RU2490535C2

RU2490535C2 - Затвор

Info

Publication number: RU2490535C2
Application number: RU2011112436/06A
Authority: RU
Inventors: Евгений Николаевич Захаров; Юрий Вячеславович Богачев; Алексей Сергеевич Харчев; Иван Васильевич Безруков; Дмитрий Николаевич Фомин; Евгений Дмитриевич Родионов; Валерий Григорьевич Лурий; Ильяс Васильевич Садардинов
Original assignee: Евгений Николаевич Захаров
Priority date: 2011-04-01
Filing date: 2011-04-01
Publication date: 2013-08-20
Also published as: RU2011112436A; WO2012134354A2

Abstract

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к устройствам для разобщения каналов, а также для регулирования расхода текущих сред по каналам. Техническим результатом заявленного изобретения является повышение ресурса и надежности работы устройства при сохранении требуемой герметичности, а также снижение механических потерь при перемещении запорного элемента. Сущность изобретения заключается в том, что запорный элемент, выполненный в виде цилиндрического тела, имеет приводной кривошипный или эксцентриковый механизм, который шарнирно связан с запорным элементом с возможностью сообщения ему как возвратно-поступательного перемещения в направлении продольной оси цилиндрического тела запорного элемента, так и возвратно-вращательного движения вокруг продольной оси цилиндрического тела. При этом шарнир связи кривошипа с запорным элементом расположен со смещением относительно оси поворота цилиндрического тела, а ось вращения кривошипа или эксцентрика расположена под углом к продольной оси цилиндрического тела. Сложное движение запорного элемента по криволинейной траектории позволяет избежать задиров уплотняемых поверхностей при попадании между ними твердых частиц за счет их выноса из образованных ими царапин. При таком движении частицы перекатываются между уплотняемыми поверхностями, изменяя свою форму, постепенно приближающуюся к сферической, что приводит к существенному снижению потерь на трение в затворе. 2 з.п. ф-лы, 14 ил.

Description

Изобретение относится к области машиностроения, а именно, к устройствам для разобщения каналов, а также для регулирования расхода текущих сред по каналам.

Известен затвор, содержащий корпус с входным и выходным каналами, запорный элемент с приводным механизмом, установленный в корпусе с возможностью разобщения входного и выходного каналов и выполненный в виде цилиндрического тела (см. патент США №6321774, опуб. 27.11.2001).

Недостатками известного затвора являются малый ресурс, особенно при запирании сред, содержащих взвешенные частицы, а также сниженная надежность работы, вследствие возможных задиров уплотняемых поверхностей и даже заклинивания запорного устройства.

Техническим результатом заявленного изобретения является повышение ресурса и надежности работы устройства при сохранении требуемой герметичности, а также снижение механических потерь при перемещении запорного элемента.

Поставленная задача достигается тем, что в затворе, содержащем корпус с входным и выходным каналами, запорный элемент с приводным механизмом, установленный в корпусе с возможностью разобщения входного и выходного каналов и выполненный в виде цилиндрического тела, согласно изобретению, приводной механизм выполнен в виде кривошипного или эксцентрикового механизма, шарнирно связанного с запорным элементом с возможностью сообщения ему как возвратно-поступательного перемещения в направлении продольной оси цилиндрического тела запорного элемента, так и возвратно-вращательного движения вокруг продольной оси цилиндрического тела, при этом плоскость вращения шарнира связи кривошипа с запорным элементом расположена со смещением относительно оси поворота цилиндрического тела, а ось вращения кривошипа или эксцентрика расположена под углом к продольной оси цилиндрического тела.

Поставленная задача достигается также тем, что кривошипный механизм выполнен в виде установленной в корпусе посредством подшипников вращающейся опоры, в которой эксцентрично оси ее вращения установлен сферический шарнир, а также пальца, жестко связанного с запорным элементом и установленного посредством подшипника в отверстии сферического шарнира.

Поставленная задача достигается также тем, что продольная ось цилиндрического тела запорного элемента может быть расположена под углом к направлению движения перекрываемой среды, по меньшей мере, по входному каналу.

Изобретение поясняется при помощи чертежей.

На фиг.1 показан продольный разрез описываемого затвора в положении разобщения входного и выходного каналов;

На фиг.2 - то же, в положении сообщения входного и выходного каналов;

На фиг.3 показан разрез А-А на фиг.1;

На фиг.4 - то же разрез Б-Б на фиг.2;

На фиг.5 показан продольный разрез затвора с запорным элементом, выполненным в виде втулки, в положении разобщения входного и выходного каналов;

На фиг.6 - то же, в положении сообщения входного и выходного каналов;

На фиг.7 показан разрез В-В на фиг.5;

На фиг.8 - то же, разрез Г-Г на фиг.6;

На фиг.9 показан затвор, используемый в качестве шлюзового перегрузчика, в положении сообщения входного канала с внутренней полостью запорного элемента;

На фиг.10 - то же, в положении сообщения внутренней полости запорного элемента с выходным каналом;

На фиг.11-14 показано положение запорного элемента с пальцем в поперечной плоскости через каждые 90 градусов поворота опоры кривошипного механизма, начиная с положения в разрезе Д-Д на фиг.1.

Затвор содержит корпус 1 с входным каналом 2 и выходным каналом 3. В цилиндрической расточке корпуса 1 установлен запорный элемент 4 с возможностью разобщения входного 2 и выходного 3 каналов и выполненный в виде цилиндрического тела. С запорным элементом 4 связан приводной, например, кривошипный механизм, выполненный в виде вращающейся опоры 5, в которой эксцентрично относительно оси 6 вращения опоры 5 установлен сферический шарнир 7. В отверстии сферического шарнира 7 размещен посредством подшипника 8 палец 9, жестко закрепленный с запорным элементом 4. Ось 6 вращения опоры 5, установленной в подшипниках 10 корпуса 1, расположена под углом, например, перпендикулярно, к продольной оси 11 цилиндрического тела запорного элемента 4, а плоскость вращения шарнира 7 смещена относительно указанной оси 11.

Запорный элемент 4 может быть выполнен в виде сплошного цилиндрического тела с перепускным каналом 12, выполненным с возможностью соединения входного 2 и выходного 3 каналов (см. фиг.1-4).

Запорный элемент 4 может быть также выполнен в виде втулки 13 с внутренней полостью 14, а также впускным 15 и выпускным 16 окнами и перегородкой 17. Такое выполнение запорного элемента 4 позволяет использовать затвор в качестве шлюзового перегрузчика (см. фиг.5-10).

На чертежах показана установленная в корпусе 1 сменная гильза 18 с входным 19 и выходным 20 окнами, с внутренней поверхностью которой контактирует запорный элемент 4.

На чертежах также показаны уплотнения 21 (фиг.1), которые могут быть выполнены в виде цельных или разрезных колец.

Продольная ось 11 цилиндрического тела запорного элемента 4 может быть расположена под углом (например, прямым) к направлению движения перекрываемой среды по входному каналу 2.

Описываемый затвор работает следующим образом. Вращение опоры 5 вокруг оси 6 приводит в круговое движение палец 9, установленный в отверстии сферического шарнира 7. В результате запорный элемент 4, с которым жестко связан палец 9, совершает сложное возвратно-поступательное движение вдоль оси 11 и возвратно-вращательное движение вокруг указанной оси 11. В заданных точках положения запорного элемента 4 входной 2 и выходной 3 каналы сообщаются или разобщаются. При достаточно большом угле поворота запорного элемента 4 вокруг оси 11 возможно осуществить коммуникацию каналов как в средних положениях запорного элемента 4, так и в крайних положениях запорного элемента 4.

При использовании описываемого затвора в качестве шлюзового перегрузчика коммуникации располагают таким образом, что в момент соединения внутренней полости 14 запорного элемента 4 с входным каналом 2, выходной канал 3 не имеет связи с полостью 14 за счет перекрытия цилиндрической поверхностью втулки 13 выходных окон 20 гильзы 18 и, соответственно, выходного канала 3. Сообщение внутренней полости 14 с выходным каналом 3 осуществляется после запирания входных окон 19 гильзы 18 втулкой 13.

Сложное движение запорного элемента по криволинейной траектории позволяет избежать задиров уплотняемых поверхностей при попадании между ними твердых частиц. В затворах с прямолинейным или вращательным движением запорных элементов велика вероятность не только задиров поверхностей, нарушающих герметичность запираемой емкости, но и заклинивания запорного элемента. Это происходит из-за того, что твердая частица, создавшая царапину на поверхности, не имеет возможности выйти из образовавшейся выемки, и последующие перемещения запорного элемента «втирают» частицу в поверхность, разрушая и перегревая последнюю. В описываемом затворе сложные замкнутые траектории движения уплотняемых поверхностей способствуют выносу частиц из царапин, а главное - частицы перекатываются между уплотняемыми поверхностями, изменяя свою форму, постепенно приближающуюся к сферической, что приводит к существенному снижению потерь на трение в затворе.

Таким образом, заявленное изобретение позволяет значительно повысить надежность работы затвора, особенно, при запирании среды, содержащей взвеси, а также обеспечить длительный ресурс его работы, что позволяет сэкономить значительные средства в результате безостановочной работы технологического оборудования, в составе которого используется затвор. Кроме того, значительно уменьшаются затраты энергии на привод, при этом используется простейший привод запорного элемента, имеющий широкие возможности регулирования производительности оборудования.

Claims

1. Затвор, содержащий корпус с входным и выходным каналами, запорный элемент с приводным механизмом, установленный в корпусе с возможностью разобщения входного и выходного каналов и выполненный в виде цилиндрического тела, отличающийся тем, что приводной механизм выполнен в виде кривошипного или эксцентрикового механизма, шарнирно связанного с запорным элементом с возможностью сообщения ему как возвратно-поступательного перемещения в направлении продольной оси цилиндрического тела запорного элемента, так и возвратно-вращательного движения вокруг продольной оси цилиндрического тела, при этом плоскость вращения шарнира связи кривошипа с запорным элементом расположена со смещением относительно оси поворота цилиндрического тела, а ось вращения кривошипа или эксцентрика расположена под углом к продольной оси цилиндрического тела.

2. Затвор по п.1, отличающийся тем, что кривошипный механизм выполнен в виде установленной в корпусе посредством подшипников вращающейся опоры, в которой эксцентрично оси ее вращения установлен сферический шарнир, а также пальца, жестко связанного с запорным элементом и установленного посредством подшипника в отверстии сферического шарнира.

3. Затвор по п.1, отличающийся тем, что продольная ось цилиндрического тела запорного элемента расположена под углом к направлению движения перекрываемой среды, по меньшей мере, по входному каналу.