RU191186U1

RU191186U1 - Уплотнение узла затвора

Info

Publication number: RU191186U1
Application number: RU2019104941U
Authority: RU
Inventors: Александр Альгио Будрис; Алексей Владимирович Безель; Константин Сергеевич Пуртов; Константин Владимирович Анненков
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Корнет"
Priority date: 2019-02-21
Filing date: 2019-02-21
Publication date: 2019-07-29

Abstract

Полезная модель относится к области арматуростроения и может быть использована для уплотнения узла затвора промышленных запорных клапанов, например в шиберных задвижках любых типов с плоским шибером, предназначенных для эксплуатации в качестве запорного устройства на магистральных и иных трубопроводах.Техническим результатом заявляемого технического решения является повышение надежности устройства за счет обеспечения более эффективной совместной работы двух видов уплотнений и надежной фиксации уплотнений в теле седла, так же упрощается запрессовка уплотнений.Уплотнение узла затвора может применяться в затворе шиберной задвижки, имеющей плоский шибер с проходным отверстием и подвижные подпружиненные седла, расположенные соосно проходному отверстию патрубков. Уплотнение узла затвора представляет собой комбинированное уплотнение из двух кольцевых уплотнительных элементов 1, 2, запрессованных совместно в металлическую обойму седла 16. Так же возможно наличие фигурной канавки 3 на металлической обойме седла для удаления механических примесей из зоны уплотнения. Уплотнительный элемент 1 имеет широкое основание 4, и постепенно сужается к уплотняющей поверхности 5, причем одна сторона уплотнительного элемента 1, обращенная к проходному отверстию имеет конический участок 6, переходящий в цилиндрический 14, а другая сторона, контактирующая со вторым уплотнительным элементом 2, имеет сферический участок 7 (шаровой пояс). Так же на сферическом участке 7 уплотнительного элемента 1 выполнен кольцевой продольный паз 8, а уплотняющая поверхность 5 выполнена скругленной и выступает над уплотнительным элементом 2. Уплотнительный элемент 2 имеет более узкое основание 9 и постепенно расширяется к уплотняющей поверхности 10, причем одна сторона уплотнительного элемента 2, контактирующая с первым уплотнительным элементом 1 имеет сферический участок 11 с кольцевым продольным выступом 12, а противоположная сторона уплотнительного элемента 2 имеет кольцевой продольный паз 13 и фаску 15. В свою очередь в седле выполнена кольцевая проточка, обращенная к шиберу для установки уплотнений. Проточка в основном повторяет поверхность совмещенных уплотнений и имеет широкое основание и конический участок с одной боковой стороны и прямой участок с кольцевым продольным выступом - с другой боковой стороны.

Description

Полезная модель относится к области арматуростроения и может быть использована для уплотнения узла затвора промышленных запорных клапанов, например в шиберных задвижках любых типов с плоским шибером, предназначенных для эксплуатации в качестве запорного устройства на магистральных и иных трубопроводах.

Известна задвижка шиберная, описанная в патенте на полезную модель Российской Федерации №183360, опубликованном 19.09.2018 г. Задвижка шиберная содержит разборный корпус, состоящий их двух частей с проходными каналами, между которыми размещен подвижный шибер, к поверхностям которого седла симметрично прижаты пружинами. Пружины размещены в торцевой ступенчатой проточке, выполненной по наружной окружности седла, так что при рабочем давлении седло опирается на поверхность корпусной детали. Герметичность обеспечивают кольцевые уплотнительные элементы одно уплотнительное кольцо на торцевой поверхности седла, другое по наружному диаметру седла. Общим с заявляемой полезной моделью является наличие кольцевых уплотнительных элементов. Нагрузку от воздействия шибера и загрязнения рабочей среды воспринимает лишь один уплотнительный элемент, это приводит к преждевременному износу уплотнительного элемента, что снижает герметичность, а следовательно, долговечность и надежность эксплуатации уплотнительного узла.

Известен затвор шиберной задвижки, описанный в патенте на изобретение Российской Федерации №2594450, опубликованном 20.08.2016 г. В затворе шиберной задвижки, имеющей плоский шибер с проходным отверстием, седла, расположенные соосно проходному отверстию патрубков, снабженные уплотнительными и опорными элементами, в соответствии с техническим решением, уплотнительный элемент представляет собой комбинированное уплотнение, включающее зафиксированные радиусный уплотнительный элемент и расположенный перед ним со стороны прохода уплотнительный элемент, обеспечивающий чистящую функцию, а седло выполнено разборным с жесткой заделкой (в замок) уплотнительных и опорных элементов. Общим с заявляемой полезной моделью является наличие двух кольцевых уплотнительных элементов. Конструкция седла усложнена наличием нажимного кольца и разнесенным опорным подшипником.

Известна уплотнительная система для промышленных запорных клапанов, описанная в патенте на изобретение №2570995, опубликованном 20.12.2015 г. и взятая за прототип. Уплотнительная система содержит корпус с проходными отверстиями, установленными в нем седлами и шибером с запорной частью. Седло содержит два кольцеобразных уплотнительных элемента на торцевой поверхности, обращенной к шиберу, один выполнен из термопластичного материала и имеет многоугольное сечение, второй выполнен из эластомера и имеет круглое или треугольное сечение. По одному из вариантов изобретения оба кольцевых уплотнения расположены совместно в одном пазу. Недостатки известной конструкции уплотнительной системы затвора задвижки заключаются в следующем. Конструкция не исключает вырывание из седла уплотнительных элементов из эластомера и смещение уплотнения из термопласта под воздействием давления и скоростного потока транспортируемой среды, особенно при совместном размещении уплотнений, а также при низкой температуре эксплуатации.

Технической задачей заявляемой полезной модели является улучшение технических характеристик устройства.

Техническим результатом заявляемого технического решения является повышение надежности устройства за счет обеспечения более эффективной совместной работы двух видов уплотнений и надежной фиксации уплотнений в теле седла, так же упрощается запрессовка уплотнений.

Заявляемое уплотнение узла затвора может найти широкое применение в задвижках шиберных систем измерения количества и показателей качества нефти, технологических трубопроводах нефтеперекачивающих станций и магистральных нефтепроводах и нефтепродуктопроводах.

За счет того, что уплотнение узла затвора содержит комбинированное уплотнение из двух кольцевых уплотнительных элементов, один из эластомерного материала, второй из термопластичного материала, запрессованных совместно в проточку седла, и отличается тем, что первый уплотнительный элемент имеет широкое основание, и постепенно сужается к уплотняющей поверхности, причем одна сторона уплотнительного элемента имеет конический участок, а другая сторона, контактирующая со вторым уплотнительным элементом имеет сферический участок, так же на сферическом участке первого уплотнительного элемента выполнен кольцевой продольный паз, а уплотняющая поверхность выполнена скругленной, второй уплотнительный элемент имеет более узкое основание и постепенной расширяется к уплотняющей поверхности, причем одна сторона второго уплотнительного элемента, контактирующая с первым уплотнительным элементом имеет сферический участок с кольцевым продольным выступом, а противоположная сторона уплотнительного элемента имеет кольцевой продольны паз и по второму варианту седло снабжено фигурной канавкой со стороны проходного патрубка для удаления механических примесей из зоны уплотнения повышается надежность устройства путем обеспечения более эффективной совместной работы двух видов уплотнений и надежной фиксации уплотнений в теле седла, а так же упрощается запрессовка.

Фиг. 1 - Уплотнение узла затвора по первому варианту в разрезе;

Фиг. 2 - Уплотнение узла затвора по второму варианту в разрезе.

Уплотнение узла затвора может применяться в затворе шиберной задвижки, имеющей плоский шибер с проходным отверстием и подвижные подпружиненные седла, расположенные соосно проходному отверстию патрубков. Уплотнение узла затвора представляет собой комбинированное уплотнение из двух кольцевых уплотнительных элементов 1, 2, запрессованных совместно в металлическую обойму седла 16. Так же возможно наличие фигурной канавки 3 на металлической обойме седла для удаления механических примесей из зоны уплотнения. Уплотнительный элемент 1 имеет широкое основание 4, и постепенно сужается к уплотняющей поверхности 5, причем одна сторона уплотнительного элемента 1, обращенная к проходному отверстию имеет конический участок 6, переходящий в цилиндрический 14, а другая сторона, контактирующая со вторым уплотнительным элементом 2 имеет сферический участок 7 (шаровой пояс). Так же на сферическом участке 7 уплотнительного элемента 1 выполнен кольцевой продольный паз 8, а уплотняющая поверхность 5 выполнена скругленной и выступает над уплотнительным элементом 2. Уплотнительный элемент 2 имеет более узкое основание 9 и постепенно расширяется к уплотняющей поверхности 10, причем одна сторона уплотнительного элемента 2, контактирующая с первым уплотнительным элементом 1 имеет сферический участок 11 с кольцевым продольным выступом 12, а противоположная сторона уплотнительного элемента 2 имеет кольцевой продольный паз 13 и фаску 15. В свою очередь в седле выполнена кольцевая проточка, обращенная к шиберу для установки уплотнений. Проточка в основном повторяет поверхность совмещенных уплотнений и имеет широкое основание и конический участок с одной боковой стороны и прямой участок с кольцевым продольным выступом с другой боковой стороны.

Уплотнение узла затвора работает следующим образом. Уплотнительные элементы 1, 2 запрессовываются в кольцевую проточку в седле 16. При этом уплотнительный элемент 1 устанавливается в кольцевую проточку седла 16 свободно, а уплотнительный элемент 2 запрессовывается между седлом 16 и уплотнительным элементом 1, за счет этого снижается усилие запрессовки. Между более твердым уплотнительным элементом 2 и выступом на боковой стороне проточки образуется замковое соединение типа шип-паз. В свою очередь уплотнительные элементы 1, 2 контактируют сферическими поверхностями 7, 11 и образуют замковое соединение типа шип-паз, посредством кольцевого продольного выступа 12 и кольцевого продольного паза 8, тем самым уплотнительный 1 элемент фиксируется, поджимается уплотнительным элементом 2. С другой стороны более мягкий уплотнительный элемент 1 поджат коническим участком 6 кольцевой проточки в седле 16. Уплотнительный элемент из эластомера 1 обеспечивает основную уплотнительную функцию, уплотнительный элемент из термопласта 2 обеспечивает опорную функцию во избежание разрушения уплотнительного элемента 1, дополнительную уплотняющую функцию и чистящую функцию для удаления механических примесей из зоны уплотнения. Уплотнительные элементы 1, 2 работают совместно и дополняют друг друга, при перепаде давления между входным и выходным патрубком, когда затвор находится в положении «закрыто», седло 16 поджимается шибером и начинает работать уплотнительный элемент 1 из эластомера, за счет наличия радиусной уплотнительной поверхности 5 обеспечивается герметичность затвора при низком перепаде давления и снижается трение уплотнительного элемента 1 при перестановке шибера из одного крайнего положения в другое, что в свою очередь снижает усилие, необходимое для перестановки затвора. При увеличении перепада давления уплотнительный элемент из эластомера 1 упруго сжимается в верхней части и перемещается по цилиндрической стенке 14 седла 16 и по сферической контактной поверхности 11 до момента соприкосновения уплотнительного элемента из термопласта 2 с шибером. Наличие сферической поверхности позволяет равномерно распределить усилия прижима уплотнительных элементов 1, 2 друг к другу. Далее при увеличении усилия начинает упруго сжиматься уплотнительный элемент 2 и за счет контакта уплотнительных элементов по сферической поверхности 7, 11 обеспечивается герметичность системы уплотнений, а совместная работа уплотнений обеспечивает исключение разрушения уплотнителей под действием усилий от рабочей среды и скоростного потока транспортируемой среды.

Таким образом, повышается надежность работы устройства, герметизация и фиксация уплотнительных элементов в проточке седла и упрощается запрессовка. Так же относительно иных устройств заявляемое техническое решение характеризуется дополнительными техническими результатами, такими как упрощение конструкции, снижение металлоемкости, уменьшение количества сборочных единиц и операций.

Claims

1. Уплотнение узла затвора, содержащее комбинированное уплотнение из двух кольцевых уплотнительных элементов, один - из эластомерного материала, второй - из термопластичного материала, запрессованных совместно в проточку седла, отличающееся тем, что первый уплотнительный элемент имеет широкое основание и постепенно сужается к уплотняющей поверхности, причем одна сторона уплотнительного элемента имеет конический участок, а другая сторона, контактирующая со вторым уплотнительным элементом, имеет сферический участок, так же на сферическом участке первого уплотнительного элемента выполнен кольцевой продольный паз, а уплотняющая поверхность выполнена скругленной, второй уплотнительный элемент имеет более узкое основание и постепенно расширяется к уплотняющей поверхности, причем одна сторона второго уплотнительного элемента, контактирующая с первым уплотнительным элементом, имеет сферический участок с кольцевым продольным выступом, а противоположная сторона уплотнительного элемента имеет кольцевой продольны паз.

2. Уплотнение узла затвора по п. 1, отличающееся тем, что седло снабжено фигурной канавкой со стороны проходного патрубка для удаления механических примесей из зоны уплотнения.