Ремонтне ущільнення затвора гідромашини

Ремонтне ущільнення затвора гідромашини, що містить ущільнювальний елемент диска затвора; рухому гільзу з натискною ущільнювальною поверхнею, що встановлена з боку напору в корпусі затвора і що переміщається в осьовому напрямі, і силовий механізм переміщення гільзи, що встановлений у фланці вхідного патрубка, причому силовий механізм переміщення гільзи містить ходовий гвинт, що встановлений у фланцях вхідного патрубка і корпусу затвора, привід ходового 3 цем гільзи, а ходовий гвинт встановлений і переміщається без напрямних елементів; привід ходового гвинта виконаний у вигляді двох стандартних гайок, що встановлені по обидві боки фланця корпусу затвора: одна - на закриття, інша - на відкриття. Недоліками відомого затвора є: - значність розмірів рухомої гільзи з фланцем; - неконструктивне сполучення гільзи з корпусом затвора, що приводить до збільшення вхідного фланця затвора і до збільшення маси затвора; - вірогідність порушення концентричності настановних кілець на фланці вхідного патрубка, унаслідок їх установки за допомогою кріплення, що може привести до перекосу і заїдання гільзи і силового механізму; - нежорсткість конструкції силового механізму і, як наслідок, вірогідність заїдання і перекосу останнього і гільзи, також унаслідок безопорної установки ходового гвинта; - вірогідність неповного ущільнення диска, у зв'язку з деформацією диска і порушенням площинності і циліндричності ущільнювальної поверхні; Відомий також затвор [3] (з ремонтним ущільненням), що містить корпус, диск з приводом, ущільнення між диском і корпусом, гільзу з механізмом переміщення. Причому, диск є дві круглі, симетричні відносно осі і сполучені між собою системою ребер пластини, а ущільнення між однією з пластин диска і корпусом - оперативне; по колу гільзи рівномірно виконані профільні гнізда з похилими скосами, в корпусі затвора виконані ним співвісні радіальні отвори, а механізм переміщення гільзи виконаний у вигляді клинів, розміщених в отворах корпусу і взаємодіючих із скосами в гільзі, оберненими в двох сусідніх гніздах в протилежні боки. При цьому ремонтне ущільнення диска затвора містить ущільнювальний елемент диска, рухому гільзу з натискною поверхнею, що розміщена в корпусі затвора з боку напору, і механізм переміщення гільзи, рівномірно розподілений по колу, у вигляді клинів, причому, ущільнювальний елемент диска виконаний у вигляді скосу (поясочка) на металевому диску затвора, а натискна поверхня гільзи - теж у вигляді скосу (поясочка); гільза виконана також з ущільненням по корпусу затвора. Ремонтне ущільнення здійснюється переміщенням гільзи до упору з ущільнювальним поясочком диска, а величина переміщення гільзи незначна - на величину скосу клинів. Недоліки відомого затвора з ремонтним ущільненням полягають в наступному: - ускладненість конструкції, у зв'язку з наявністю двох систем гнізд в гільзі і отворів в корпусі і двох комплектів клинів для первинного закриття і для подальшого відкриття ущільнення, що вимагає також подвійної кількості механізмів для радіального переміщення клинів; - значна тривалість процесу закривання і відкривання ущільнення: при закриванні - у зв'язку з попереднім витяганням клинів відкриття і подальшим введенням клинів закриття, а при відкриванні - у зв’язку з попереднім витяганням клинів закриття і подальшим введенням клинів відкриття; 54252 4 - незабезпеченість взаємодії гільзи зі всією поверхнею ущільнювального елементу затвора, у разі деформації і порушення площинності і циліндричності диска і у зв'язку з недостатньою величиною скосу клинів і, відповідно, з недостатньою величиною переміщення гільзи. Найбільш близьким з виявлених аналогів до передбачуваної корисної моделі є ремонтне ущільнення дискового затвора [4], що містить ущільнювальний елемент диска затвора; рухоме кільце (гільзу) з натискною ущільнювальною поверхнею, що встановлено з боку напору і переміщається в осьовому напрямі; силовий механізм переміщення гільзи, рівномірно розподілений по колу і виконаний у вигляді механізму з ходовим гвинтом, що встановлений частково у фланці вхідного патрубка і створює вузол з'єднання з рухомою гільзою. При цьому ущільнювальний елемент диска виконаний у вигляді скосу (поясочка) на металевому диску затвора, а рухома гільза також виконана з натискним скосом, є продовженням вхідного патрубка, виконана з фланцем, розміщена і переміщається в осьовому напрямі в проставках і кільцях, що встановлені за допомогою кріплення між фланцями корпусу і вхідного патрубка, і своєю кінцевою частиною з натискною поверхнею розміщена і переміщається в корпусі затвора, а силовий механізм встановлений у фланцях вхідного патрубка і гільзи. При цьому, силовий механізм переміщення гільзи містить ходовий гвинт, що встановлений у фланцях вхідного патрубка, гільзи і корпуси затвора, і привід-подовжувач з гранями під ключ, який встановлений у фланці вхідного патрубка і стикується з ходовим гвинтом з'єднанням "виступзападина". Причому, від переміщення в осьовому напрямі ходовий гвинт утримується упорною втулкою у фланці вхідного патрубка і проставкою перед фланцем корпусу затвора, для усунення консольності кінець ходового гвинта спирається на втулку в притискному кільці, а вузол з'єднання силового механізму з рухомою гільзою виконаний у вигляді взаємодії ходового гвинта з гайкою у фланці рухомої гільзи. Ущільнення диска затвора здійснюється шляхом переміщення гільзи до взаємодії (до упору) з ущільнювальним поясочком диска. Недоліками відомого ремонтного ущільнення затвора гідромашини є: - значність розмірів рухомої гільзи з фланцем; - складність конструкції розміщення рухомої гільзи з проставками і втулками; - не конструктивність сполучення гільзи з корпусом затвора, що приводить до збільшення вхідного фланця затвора і до збільшення маси затвора; - вірогідність порушення концентричності розташування проставок і втулок, унаслідок їх установки за допомогою кріплення, що може привести до перекосу і заїдання гільзи при переміщенні, також і механізму переміщення; - вірогідність неповного ущільнення диска, у зв'язку з деформацією диска і порушенням площинності і циліндричності ущільнюваної поверхні; - виконання вузла з'єднання силового механізму з гільзою у вигляді з'єднання ходового гвинта 5 безпосередньо з гільзою (фланцем гільзи), що може привести при його забрудненні і пошкодженні до заїдання і до необхідності розбирання механізму; - необхідність розбирання настановних проставок і кілець і рухомої гільзи у разі пошкодження ходового вузла з'єднання. У основу передбачуваного корисної моделі поставлено завдання створити таке ремонтне ущільнення затвора гідромашини, яке дозволило б спростити і функціонально оптимізувати розміщення рухомої гільзи і підвищити надійність силового механізму переміщення гільзи, а в результаті підвищити надійність ремонтного ущільнення і, отже, підвищити надійність затвора гідромашини Ремонтне ущільнення затвора гідромашини, що заявляється, характеризується тим, що містить ущільнювальний елемент диска затвора; рухому гільзу з натискною ущільнювальною поверхнею, що встановлена з боку напора в корпусі затвора і що переміщається в осьовому напрямі, і силовий механізм переміщення гільзи, що встановлений у фланці вхідного патрубка; причому, силовий механізм переміщення рухомої гільзи містить ходовий гвинт, що встановлений у фланцях вхідного патрубка і корпусу затвора; привід ходового гвинта і вузол з'єднання ходового гвинта з гільзою. При цьому відмітними ознаками ремонтного ущільнення затвора гідромашини, що заявляється, є: - виконання ущільнювального елементу диска затвора з пружного матеріалу; - виконання рухомої гільзи у вигляді кільцевого елементу без фланця; - розміщення рухомої гільзи цілком в корпусі затвора; - установлення силового механізму переміщення гільзи у фланцевому з'єднанні вхідного патрубка і корпусу затвора; - виконання додатково порожнини в корпусі затвора; - виконання додатково паза в тілі корпусу затвора. Причому, відмітними ознаками силового механізму переміщення є: - установлення корпусу з напрямною втулкою у фланцевому з'єднанні вхідного патрубка і корпусу затвора; - установлення фіксатора для корпусу; - установлення штока з ходовим гвинтом; - установлення приводу для штока у вигляді гайки з буртиком; - установлення додатково повзуна; - розміщення повзуна в пазі корпусу затвора; - виконання вузла з'єднання штока з гільзою за допомогою повзуна; - розміщення вузла з'єднання в порожнині і пазі корпусу затвора . Виконання ущільнювального елементу диска затвора з пружного матеріалу дозволяє підвищити герметичність ущільнення затвора. Виконання рухомої гільзи у вигляді кільцевого елементу без фланця дозволяє спростити конструкцію і зменшити габарити останньої і розмістити її цілком в корпусі затвора. 54252 6 Розміщення рухомої гільзи цілком в корпусі затвора дозволяє підвищити надійність переміщення гільзи, без перекосів, і спростити з'єднання вхідного патрубка з корпусом затвора. Установлення силового механізму переміщення гільзи у фланцевому з'єднанні вхідного патрубка і корпусу затвора дозволяє підвищити жорсткість конструкції і, отже, підвищити надійність його роботи. Виконання додатково порожнини в корпусі затвора у вигляді короба дозволяє розмістити в ній вузол з'єднання ходового гвинта механізму з рухомою гільзою і забезпечити доступ до останнього. Виконання додатково паза в тілі корпусу затвора дозволяє розмістити в нім повзун для з'єднання рухомої гільзи з ходовим гвинтом механізму і дозволяє забезпечити переміщення повзуна в осьовому напрямі без перекосів. Причому, в силовому механізмі переміщення гільзи: - установлення корпусу з напрямною втулкою у фланцевому з'єднанні вхідного патрубка і корпусу затвора дозволяє підвищити жорсткість установки силового механізму і дозволяє розмістити в ньому шток (ходовий гвинт); - установлення фіксатора для корпусу з боку фланця вхідного патрубка дозволяє жорстко встановити корпус механізму; - установлення штока з ходовим гвинтом в корпусі механізму дозволяє забезпечити захист його від зовнішнього середовища і унеможливити його забруднення, також дозволяє забезпечити його переміщення в напрямній втулці; - установлення приводу для штока у вигляді гайки з буртиком, дозволяє забезпечити переміщення штока без обертання і лише поступально в осьовому напрямі; - установлення додатково повзуна в пазі корпусу затвора дозволяє здійснити з'єднання штока механізму з рухомою гільзою і забезпечити переміщення гільзи в осьовому напрямі; - розміщення повзуна в пазі корпусу затвора дозволяє забезпечити переміщення повзуна в осьовому напрямі без перекосів; - виконання вузла з'єднання штока з гільзою за допомогою повзуна дозволяє забезпечити переміщення гільзи в осьовому напрямі разом з переміщенням штока; - розміщення вузла з'єднання штока з гільзою в порожнині і пазі корпусу дозволяє конструктивно забезпечити з'єднання "шток-повзун-гільза" і забезпечити можливість візуального контролю за переміщенням останнього. В цілому, сукупність суттєвих ознак дозволяє отримати таке ремонтне ущільнення затвора гідромашини, нове виконання якого дозволяє спростити і функціонально оптимізувати розміщення рухомої гільзи і підвищити надійність механізму переміщення, а в результаті підвищити надійність ремонтного ущільнення і, отже, підвищити надійність затвора гідромашини. Передбачувана корисна модель ілюструється кресленням, на якому показано ремонтне натискне ущільнення затвора в положенні "закрито". 7 Затвор гідромашини (не показано) містить корпус 1 (див. креслення) з обичайкою 2, що створює проточну частину затвора (не позначено); поворотний біпланний симетричний диск 3 з двома пластинами, одна з яких 4, і двома рядами ущільнювальних елементів, один з яких 5; сервомотор, або також вантажний привід, (не показано) для повороту диска 3, рухому гільзу 6 з натискною поверхнею, силовий механізм 7, рівномірно розподілений по колу, для переміщення гільзи 6, і два ряди ущільнень: оперативне натяжне (не показано) і ремонтне натискне (див. креслення). При цьому корпус 1 затвора з'єднується з вхідним патрубком 8 за допомогою фланцевого з'єднання (не позначено). Ремонтне ущільнення затвора гідромашини містить (див. креслення) пружний, наприклад, гумовий, ущільнювальний елемент 5, що встановлений на пластині 4 диска 3 затвора; рухому гільзу 6 з натискною поверхнею, цілком розміщену в корпусі 1 затвора з боку напору, таку, що переміщається в осьовому напрямі і при закритому затворі взаємодіє з ущільнювальним елементом 5 диска 3 затвора, і силовий механізм 7 переміщення гільзи 6. При цьому в корпусі 1 затвора виконана порожнина 9 у вигляді короба, а в обичайці 2 корпуса 1 виконаний паз 10, що зв'язаний з порожниною 9. Причому, на коробі з порожниною 8 встановлена кришка (не позначено), а гільза 6 ущільнена (не позначено) по обидві боки паза 10 щодо обичайки 2 корпусу 1 затвора з боку проточної частини затвора. При цьому силовий механізм 7 переміщення гільзи 6 встановлений у фланцевому з'єднанні корпусу 1 затвора і вхідного патрубка 8 і містить порожнистий корпус-шпильку 11 з напрямною втулкою 12, що встановлений у фланці корпусу 1 затвора і розміщений в отворі фланця вхідного патрубка 18; фіксатор-гайку 13 з упорним буртиком, що встановлений з боку фланця вхідного патрубка 8 і що фіксує положення корпусу 11 механізму 7 у фланцевому з'єднанні вхідного патрубка 8 і корпусу 1 затвора; інші корпусні елементи (не позначено); шток 14, виконаний з ходовим гвинтом з одного боку і з настановним кінцем з іншого боку і розміщений в порожнистому корпусі 11; привідгайку 15 з упорним буртиком, що розміщений в корпусних деталях і охоплює ходовий гвинт штока 14; повзун 16, що закріплений на настановному кінці штока 14, розміщений в пазі 10 і сполучений з рухомою гільзою 6. При цьому вузол з'єднання (не позначено) штока 14 з гільзою 6 за допомогою 54252 8 повзуна 16 розміщений в порожнині 9 і пазі 10 корпусу 1 затвора. Ремонтне ущільнення працює таким чином. При установці диска затвора в закрите положення пластина 4 з ущільнювальним елементом 5 займає вертикальне положення. При цьому ремонтне ущільнення закривається шляхом переміщення рухомої гільзи 6 в осьовому напрямі за допомогою силового механізму 7 до взаємодії з ущільнювальним елементом 5 диска 3 затвора ремонтне ущільнення затвора закривається. При цьому силовий механізм 8 переміщення гільзи 7 працює таким чином. При повороті приводу 15 "на закриття" шток 14 механізму переміщається в корпусі 11 механізму по напрямний втулці 12 в осьовому напрямі у бік пластини 4 диска 3, причому привід 15 від переміщення в осьовому напрямі утримується по буртику корпусними елементами (не позначено), а шток 14 від провороту утримується шліцьовим сполученням з корпусними елементами (не позначено); при своєму переміщенні шток 14 переміщає в пазі 10 в осьовому напрямі закріплений на ньому повзун 16, який переміщає в осьовому напрямі рухому гільзу 6 до взаємодії натискної поверхні останньої з ущільнювальним елементом 5 диска 3 затвора - ремонтне ущільнення затвора займає положення закрито. Зняття кришки (не позначено) з додаткової порожнини 9 в корпусі 1 затвора дозволяє візуально переконатися в тому, що ущільнення закрите, і обслуговувати вузол з'єднання. При повороті приводу 15 силового механізму "на відкриття" шток 4 і повзун 16 переміщаються убік від пластини 4 диска 3 і виводять рухому гільзу 6 з контакту з ущільнювальним елементом 5 диска 3 затвора - ущільнювальний елемент 5 диска З вивільняється, тобто ремонтне ущільнення затвора приходить в положення відкрито і - диск 3 затвора готовий до повороту на відкриття. Джерела інформації 1. Справочник по гидротурбинам / под ред. Н.Н. Ковалева. - Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ие, 1984. - С.290, табл. VIII.2. 2. Затвор. А.с. СССР №499377, МПК Е02В9/06, опубл. 1976, Бюл. №2. 3. Затвор. А.с. СССР №896169, МПК Е02В9/06, опубл. 1982, Бюл. №1. 4. Н.Н. Коновалов, Д.М. Гельфенбаум. Гидравлические затворы напорных трубопроводов. - М.: Машиностроение,1983. - С.33, Рис.18. - Прототип. 9 Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська 54252 Підписне 10 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