренового каучуку, гуми на ксіальні вікна, що відповідають цьому каналу за основі акрилонітрильного каучуку, гуми на основі формою і площею прохідного перетину і служать, суміші хлоропренового й акрилонітрильного каучузокрема, дросельними отворами, ків, чистого фторопласта й армованого фтороплашиберну пластину 9, що виготовлена зі стійкоста. Зазначені кільця можуть контактувати з упорго до корозії і/або абразивного зносу матеріалу, ними різьбовими втулками 12 або безпосередньо, розміщена в зазорі між напрямними пластинами 8 або через проміжні шайби 18. по ковзній посадці і має у верхній частині не позФутерувальні гільзи 11 можуть бути виготовначене особливо вікно для проходу текучого серелені у вигляді переважно металевих трубок, стінки довища, що відповідає перепускному каналу за яких із внутрішньої сторони покриті шаром стійкого формою і площею прохідного перетину і, зокрема, до корозії і/або абразивного зносу матеріалу. Зокслужить дросельним отвором, рема, такі шари мають вигляд керамічних трубок, не показаний докладно механічний (напривклеєних в металеві трубки, або антикорозійних клад, типу «гвинт-гайка» з ручним обертанням і/або протиспрацьовувальних покрить. гайки), електромеханічний чи інший придатний Крім того, торці футерувальних гільз 11, що привод зворотно-поступального переміщення шипримикають до напрямних пластин 8, можуть мати берної пластини 9 за допомогою штока 10 уздовж кільцеві канавки і встановлені в них, як правило, напрямних пластин 8 між позиціями «закрито» і жорсткі змінні герметизувальні кільцеві прокладки, «відкрито» і наприклад з пористого графіту. Ці прокладки добфутерувальні гільзи 11, які щонайменше частре видні (хоча і не позначені особливо) на всіх ково (у приповерхніх шарах) виготовлені зі стійкого кресленнях. до корозії і/або абразивного зносу матеріалу, розІ, нарешті, слід зазначити, що центральна секташовані усередині перепускного каналу в коаксіція 1 і бічні секції-патрубки 2 і 3 корпуса запропоальних патрубках 2 і 3, служать упорами для нанованого пристрою можуть бути з'єднані не тільки прямних пластин 8 і з боку фланців 4 і 5 фланцями і болтами, як це показано на ФІг.1, але зафіксовані від осьового зсуву упорними різьбой іншими відомими і доступними засобами, напривими втулками 12. клад, фланцями і накидними гайками, стяжними Привод зворотно-поступального переміщення хомутами, стяжними різьбовими обоймами тощо. шиберної пластини 9 звичайно закріплений на Працює описаний пристрій у такий спосіб. оголовку центральної секції 1 корпуса на фланцях У положенні «закрито» (див. Фіг.1) вікно шибе13 і 14, при цьому щонайменше верхній фланець рної пластини 9 розташовано вище вікон у напря14 має сальникове ущільнення 15 штока 10. Цей мних пластинах 8, і текуче середовище заповнює шток 10 може бути безпосередньо кінематичне щонайменше той патрубок 2 або 3, що розташовазв'язаний з шиберною пластиною 9. Однак бажаний з напірної сторони трубопроводу. но, щоб змінна шиберна пластина 9 була жорстко Якщо це середовище містить тверді частинки закріплена у вікні обойми 16, а ця обойма була механічних домішок, то вони утворюють осад, який кінематичне зв'язана зі штоком 10. частково перекриває прохідний перетин перепускКорпус пристрою може бути виготовлений з ріного каналу усередині відповідного патрубка 2 або зноманітних металевих, керамічних і полімерних 3 і вікна в тій напрямній пластині 8, що розташоваматеріалів. Їх вибір у кожному конкретному випадна з напірної сторони трубопроводу. Цей осад вику втілення винахідницького задумузалежить від являється тим густішим, чим довше шиберний припустимих механічних (у тому числі кавітаційпристрій знаходиться в стані «закрито», чим більних) і термічних навантажень і вимог до хімічної ша густина матеріалу, з якого складаються частистійкості. нки механічних домішок, і чим більш вони схильні Напрямні пластини 8, шиберна пластина 9 і до агрегатування. щонайменше внутрішні (тобто утворюючі стінку Природно, що у випадках, коли прохідні переперепускного каналу) приповерхневі шари футетини вікон у напрямних пластинах 8 і/або в шиберрувальних гільз 11 звичайно виготовлені з кислоній пластині 9 менше прохідного перетину перепуто- чи лугостійкої і стійкої до абразивного зносу скного каналу, осад перед шиберною пластиною 9 кераміки (зокрема, на основі оксиду алюмінію або обов'язково піднімається «гіркою» над придонною карбіду кремнію), або з кислото- і термостійких частиною перепускного каналу. нержавіючих сталей (наприклад, марки В міру опускання шиберної пластини 9 під дією 12Х18Н10Т), або металокерамічних матеріалів штока 10 привода (див. Фіг.2) частина прохідного 9 14590 10 перетину вікна цієї пластини 9, що відкривається, пускний канал корпуса навіть тоді, коли прохідні практично завжди виявляється в зоні, де переваперетини вікон у напрямних пластинах 8 і шибержає рідка (чи газова) основа текучого середовища. ній пластині 9 менше прохідного перетину перепуПротікаючи крізь вікно шиберної пластини 9, ця скного каналу і, відповідно, відбувається дроселючастина текучого середовища інтенсивно суспенвання потоку текучого середовища. дує осад і виносить частинки механічних домішок Оскільки цей потік контактує усередині приза межі пристрою. строю з деталями, що виготовлені зі стійких до В усталеному режимі, коли пристрій перебуває корозії і/або абразивного зносу матеріалів, надійв положенні «відкрито» (див. Фіг.3), усі механічні ність пристрою істотно зростає. домішки практично цілком проходять через пере Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601