RU2767437C1 - Быстродействующий затвор - Google Patents
Быстродействующий затвор Download PDFInfo
- Publication number
- RU2767437C1 RU2767437C1 RU2021110744A RU2021110744A RU2767437C1 RU 2767437 C1 RU2767437 C1 RU 2767437C1 RU 2021110744 A RU2021110744 A RU 2021110744A RU 2021110744 A RU2021110744 A RU 2021110744A RU 2767437 C1 RU2767437 C1 RU 2767437C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hole
- pipeline
- damper
- groove
- shutter
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K17/00—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves
- F16K17/36—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves actuated in consequence of extraneous circumstances, e.g. shock, change of position
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K17/00—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves
- F16K17/40—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves with a fracturing member, e.g. fracturing diaphragm, glass, fusible joint
- F16K17/406—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves with a fracturing member, e.g. fracturing diaphragm, glass, fusible joint the fracturing member being a generally elongated member, e.g. rod or wire, which is directly connected to a movable valve member, the breaking or buckling of the elongated member allowing the valve member to move to a closed or open position
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области взрывных работ, защиты окружающей среды от взрывного воздействия и разработки технических устройств для локализации продуктов взрыва. Быстродействующий затвор содержит корпус с проходным отверстием под трубопровод и заслонку, связанную с взрывным приводом и установленную в паз корпуса с возможностью поступательного перемещения перпендикулярно оси трубопровода. Заслонка выполнена в виде пластины с высоким классом чистоты поверхности и имеет сквозное отверстие, соответствующее по размеру проходному отверстию корпуса. Заслонка введена в паз между уплотнительными элементами, размещенными в выполненных со стороны паза кольцевых концентрично проходному отверстию проточках, при условии соосности отверстия заслонки с проходным отверстием корпуса. Кромка пластины имеет фигурный фланец, обращенный к взрывному приводу, помещенному в сообщающуюся с пазом полость, сформированную внутри корпуса или вне его. Изобретение направлено на повышение надежности герметичного перекрытия трубопровода с высоким быстродействием. 2 ил.
Description
Изобретение относится к области взрывных работ, защиты окружающей среды от взрывного воздействия и разработки технических устройств для локализации продуктов взрыва. Преимущественная область использования затвора - быстрое перекрытие трубопроводов, соединяющих, например, взрывные испытательные комплексы с внешней средой для исключения попадания продуктов взрыва, либо радиоактивных аэрозолей разрушенного образца во внешнюю среду.
Известен быстродействующий затвор [патент РФ №2023925 С1, МПК F16K 13/02, опубликован 30.11.1994], содержащий кожух, в котором установлены трубопровод с седлом и поворотная дисковая заслонка. Заслонка снабжена взрывным приводом и закреплена на трубопроводе при помощи рычагов. На наружной поверхности трубопровода, в зоне седла, установлен заряд взрывчатого вещества (ВВ) с системой инициирования, а на заслонке закреплен накольник, инициирующий детонацию заряда ВВ при соприкосновении заслонки с торцом седла, за счет чего деформируется стенка трубопровода, обжимающая заслонку, обеспечивая при этом герметичность перекрытия.
Недостатком известного затвора является достаточно большое время перекрытия трубопровода заданного диаметра, связанное с применением в конструкции затвора поворотной дисковой заслонки, которая двигается по дуге, не являющейся кратчайшей траекторией (не рациональная траектория), и наличием в затворе нескольких последовательно срабатывающих и взаимодействующих между собой узлов, что, кроме того, приводит к усложнению устройства и понижению его надежности.
Известен быстродействующий затвор [патент РФ на полезную модель №143275, МПК F16K 13/00,опуб. 20.07.2017 бюл. №20], содержащий корпус с проходным отверстием под трубопровод и заслонку, связанную с взрывным приводом и установленную в паз корпуса с возможностью поступательного перемещения перпендикулярно оси трубопровода. В данном устройстве имеется седло, выполненное в виде двух клиновых пластин, закрепленных в корпусе и выполненных из материала менее жесткого, чем материал корпуса. Заслонка при этом выполнена в виде клина и соединена с приводом через стальной цилиндрический толкатель. Корпус выполнен составным, для обеспечения герметичности и исключения выхода загрязнения за его пределы в корпусе установлены уплотнительные элементы в стыках частей корпуса. Данный затвор принят за прототип.
В отличие от предыдущего аналога повышение быстродействия по перекрытию трубопровода в прототипе достигается за счет сокращения пройденного пути заслонкой, установленной с возможностью поступательного перемещения перпендикулярно оси трубопровода. А надежность герметичного перекрытия трубопровода обеспечивается применением клиновидной формы в конструкции заслонки и седла, а также выполнением седла из менее жесткого материала, чем корпус.
Однако недостатком прототипа является относительно низкая надежность герметизации отверстия трубопровода (корпуса) после перекрытия его заслонкой. Герметизация в прототипе осуществляется за счет сил трения и деформации пластин седла (они выполнены из менее жесткого материала). Когда заслонка под давлением продуктов взрыва срабатывает, происходит расплющивание пластин седла с одновременным прижимом их к корпусу. Плотность прижатия должна обеспечить герметичность перекрытия. Такой способ не гарантирует надежную герметизацию, т.к. могут образовываться задиры металла, смятие, а при высоком давлении газообразных продуктов взрыва, содержащих аэрозоли высокотоксичных продуктов, такой затвор не надежен. В случае неплотного перекрытия отверстия трубопровода, аэрозоли могут попасть во внутреннюю полость (паз) корпуса и в трубопровод за заслонкой, что является недопустимым.
Другим недостатком является недостаточное быстродействие перекрытия. К этому относится действие высокого давления газового потока на торец заслонки, которое препятствует движению заслонки при срабатывании, выталкивая ее, а также действие сил трения, возникающих при движении заслонки между пластинами седла, расклинивая (сминая) их. Кроме этого, снижение быстродействия связано с применением в устройстве толкателя заслонки, который увеличивает вес, величину хода передвигаемой заслонки и создает дополнительные трущиеся поверхности. Повысить быстродействие в прототипе возможно за счет повышения массы заряда ВВ, но в этом случае возникает вопрос обеспечения безопасности и повышения прочности конструкции. Кроме этого в прототипе используют подрыв «открытого» ВВ, что приводит к потере энергии взрыва и разрушительно воздействует на окружающую среду, т.е. отрицательно влияет на безопасность проводимой операции перекрытия трубопровода.
Решаемой технической задачей является разработка затвора, способного обеспечить надежное герметичное перекрытие трубопровода с высоким быстродействием.
Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, заключается в повышении надежности герметичного перекрытия трубопровода с высоким быстродействием.
Технический результат достигается тем, что быстродействующий затвор, содержащий корпус с проходным отверстием под трубопровод и заслонку, связанную с взрывным приводом и установленную в паз корпуса с возможностью поступательного перемещения перпендикулярно оси трубопровода, согласно изобретению заслонка выполнена в виде пластины с высоким классом чистоты поверхности и имеет сквозное отверстие, соответствующее по размеру проходному отверстию корпуса, причем заслонка введена в паз между уплотнительными элементами, размещенными в выполненных со стороны паза кольцевых проточках концентрично проходному отверстию, при условии соосности отверстия заслонки с проходным отверстием корпуса, а кромка пластины имеет фигурный фланец, обращенный к взрывному приводу, помещенному в сообщающуюся с пазом полость, сформированную внутри корпуса или вне его.
Выполнение заслонки со сквозным отверстием, соответствующим по размеру (диаметру) проходному отверстию корпуса, а также введение заслонки в паз при условии соосности отверстия заслонки с проходным отверстием корпуса, дает возможность с обеспечением герметичности проходного отверстия точно позиционировать (соосно отверстию трубопровода) заслонку в пазу корпуса в исходном положении затвора (до перекрытия трубопровода), обеспечив свободное прохождение рабочей среды по трубопроводу через затвор. Кроме этого в заявляемом затворе на заслонку, установленную соосно своим отверстием с отверстием корпуса, давление действует равномерно по кольцевой поверхности ее отверстия, что существенно снижает усилие для ее перемещения, положительно влияя на быстродействие.
Выполнение заслонки в виде пластины с высоким классом чистоты поверхности и введение заслонки в паз между уплотнительными элементами, размещенными в выполненных со стороны паза кольцевых концентрично проходному отверстию проточках, обеспечивает герметичность затвора как в открытом положении трубопровода, так и после срабатывания затвора, а также обеспечивает быстродействие затвора по перекрытию трубопровода за счет малых сил трения при скольжении заслонки между уплотнительными кольцами (поверхность заслонки имеет шероховатость близкую к полировке, на уплотнительные кольца нанесена смазка), что существенно снижает усилия для ее перемещения по пазу корпуса.
Выполнение пластины, кромка которой имеет фигурный фланец, обращенный к взрывному приводу, помещенному в сообщающуюся с пазом полость, сформированную внутри корпуса или вне его, повышает быстродействие затвора за счет прямого воздействия продуктов взрыва на фигурный фланец заслонки, позволяет снизить потери энергии взрыва и повысить мощность нагружающего импульса на перемещение заслонки, позволяет направить энергию взрыва непосредственно на перемещение заслонки, снижая потери, в отличии от прототипа, где для перемещения заслонки использован дополнительный элемент - связанный с взрывным приводом стальной цилиндрический толкатель. А также повысить безопасность выполняемой операции перекрытия за счет исключения возможности разлета продуктов взрыва в окружающую среду.
Выполнение пластины с кромкой в виде фигурного фланца обеспечивает заклинивание заслонки за счет пластического деформировании фланца от действия продуктов взрыва и исключает возможность возникновения ее отскока, гарантируя надежность герметичного перекрытия трубопровода.
Таким образом, совокупность всех изложенных выше признаков создает условия повышения надежности герметичного перекрытия трубопровода с высоким быстродействием.
Наличие в заявляемом изобретении признаков, отличающих его от прототипа, позволяет считать его соответствующим условию «новизна».
Новые признаки, которые содержит отличительная часть формулы изобретения, не выявлены в технических решениях аналогичного назначения. На этом основании можно сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения условию «изобретательский уровень».
Изобретение иллюстрируется чертежами:
на фиг. 1 представлена схема быстродействующего затвора в исходном положении;
на фиг. 2 представлена схема быстродействующего затвора после срабатывания.
Устройство выполнено следующим образом.
Быстродействующий затвор (фиг. 1-2) содержит разъемный стальной корпус, состоящий из двух частей 1, 2, в которых выполнено проходное отверстие 3 для входного и выходного патрубков трубопровода (не показано). Части 1, 2 корпуса соединены между собой с образованием паза 4, в который установлена связанная с взрывным приводом 5 заслонка 6 с возможностью поступательного перемещения перпендикулярно оси трубопровода. Заслонка 6 выполнена в виде пластины с высоким классом чистоты поверхности и имеет сквозное отверстие 7, диаметр которого соответствует диаметру проходного отверстия 3 корпуса. Заслонка 6 введена в паз 4 между двумя парами уплотнительных колец 8, размещенных в выполненных со стороны паза 4 кольцевых концентрично проходному отверстию 3 проточках, при условии соосности отверстий 3 и 7. Кромка пластины 6 имеет фигурный фланец 9 в виде, например, ласточкиного хвоста. Пластина 6 установлена в паз 4 так, что фланцем 9 обращена к взрывному приводу 5 с зарядом ВВ, помещенному в полость 10, сообщающуюся с пазом 4 для осуществления прямого воздействия на указанный фланец. Полость 10 может быть сформирована, например, как в самом корпусе, так и в скрепленном с корпусом отдельном корпусе 11.
Устройство работает следующим образом.
Быстродействующий затвор приводится в действие за счет энергии, выделяющейся при детонации заряда ВВ, размещенного в сформированной внутри корпуса полости 10. Нагружающий импульс передается заслонке 6. В результате чего заслонка 6 быстро набирает скорость, перемещается между уплотнительными кольцами 8 и надежно герметично перекрывает проходное отверстие 3. Перемещение заслонки 6 сопровождается пластической деформацией фигурного фланца 9, которая позволяет фиксировать заслонку 6 в пазу 4, исключая возможность возникновения обратного движения (отскока). При этом отверстие 7 заслонки, соответствующее проходному отверстию 3 корпуса, смещается на расстояние, большее диаметра отверстия 3, надежно и герметично перекрывая отверстие 3, при этом заслонка 6 остается обжатой кольцами 8. Степень обжатия кольцевых уплотнений 8 соответствует 15-30%. Величина поджатая тела заслонки 6 уплотнительными элементами 8 и стопорение ее в пазу 4 корпуса обеспечивают надежную герметизацию при перекрытии затвора.
Итак, повышение быстродействия затвора по перекрытию трубопровода достигается за счет малых сил трения при скольжении платины 6 между уплотнительными кольцами 8, перемещаясь по пазу 4 корпуса. Скорость перемещения заслонки 6 при перекрытии трубопровода зависит от величины давления газового потока в нем. В заявляемом затворе на заслонку 6, установленную соосно своим отверстием 7 с отверстием 3 корпуса, давление действует равномерно по кольцевой поверхности отверстия 7, что существенно снижает усилие для ее перемещения. Размещение заряда ВВ в полости 10 взрывного привода, совмещенной с пазом 4 корпуса затвора с возможностью прямого воздействия на фигурный фланец 9 заслонки, позволяет снизить потери энергии взрыва и повысить мощность нагружающего импульса на перемещение заслонки 6, а также повысить безопасность выполняемой операции перекрытия за счет исключения возможности разлета продуктов взрыва в окружающую среду. Надежность герметичного перекрытия трубопровода обеспечивается высоким классом чистоты поверхности (низкой шероховатостью) заслонки 6, применением уплотнительных элементов 8, установленных в кольцевых проточках корпуса, а также точностью позиционирования отверстия 7 заслонки относительно проходного отверстия 3 корпуса затвора в исходном и закрытом положениях заслонки. Заслонка 6, отверстие 7 которой в исходном положении установлено соосно проходному отверстию 3 корпуса, обеспечивает прохождение газового потока по трубопровду, исключая проникновение токсичных аэрозолей за его пределы, за счет герметизации (поджатия) контактных поверхностей с обеих сторон заслонки 6 и корпуса уплотнительными элементами 8. Перемещение заслонки 6 по пазу 4 корпуса затвора в конечное положение осуществляется при постоянном поджатом контакте тела заслонки 6 уплотнительными элементами 8. Высокое качество поверхности заслонки 6 повышает герметизирующую способность элементов уплотнения 8.
На предприятии были проведены испытания опытных образцов быстродействующего затвора. При диаметре перекрываемого канала ~50 мм и массе заряда ВВ ~12 г время перекрытия составило ~1,5 мс. Герметичность перекрытия подтверждена методиками и средствами регистрации, используемыми на предприятии.
Представленные сведения свидетельствуют о выполнении заявляемого изобретения при использовании следующей совокупности условий:
- заявляемый быстродействующий затвор относится к области взрывных работ, защиты окружающей среды от взрывного воздействия и разработки технических устройств для локализации продуктов взрыва;
- заявляемый быстродействующий затвор при использовании способен обеспечить повышение надежности герметичного перекрытия трубопровода с высоким быстродействием;
- для заявляемого устройства в том виде, в котором оно охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке и известных до даты приоритета средств.
Следовательно заявленный быстродействующий затвор соответствует условию «промышленная применимость».
Claims (1)
- Быстродействующий затвор, содержащий корпус с проходным отверстием под трубопровод и заслонку, связанную с взрывным приводом и установленную в паз корпуса с возможностью поступательного перемещения перпендикулярно оси трубопровода, отличающийся тем, что заслонка выполнена в виде пластины с высоким классом чистоты поверхности и имеет сквозное отверстие, соответствующее по размеру проходному отверстию корпуса, причем заслонка введена в паз между уплотнительными элементами, размещенными в выполненных со стороны паза кольцевых концентрично проходному отверстию проточках, при условии соосности отверстия заслонки с проходным отверстием корпуса, кромка пластины имеет фигурный фланец, обращенный к взрывному приводу, помещенному в сообщающуюся с пазом полость, сформированную внутри корпуса или вне его.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021110744A RU2767437C1 (ru) | 2021-04-15 | 2021-04-15 | Быстродействующий затвор |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021110744A RU2767437C1 (ru) | 2021-04-15 | 2021-04-15 | Быстродействующий затвор |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2767437C1 true RU2767437C1 (ru) | 2022-03-17 |
Family
ID=80737243
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021110744A RU2767437C1 (ru) | 2021-04-15 | 2021-04-15 | Быстродействующий затвор |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2767437C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU216854U1 (ru) * | 2022-08-22 | 2023-03-03 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Противоосколочный взрывной затвор |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2023925C1 (ru) * | 1991-05-05 | 1994-11-30 | Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики | Быстродействующий затвор |
RU2220349C2 (ru) * | 2001-10-31 | 2003-12-27 | Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Экспериментальной Физики | Отсечной клапан |
US7562673B1 (en) * | 2005-04-25 | 2009-07-21 | Martin James B | Automatic flow shut-off system |
RU143275U1 (ru) * | 2014-01-23 | 2014-07-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Быстродействующий затвор |
DE102016218684A1 (de) * | 2016-09-28 | 2018-03-29 | Arianegroup Gmbh | Ventil zum Schließen einer Fluidleitung |
JP2020019436A (ja) * | 2018-08-02 | 2020-02-06 | 藤倉航装株式会社 | 膨張装置、及び、浮揚体ユニット |
-
2021
- 2021-04-15 RU RU2021110744A patent/RU2767437C1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2023925C1 (ru) * | 1991-05-05 | 1994-11-30 | Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики | Быстродействующий затвор |
RU2220349C2 (ru) * | 2001-10-31 | 2003-12-27 | Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Экспериментальной Физики | Отсечной клапан |
US7562673B1 (en) * | 2005-04-25 | 2009-07-21 | Martin James B | Automatic flow shut-off system |
RU143275U1 (ru) * | 2014-01-23 | 2014-07-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Быстродействующий затвор |
DE102016218684A1 (de) * | 2016-09-28 | 2018-03-29 | Arianegroup Gmbh | Ventil zum Schließen einer Fluidleitung |
JP2020019436A (ja) * | 2018-08-02 | 2020-02-06 | 藤倉航装株式会社 | 膨張装置、及び、浮揚体ユニット |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU216854U1 (ru) * | 2022-08-22 | 2023-03-03 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Противоосколочный взрывной затвор |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2612241C2 (ru) | Поступательно-поворотные приводные клапаны для поршневых компрессоров и относящиеся к ним способы | |
RU2659429C2 (ru) | Высокотемпературные уплотнения для использования в поворотных клапанах | |
RU2767437C1 (ru) | Быстродействующий затвор | |
KR20180137576A (ko) | 부단류하에서의 버터플라이 밸브의 삽입 | |
KR20110021773A (ko) | 이퀄라이저 포트를 갖는 게이트 밸브 | |
RU2672223C2 (ru) | Узлы уплотнения, применяемые в жидкостных клапанах | |
RU143275U1 (ru) | Быстродействующий затвор | |
RU2626873C2 (ru) | Уплотнительный элемент для трубопроводной арматуры | |
CN210218749U (zh) | 一种弹簧补偿式活动阀座旋塞阀 | |
KR20180029714A (ko) | 직각 밸브 | |
JPH0821535A (ja) | 高気密メタルシートダンパ | |
KR200413325Y1 (ko) | 도어용 완충 힌지장치 | |
RU2232330C2 (ru) | Предохранительно-запорный клапан и клапанный затвор | |
RU2535815C1 (ru) | Задвижка | |
RU2459128C1 (ru) | Затвор пневмоклапана | |
RU2421647C1 (ru) | Клапан высокого давления | |
CN111579749A (zh) | 一种煤与瓦斯突出的动力诱发实验装置与方法 | |
RU2622145C1 (ru) | Обратный клапан | |
US20070007484A1 (en) | Sliding valve, in particular quick-acting sliding valve for an explosion protection shut-off device | |
RU28522U1 (ru) | Предохранительно-запорный клапан и клапанный затвор | |
SU909393A1 (ru) | Запорное устройство | |
GB2586598A (en) | Dynamic control valve | |
RU202277U1 (ru) | Задвижка | |
RU122738U1 (ru) | Кран эксцентриковый | |
UA62875A (en) | Slider with wedge-parallel gate and safety pallet |