Запірний пристрій з поворотним клапаном

1. Запірний пристрій з поворотним клапаном, що містить герметичний корпус (1) з горизонтальним вхідним і вихідним патрубками (2, 3) з фланцями (4, 5), сідло (6), поворотний клапан (7), закріплений усередині корпусу (1) за допомогою шарнірного механізму (8), і приводну штангу (9), що взаємодіє за допомогою направляючого механізму (10) з поворотним клапаном (7) для приведення останнього в положення "закрито", "відкрито" або "регулювання" і встановлена у верхньому вертикальному патрубку (11) корпусу (1), забезпеченому фланцем (12) і кришкою (13), сполученими між собою, який відрізняється тим, що вихідний патрубок (3) розташований під кутом a до вхідного патрубка (2), а сідло (6) розташоване на вихідному патрубку (3), шарнірний механізм (8) виконаний у вигляді нерухомих і рухомих кронштейнів (15, 16), сполучених між собою за допомогою шарнірного з'єднання (17) і з можливістю відносного перемі C2 2 UA 1 3 87428 4 Винахід може знайти широке застосування у Шарнірний механізм включає вісь, нерухомо якості запірних пристроїв в магістральних трубозакріплену в корпусі, на якій з можливістю поворопроводах великого діаметру систем водопостату закріплений клиновидний поворотний клапан. чання населених пунктів. Направляючий механізм (привід) виконаний у З рівня техніки відомі запірні пристрої з пововигляді кулісного-важільного механізму, що місротними клапанами: тить шарнірно сполучені між собою кулісу, важіль і - «Поворотная заслонка» SU427195 (И.К. Сталанку, яка виконана у вигляді сережки і шарнірно родумов) F16K1/20, F16K31/44, 05.05.1974; сполучена з приводною штангою (сіильфоном). - «Запорное устройство» SU830065 (И.К. СтаПоворотний клапан виконаний сумісно з куліродумов) F16K1/20, 15.05.1981; сою. «Универсальный клапан-затвор» Недоліком відомого запірного пристрою є його RU2238465C2 (ООО «Научно-промышленная комнизька надійність. пания сильфонная техника» (RU)) Викликано це недосконалістю компоновки вхіF16K1/20,20.10.2002; дного і вихідного патрубків, поворотного клапана і - «Valve» US24369 (W.M. Bramwell) 14.06.1859; сідла, розташованого на вхідному патрубку. - «Valve» US1782238 (R.O. Kirchhan) F16K1/20; Тому, коли запірний пристрій знаходиться в F16K1/18, 18.11.1930; положенні «закрито», тиск середовища, особливо - «Valve» US2999666 (T.A. Sjogren) F16K1/20; в магістральних трубопроводах великого діаметру, F16K27/02; F16K31/528; F16K1/18; F16K31/52, впливає на поворотний клапан з великою силою і 12.09.1961; прагне віджати його від сідла, що приводить до - «Angled seat valve and fitting apparatus» виникнення між ними зазору і порушення герметиUS5499658 (Willard P. Bridges) F16K1/20; чності запірного пристрою. F16K1/18; F16K1/02; F16K31/44,19.03.1996; Слід також відзначити, що шарнірний механізм - «Plate valve» US5501427 (TAIMEI KINZOKU не має просторової податливості і не дає можлиKOGYO CO LTD (JP)) F16K13/00; F16K1/18; вості поворотному клапану самостійно регулювати F16K1/20; F16K31/44; F16K31/44, 26.03.1996. своє положення для плоско-паралельного приляВсі відомі пристрої містять герметичний корпус гання до сідла в завершальній стадії герметизації, з вхідним і вихідним патрубками, сідло, поворотколи запірний пристрій переводиться з положень ний клапан, закріплений усередині корпусу за до«відкрито» або «регулювання» в положення «запомогою шарнірного механізму і приводну штангу крите», внаслідок чого утворюється кутовий зазор, (шток), що взаємодіє за допомогою направляючого що приводить також до порушення герметичності механізму з поворотним клапаном. запірного пристрою. Загальним недоліком відомих пристроїв є ниКрім того, приводна штанга (сильфон) діє на зька надійність їх роботи, викликана в основному поворотний клапан через важіль куліснонедосконалістю компоновки вхідного і вихідного важільного механізму направляючого механізму, патрубків, сідла і поворотного клапана, а також що при рівноплечому важелі зменшує в два рази недосконалістю шарнірного і направляючого мезусилля притиснення на кінці важеля в порівнянні ханізмів. із зусиллям, що створюється приводною штангою Це не дозволяє використовувати їх ефективно (сильфоном), і яке передається ланкою (сережяк запірні пристрої в магістральних трубопроводах кою) на середню частину згаданого важеля. великого діаметру систем водопостачання насеТехнічною задачею, на вирішення якої напралених пунктів із-за незадовільної герметичності влений пропонований винахід, є удосконалення прилягання поворотного клапана до сідла в полоповоротного клапана і сідла, удосконалення консженні «закрито». трукції шарнірного і направляючого механізмів а З рівня техніки відомий найбільш близький до також сідла для забезпечення щільного герметичтого, що заявляється, за призначенням і кількістю ного прилягання поворотного клапана до сідла при загальних ознак, запірний пристрій з поворотним переведенні запірного пристрою з положень «відклапаном, що містить герметичний корпус з горикрито» або «регулювання» в положення «закризонтальним вхідним і вихідним патрубками з флате». нцями, сідло, поворотний клапан, закріплений усеТехнічний результат, який досягається при виредині корпусу за допомогою шарнірного користанні пропонованого винаходу, полягає в механізму і приводну штангу, що взаємодіє за допідвищенні його надійності. помогою направляючого механізму з поворотним Технічна задача вирішується, а технічний реклапаном для приведення останнього в положення зультат досягається тим, що в запірному пристрої «закрито», «відкрито» або «регулювання», і встаз поворотним клапаном, що містить герметичний новлену у верхньому вертикальному патрубку кокорпус з горизонтальним вхідним і вихідним патрпусу, забезпеченому фланцем і кришкою, сполурубками з фланцями, сідло, поворотний клапан, ченими між собою [«Универсальный клиновой закріплений усередині корпусу за допомогою шарзатвор» RU2238464C2 (ООО «Научнонірного механізму і приводну штангу, що взаємодіє промышленная компания сильфонная техника» за допомогою направляючого механізму з поворо(RU)) F16K1/20, 20.10.2002, найбільш близький тним клапаном для приведення останнього в поаналог - прототип]. ложення «закрито», «відкрито» або «регулюванВихідний патрубок розташований співісно вхіня», і встановлену у верхньому вертикальному дному патрубку. патрубку корпусу, забезпеченому фланцем і кришСідло розташоване на вхідному патрубку. кою, сполученими між собою, згідно винаходу, вихідний патрубок розташований під кутом a до 5 87428 6 вхідного патрубка, а сідло розташоване на вихідКрім того приводна штанга безпосередньо діє ному патрубку, шарнірний механізм виконаний у на поворотний клапан, що підвищує зусилля його вигляді нерухомих і рухомих кронштейнів, сполупритиснення до сідла в положенні «закрито» і, чених між собою за допомогою шарнірного з'єдвідповідно, забезпечує герметичність запірного нання і з можливістю відносного переміщення, пристрою в цьому положенні. причому нерухомі кронштейни закріплені основаУ зв'язку з тим, що Γ-подібні напрямні забезми усередині технологічного патрубка, який викопечені кінцевими упорами, що взаємодіють з цапнаний в корпусі оппозитно вхідному патрубку і зафами приводної штанги, забезпечується обмебезпечений заглушкою, а рухомі кронштейни ження переміщення кінцевої частини приводної закріплені основами на поворотному клапані, наштанги в Τ-подібному пазу в крайніх положеннях, правляючий механізм виконаний у вигляді двох Гпри яких поворотний клапан і запірний пристрій подібних напрямних, розташованих полицями назнаходяться в положеннях «відкрито» або «закризустріч одна до одної, і закріплених на поворотното». му клапані так, що між Γ-подібними напрямними Завдяки тому, що сідло виконане у вигляді утворюється Τ-подібний паз, в який введені цапопорного кільця з герметизуючим елементом і фи, виконані на кінці приводної штанги, при цьому приєднане до фланця вихідного патрубка, досягаΓ-подібні напрямні забезпечені кінцевими упорами, ється пружне прилягання поворотного клапана до що взаємодіють з цапфами приводної штанги, а герметизуючого елементу, що підвищує герметичсідло виконане у вигляді опорного кільця з герменість запірного пристрою в положенні «закрито». тизуючим елементом і приєднане до фланця вихіВсі перераховані відмінності, спрямовані на дного патрубка. підвищення герметичності прилягання поворотноУ зв'язку з тим, що вихідний патрубок розтаго клапана до сідла, сприяють суттєвому підвищенню надійності запірного пристрою. шований під кутом a до вхідного патрубка, а сідло Запірний пристрій, згідно винаходу, має і інші розташоване на вихідному патрубку, забезпечувідмінності, які використовуються в окремих випається їх зручна компоновка для монтажу поворотдках його виконання і створюють додатковий техного клапана і можливість дії тиску середовища на нічний результат. поворотний клапан, створюючи додаткове притисУ запірному пристрої з поворотним клапаном, нення поворотного клапана до сідла. згідно винаходу, шарнірне з'єднання шарнірного При цьому, коли запірний пристрій знаходитьмеханізму утворене пазами, виконаними в неруся в положенні «закрито», забезпечується щільне хомих кронштейнах, отворами, виконаними в ругерметичне прилягання поворотного клапана до хомих кронштейнах, і пропущеною через них віссідла, встановленого на вихідному патрубку, що сю. особливо ефективно в магістральних трубопровоТаке виконання дає можливість рухомим дах великого діаметру. кронштейнам, прикріпленим до поворотного клаВиконання шарнірного механізму у вигляді непана, переміщатися спільно з віссю в пазах нерурухомих і рухомих кронштейнів, сполучених між хомих кронштейнів прикріплених до технологічного собою за допомогою шарнірного з'єднання і з мопатрубка. жливістю відносного переміщення, забезпечує Це забезпечує поворотному клапану можлиповоротному клапану можливість просторової повість просторової податливості і надає можливість датливості і в деякій мірі самостійно регулювати в деякій мірі самостійно регулювати своє полосвоє положення для плоско-паралельного приляження. гання до сідла в завершальній стадії герметизації, За рахунок цього досягається, переважно, коли запірний пристрій з положень «відкрито» або плоско - паралельне прилягання поворотного кла«регулювання» переводиться в положення «запана до сідла в завершальній стадії герметизації, крито», що підвищує герметичність запірного приколи запірний пристрій з положень «відкрито» або строю в цьому положенні. «регулювання» переводиться в положення «заА у зв'язку з тим, що в шарнірному механізмі крите», що підвищує герметичність і надійність нерухомі кронштейни закріплені основами усерезапірного пристрою. дині технологічного патрубка, який виконаний в У запірному пристрої з поворотним клапаном, корпусі оппозитно вхідному патрубку і забезпечезгідно винаходу, цапфи приводної штанги розтаний заглушкою, а рухомі кронштейни закріплені шовані в Τ-подібному пазу із зазором у вертикальосновами на поворотному клапані, досягається ній площині і встановлені так, що при нижньому просте і надійне їх кріплення до згаданих складоположенні приводної штанги між її цапфами і пових елементів запірного пристрою. лицями Г-подібних напрямних залишається люфт Виконання направляючого механізму у вигляді S для остаточного притиснення поворотного кладвох Г-подібних напрямних, розташованих полипана до герметизуючого елементу опорного кільця цями назустріч одна до одної, і закріплених на сідла вихідного патрубка тиском середовища з поворотному клапані так, що між Г-подібними набоку вхідного патрубка. прямними утворюється Τ-подібний паз, в який Надалі вдосконалений запірний пристрій повведені цапфи, виконані на кінці приводної штанги, яснюється докладним описом прикладу його перезабезпечує надійну взаємодію приводної штанги з важного виконання і роботи з посиланнями на креповоротним клапаном, як при її підйомі, так і при її слення, що додаються. опусканні для приведення поворотного клапана в На Фіг.1 зображений запірний пристрій з повоположення «відкрито», «регулювання» або «заротним клапаном, загальний вид. крито». 7 87428 8 Запірний пристрій також містить змонтовану На Фіг.2 зображено шарнірне з'єднання шарніна кришці 13 верхнього вертикального патрубка 11 рного механізму запірного пристрою з поворотним стійку 31 (Фіг.1), на якій встановлений привід 32. клапаном. Привід 32 забезпечує підйом і опускання приНа Фіг.3 зображений поперечний розріз направодної штанги 9 для приведення поворотного клавляючого механізму запірного пристрою з поворопана 7 і запірного пристрою в положення «закритним клапаном. то», «відкрито» або «регулювання». На Фіг.4 зображений розріз сідла запірного Запірний пристрій з поворотним клапаном пристрою з поворотним клапаном. працює таким чином. Запірний пристрій з поворотним клапаном Наприклад, в початковому положенні поворот(Фіг.1-4) містить (Фіг.1) герметичний корпус 1 з ний клапан 7 і запірний пристрій знаходяться в горизонтальним вхідним і вихідним патрубками 2, положенні «відкрито». 3 з фланцями 4, 5, сідло 6, поворотний клапан 7, У цьому положенні приводна штанга 9 знахозакріплений усередині корпусу 1 за допомогою диться в крайньому верхньому положенні, поворошарнірного механізму 8 і приводну штангу 9, що тний клапан 7 відхилений від сідла 6 на максимавзаємодіє за допомогою направляючого механізму льний кут і забезпечує максимальні витрати 10 з поворотним клапаном 7 для приведення середовища через вихідний патрубок 3. останнього в положення «закрито», «відкрито» або При необхідності регулювання і зменшення «регулювання», і встановлену у верхньому вертивитрати середовища через вихідний патрубок 3, кальному патрубку 11 корпуса 1, забезпеченому поворотний клапан 7 і запірний пристрій з полофланцем 12 і кришкою 13, сполученими між соження «відкрито» переводять в положення «регубою, наприклад, за допомогою болтових з'єднань лювання». 14. Для цього приводну штангу 9 за допомогою Вихідний патрубок 3 розташований під кутом a приводу 32 опускають вниз на необхідну висоту. до вхідного патрубка 2, а сідло 6 розташовано на Поворотний клапан 7 за допомогою шарнірновихідному патрубку 3. го механізму 8, направляючого механізму 10 і приШарнірний механізм 8 (Фіг.1, 2) виконаний у водної штанги 9 повертається щодо осі 30 шарнірвигляді нерухомих і рухомих кронштейнів 15, 16, ного з'єднання 17 на деякий кут у бік вихідного сполучених між собою за допомогою шарнірного патрубка 3 і витрата середовища через нього змез'єднання 17 і з можливістю відносного переміншується. щення. Для переведення поворотного клапана 7 і заНерухомі кронштейни 15 закріплені основами пірного пристрою з положення «регулювання» в усередині технологічного патрубка 18 Фіг.1), який положення «закрито» приводну штангу 9 за доповиконаний в корпусі 1 оппозитно вхідному патрубмогою приводу 32 опускають вниз до упору. ку 2 і забезпечений заглушкою 19, а рухомі кронПри цьому поворотний клапан 7 за допомогою штейни 16 закріплені основами на поворотному шарнірного механізму 8, направляючого механізму клапані 7. 10 і приводної штанги 9 повертається щодо осі 30 Направляючий механізм 10 (Фіг.1, 3) виконашарнірного з'єднання 17 на граничний кут у бік ний у вигляді двох Г-подібних напрямних 20 розвихідного патрубка 3. ташованих полицями 21 назустріч одна до одної і Поворотний клапан 7 за рахунок податливості закріплених на поворотному клапані 7 так, що між шарнірного з'єднання 17 практично плоскоΓ-подібними напрямними 20 утворюється Τпаралельно сідає на герметизуючий елемент 26 подібний паз 22, в який введені цапфи 23, виконані опорного кільця 25 сідла 6 вихідного патрубка 3. на кінці приводної штанги 9. Витрата середовища через вихідний патрубок Γ-подібні напрямні 20 забезпечені кінцевими 3 практично припиняється. упорами 24, що взаємодіють з цапфами 23 привоОстаточна герметизація досягається тим, що дної штанги 9. під дією тиску середовища з боку вхідного патрубСідло 6 (Фіг.1, 4) виконано у вигляді опорного ка 2 поворотний клапан 7 герметично притискакільця 25 з герметизуючим елементом 26 і приєдється до герметизуючого елементу 26 опорного нано до фланця 5 вихідного патрубка 3, наприкільця 25 сідла 6 вихідного патрубка 3 і поворотклад, за допомогою болтових з'єднань 27. ний клапан 7 і запірний пристрій переводяться в Шарнірне з'єднання 17 (Фіг.2) нерухомих і руположення «закрито», при якому відбувається нахомих кронштейнів 15, 16 шарнірного механізму 8 дійна герметизація місця контакту поворотного утворено пазами 28, виконаними в нерухомих клапана 7 з герметизуючим елементом 26 опорнокронштейнах 15, отворами 29, виконаними в рухого кільця 25 сідла 6 вихідного патрубка 3. мих кронштейнах 16, і пропущеною через них вісПереведення запірного пристрою з поворотсю 30. ним клапаном з положення «закрито» в положення Цапфи 23 приводної штанги 9 розташовані в «регулювання» і «відкрито» виконують в зворотній Τ-подібному пазу 22 (Фіг.3) із зазором у вертикапослідовності. льній площині і встановлені так, що при нижньому Винахід може бути виготовлений на промисположенні приводної штанги 9 між її цапфами 23 і лових підприємствах і використаний у якості запірполицями 21 Г-подібних напрямних 20, залишаних пристроїв трубопроводів. ється люфт S для остаточного притиснення повоШироке застосування винахід знайде в систеротного клапана 7 до герметизуючого елементу 26 мах водопідготовки і водопостачання населених (Фіг.1, 4) опорного кільця 25 сідла 6 вихідного патпунктів. рубка 3 тиском середовища з боку вхідного патруПерелік позначень бка 2. 9 87428 10 1. корпус 17. шарнірне з'єднання нерухомих і рухомого 2. вхідний патрубок кронштейнів шарнірного механізму 3. вихідний патрубок 18. технологічний патрубок 4. фланець вхідного патрубка 19. заглушка 5. фланець вихідного патрубка 20. Г-подібні напрямні направляючого механі6. сідло зму 7. поворотний клапан 21. полиці Г-подібних напрямних направляю8. шарнірний механізм чого механізму 9. приводна штанга 22. Т-подібний паз направляючого механізму 10. направляючий механізм 23. цапфи приводної штанги 11. верхній вертикальний патрубок 24. кінцеві упори 12. фланець верхнього вертикального патруб25. опорне кільце ка 26. герметизуючий елемент 13. кришка верхнього вертикального патрубка 27. болтове з'єднання 14. болтове з'єднання кришки з фланцем вер28. пази в нерухомих кронштейнах хнього вертикального патрубка 29. отвори в рухомих кронштейнах 15. нерухомі кронштейни шарнірного механіз30. вісь му 31. стійка 16. рухомі кронштейни шарнірного механізму 32. привід Комп’ютерна верстка О. Гапоненко Підписне Тираж 28 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