EA023592B1

EA023592B1 - Уплотняющий элемент для шиберной задвижки

Info

Publication number: EA023592B1
Application number: EA201391093A
Authority: EA
Inventors: Удайкумар Паинтер
Original assignee: Уэйр Минералз (Индия) Прайвит Лимитед
Priority date: 2011-01-28
Filing date: 2012-01-23
Publication date: 2016-06-30
Also published as: EA201391093A1; AU2012211027B2; EP2668423A4; AU2012211027A1; PE20141077A1; CL2013002136A1; CN103477132B; EP2668423A1; BR112013019033A2; US20140021397A1; CA2825085A1; CN103477132A; WO2012100287A1

Abstract

Эластомерный уплотняющий элемент для шиберной задвижки имеет, по существу, кольцевую форму и имеет монтажную область и упорную область, а также суженный участок, расположенный между монтажной областью и упорной областью, для создания возможности деформации уплотняющего элемента для облечения введения шибера между этим уплотняющим и другим уплотняющим элементом, в котором суженный участок уплотняющего элемента содержит внешнее кольцевое углубление, проходящее вокруг внешней поверхности уплотняющего элемента. Также описаны шиберные задвижки, содержащие такие уплотняющие элементы.

Description

Настоящее изобретение относится к уплотняющему элементу для шиберной задвижки и к шиберной задвижке, содержащей один или более такой уплотняющий элемент. Шиберные задвижки также известны как вентили-задвижки или гильотинные задвижки. В трубопроводах, используемых для транспортировки текучих сред, таких как, например, минеральные шламы, задвижки такого типа встраиваются в трубопровод и используются для отсекания потока текучей среды.

Шиберные задвижки содержат тело задвижки, которое может встраиваться в трубопровод и имеет шибер или задвижку, выполненную с возможностью перемещения между открытым и закрытым положениями, при этом в закрытом положении задвижки поток текучей среды сквозь тело запрещен. Задвижку можно приводить в действие вручную или с помощью гидравлического, пневматического или электрического привода.

Согласно первому аспекту настоящего изобретения предлагаются варианты уплотняющего элемента для шиберной задвижки, при этом уплотняющий элемент имеет, по существу, кольцевую форму и содержит монтажную область и упорную область, а также суженный участок, расположенный между монтажной областью и упорной областью, предназначенный для создания возможности деформации уплотняющего элемента для облегчения введения шибера между этим уплотняющим элементом и другим уплотняющим элементом; в котором суженная область уплотняющего элемента содержит внешнее кольцевое углубление, расположенное вокруг внешней поверхности уплотняющего элемента.

В некоторых вариантах внешнее кольцевое углубление содержит, по существу, выпуклый участок.

В некоторых вариантах суженная область уплотняющего элемента содержит внутреннее кольцевое углубление, расположенное вокруг внутренней поверхности уплотняющего элемента.

В некоторых вариантах внутреннее кольцевое углубление содержит, по существу, вогнутый участок.

В некоторых вариантах уплотняющий элемент далее содержит кольцевой гребень, расположенный вокруг внешней поверхности монтажной области уплотняющего элемента.

В некоторых вариантах упорная область уплотняющего элемента заканчивается скошенной кромкой.

В некоторых вариантах монтажная область содержит кольцевой элемент, повышающий жесткость.

В некоторых вариантах упорная область содержит кольцевой элемент повышенной жесткости.

В некоторых вариантах радиус выпуклого участка больше, чем радиус вогнутого участка.

Согласно второму аспекту настоящего изобретения предлагается шиберная задвижка, содержащая тело шиберной задвижки, уплотняющий узел, установленный на теле шиберной заслонки и содержащий два, по существу, кольцевых эластомерных уплотняющих элемента, которые при использовании расположены рядом друг с другом и упираются друг в друга и выполнены с возможностью принимать между ними шибер, при этом каждый уплотняющий элемент содержит монтажную область и упорную область.

В некоторых вариантах оба уплотняющих элемента выполнены согласно первому аспекту настоящего изобретения.

Другие аспекты, признаки и преимущества будут понятны из нижеследующего подробного описания со ссылками на приложенные чертежи, которые являются частью настоящего описания и на которых в качестве примера проиллюстрированы принципы настоящего изобретения.

Далее следует описание примеров настоящего изобретения со ссылками на приложенные чертежи, где фиг. 1 - иллюстративный вид в перспективе шиберной задвижки по некоторым вариантам настоящего изобретения;

фиг. 2 - сечение тела шиберной задвижки с фиг. 1, где некоторые признаки уплотняющего элемента не показаны для упрощения иллюстрации;

фиг. 3 - сечение уплотняющего элемента для шиберной задвижки по некоторым вариантам настоящего изобретения.

На фиг. 1 показана шиберная задвижка 10, содержащая тело 12 задвижки, на котором установлен привод 14 для управления движением шибера 18. В показанном примере 14 содержит ручной маховик 16, который вращает резьбовый вал (не показан). Шибер 18 установлен на резьбовом валу и движется вверх и вниз в зависимости от направления вращения маховика.

При эксплуатации тело 12 задвижки устанавливают между двумя секциями трубопровода, каждая из которых имеет концевой участок с фланцем, которые сопрягаются с фланцами 20, расположенными на противоположных сторонах 12 задвижки. При эксплуатации текучая среда течет по трубопроводу и сквозь отверстие в теле 12 задвижки. Фланцы 20 закреплены на соответствующих секциях трубопровода с помощью множества болтов. На фиг. 1 шибер 18 показан в закрытом положении, в котором он перекрывает отверстие в теле 12 задвижки и, тем самым, перекрывает поток текучей среды в трубопроводе.

Как показано на фиг. 2, задвижка 10 содержит два одинаковых уплотняющих элемента 30, установленных в теле 12 задвижки и расположенных рядом друг с другом и упираясь друг в друга. Уплотняющие элементы 30 установлены соответственно перед шибером 18 и после него. Уплотняющие элементы 30 изготовлены из эластомерного материала и являются взаимозаменяемыми. Каждый уплотняющий

- 1 023592 элемент 30 также содержит внутреннее и внешнее проходящее по окружности углубление, которое не показано на фиг. 2 для упрощения иллюстрации. Уплотняющий элемент 30 более подробно показан на фиг. 3.

На фиг. 2 шибер 18 показан в опущенном, закрытом положении, в котором поток текучей среды сквозь отверстие тела 12 задвижки перекрыт. Вращая маховик 16 шибер 18 можно переместить в поднятое положение, в котором шибер 18 полностью извлечен из положения между уплотняющими элементами 30 (как показано на фиг. 3). Когда шибер 18 извлечен, уплотняющие элементы 30 расширяются и упираются друг в друга своей соответствующей обращенной внутрь периферией, чтобы создать непрерывный герметичный проточный канал в отверстии тела 12 задвижки.

Для закрывания задвижки маховик 16 вращают в противоположном направлении, чтобы опустить шибер 18 и вставить его между двумя уплотняющими элементами 30. Как показано на фиг. 2 и 3, нижняя кромка шибера 18 заканчивается сужающейся кромкой 19 в форме ножа. Зга острая кромка 19 способствует проникновению шибера 18 между уплотняющими элементами, когда шибер 18 опускается.

Уплотняющие элементы 30 выполнены с возможностью управляемой деформации для облегчения введения шибера 18 между уплотняющими элементами 30, когда шибер 18 движется вниз, что позволяет создать адекватное уплотнение текучего материала, транспортируемого по трубопроводу.

На фиг. 3 более подробно показан один из уплотняющих элементов. Уплотняющий элемент 30 имеет равномерное радиальное сечение. Уплотняющий элемент 30 содержит монтажную область 34, посредством которой уплотнение крепится к телу задвижки и которая содержит бортик 42, в который внедрен элемент, придающий жесткость в форме кольца 43. Кольцо 43 рассеивает нагрузку и способствует сохранению целостности и деформируемости фланцевого бортика 42 во избежание утечек. Кольцо может быть выполнено из стандартного материала, такого как мягкая сталь, который заключен в эластомерный материал уплотняющего элемента 30. Кольцо 43 расположено так, чтобы распределять постоянную нагрузку по всему фланцу 42 тела 12, что снижает вероятность любого изменения нагрузки в одной точке вдоль окружности, что может привести к утечке текучей среды. Кольцевой гребень 45, расположенный на внешней периферийной поверхности уплотняющего элемента 30 входит в зацепление с соответствующим кольцевым углублением в теле 12 задвижки, чтобы удерживать уплотняющий элемент 30 в теле 12 задвижки перед установкой и креплением соседних концов трубы на фланцах 20. Кольцевой гребень 45 способствует взаимному запиранию тела 12 задвижки и уплотняющего элемента 30 во время эксплуатации, особенно во время транспортировки и при любых ударах, действующих на задвижку 10.

Уплотняющий элемент 30 далее содержит упорную область 32, которая содержит элемент, придающий жесткость в форме металлического кольца 41. Когда задвижка 10 находится в открытом положении, торец упорной области 32 упирается в аналогичный торец упорной области 32 противоположного идентичного уплотняющего элемента 30 для создания герметичного канала в отверстии тела 12 задвижки.

Уплотняющий элемент 30 содержит суженный участок, который содержит внешнее кольцевое углубление 36, которое имеет выпуклый участок 37, расположенный в нем, и внутреннее кольцевое углубление 38, которое содержит вогнутый участок 39. Радиус выпуклого участка 37 больше, чем радиус вогнутого участка 39. В показанном варианте выпуклый участок 37 находится на одной вертикальной линии с вогнутым участком 39.

Нижняя область шибера 18 схематически показана в поднятом положении относительно уплотняющего элемента 30. Когда шибер 18 опускают, он входит в зацепление с упорной областью 32 уплотняющего элемента 30 и создает по существу боковую деформацию уплотняющего элемента 30 и другого идентичного соседнего уплотняющего элемента 30 (не показан), чтобы шибер 18 мог войти между ними.

Суженный участок уплотняющего элемента 30 позволяет уплотняющему элементу в этой области отклоняться и сжиматься под воздействием входящего шибера 18. Когда шибер 18 движется вниз, внутреннее кольцевое углубление 38 сжимается вбок, в направлении наружу. Внешнее кольцевое углубление оставляет пространство, в которое сжатый эластомерный материал может расширяться. Когда шибер 18 входит между уплотняющими элементами 30, выпуклый участок 37 дополнительно выгибается.

Упорная область 32 заканчивается скошенной передней кромкой 43, которая дополнительно способствует входу шибера 18 между двумя уплотняющими элементами 39 при движении вниз для перекрытия трубопровода.

Уплотняющие элементы 30 сформированы методом литья и вулканизации эластомерного материала и внедрения металлических колец 41, 43 в эластомерный материал. Свойства используемого эластомерного материала могут быть подобны свойствам материала, используемого для изготовления износостойких резиновых изделий, например, автомобильных шин.

В описанном выше варианте внутреннее кольцевое углубление содержит вогнутый участок, а внешнее кольцевое углубление содержит выпуклый участок. В других вариантах такая конфигурация может быть обратной, чтобы внутреннее кольцевое углубление имело выпуклый участок, а внешнее кольцевое углубление имело вогнутый участок. В некоторых вариантах и внешнее и внутреннее кольцевое углубление может иметь вогнутый участок.

В вариантах, описанных выше, внутреннее кольцевое углубление расположено на одной вертикальной линии с внешним кольцевым углублением. В других вариантах эти углубления могут не совмещать- 2 023592 ся по вертикали они могут быть смещены относительно друг друга.

В вышеприведенном описании некоторых вариантов для ясности применялась специфическая терминология. Однако настоящее изобретение не ограничивается этими специфическими терминами и следует понимать, что каждый специфический термин включает технические эквиваленты, которые работают подобным образом, чтобы достичь подобного технического результата. Такие термины как передний, задний, над, под и т.п., используются для удобства и указания на опорные точки и не должны толковаться в ограничительном смысле.

В настоящем описании слово содержащий следует понимать в его открытом смысле, то есть в смысле включающий, и оно не ограничивается закрытым смыслом, то есть смыслом состоящий только из. Соответствующее значение имеют и слова содержит, содержал и пр.

Вышеприведенное описание относится к нескольким вариантам, в которых могут иметься общие отличительные признаки. Следует понимать, что один или более из признаков любого одного варианта можно комбинировать с одним или более из признаков других вариантов. Кроме того, любой один признак или комбинация признаков любого из вариантов могут образовывать дополнительный вариант.

Кроме того, выше описаны лишь некоторые варианты изобретения и в них могут быть внесены различные изменения и замены, не выходящие за пределы объема защиты и изобретательской идеи, и эти варианты являются иллюстративными, а не ограничивающими.

Кроме того, изобретение было описано в связи с тем, что в настоящее время является наиболее практичным и предпочтительным вариантом. Следует понимать, что изобретение не ограничивается раскрытыми вариантами, но охватывает различные измененные и эквивалентные конструкции, входящие в изобретательскую идею и объем защиты изобретения. Кроме того, различные описанные варианты могут быть реализованы в сочетании с другими вариантами, например, аспекты одного варианта могут комбинироваться с аспектами другого варианта для реализации третьих вариантов. Далее каждый независимый признак или компонент любого данного узла может составлять дополнительный вариант.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Шиберная задвижка, содержащая тело задвижки, уплотняющий узел, установленный в теле задвижки и содержащий два, по существу, кольцевых эластомерных уплотняющих элемента, которые при эксплуатации расположены рядом друг с другом и упираются друг в друга и выполнены с возможностью размещения между ними шибера, при этом каждый уплотняющий элемент имеет монтажную область и упорную область, в которой по меньшей мере один из уплотняющих элементов содержит суженный участок, расположенный между монтажной областью и упорной областью, для создания возможности деформации уплотняющего элемента для облегчения входа шибера между уплотняющими элементами, и в которой суженный участок уплотняющего элемента содержит внешнее кольцевое углубление, расположенное вокруг внешней поверхности уплотняющего элемента;

при этом внешнее кольцевое углубление создает пространство между телом задвижки и уплотняющим узлом, в котором сжатый эластомерный материал может расширяться для приема вставляемого шибера.
2. Задвижка по п.1, в которой внешнее кольцевое углубление содержит, по существу, выпуклый участок.
3. Задвижка по любому из предшествующих пунктов, в которой суженный участок уплотняющего элемента содержит внутреннее кольцевое углубление, проходящее вокруг внутренней поверхности уплотняющего элемента.
4. Задвижка по п.3, в которой внутреннее кольцевое углубление содержит, по существу, выпуклый участок.
5. Задвижка по п.3, в которой внутреннее кольцевое углубление расположено на одной вертикальной линии с внешним кольцевым углублением.
6. Задвижка по любому из предшествующих пунктов, содержащая также кольцевой гребень, проходящий вокруг внешней поверхности монтажной области уплотняющего элемента.
7. Задвижка по любому из предшествующих пунктов, в которой упорный участок уплотняющего элемента заканчивается скошенной кромкой.
8. Задвижка по любому из предшествующих пунктов, в которой монтажная область содержит кольцевой элемент, придающий жесткость.
9. Задвижка по любому из предшествующих пунктов, в которой упорная область содержит кольцевой элемент, придающий жесткость.
10. Задвижка по п.2, в которой радиус выпуклого участка больше, чем радиус вогнутого участка, в соответствии с п.4.
11. Задвижка по любому из предшествующих пунктов, в которой оба уплотняющих элемента содержат суженный участок, расположенный между монтажной областью и упорной областью, для созда- 3 023592 ния возможности деформации уплотняющего элемента для облегчения ввода шибера между уплотняющими элементами; и в которой суженный участок уплотняющих элементов содержит внешнее кольцевое углубление, проходящее вокруг внешней поверхности уплотняющего элемента;

при этом внешние кольцевые углубления создают пространство между телом задвижки и уплотняющим узлом, в котором может расширяться сжатый эластомерный материал для размещения вставляемого шибера.