Область техники

Изобретение относится к устройствам запорной арматуры и предназначено для открытия и закрытия потока текучей среды в трубопроводе. Оно может быть использовано в промышленности и в быту.

Предшествующий уровень техники

Ближайшим аналогом заявленного технического решения является задвижка для текучей среды, описанная в патенте US4013423, дата подачи 24.10.1974. Устройство состоит из корпуса и запорного элемента, выполненного с возможностью открывать и закрывать поток текучей среды между патрубками корпуса. Недостатком известной задвижки является большое усилие привода при открытии и высокая вероятность заклинивания запорного элемента в корпусе при открытии, то есть низкая надёжность задвижки вследствие накопления в корпусе песка, смолистых отложений, солей, окислов и тому подобных субстанций, а также возможных перекосов корпуса

Раскрытие изобретения

Таким образом, техническая задача, на решение которой направлено настоящее техническое решение, состоит в устранении вышеотмеченных недостатков. Положительный эффект, достигаемый при реализации изобретения, заключается в уменьшении усилия привода при открытии задвижки и повышении надежности работы задвижки для текучей среды.

Для решения поставленной технической задачи с достижением положительного эффекта изменена конструкция известного устройства. В конструкцию известной задвижки для текучей среды дополнительно введён вибратор, который закреплён на корпусе и выполнен с возможностью создания механических колебаний запорного элемента.

При необходимости открыть задвижку для текучей среды запорный элемент приводят в движение приводом задвижки. Однако вследствие накопления в корпусе песка, смолистых отложений, солей, окислов и тому подобных субстанций, а также возможных перекосов корпуса сила привода задвижки может оказаться меньше, чем сила трения запорного элемента о корпус. В таком случае наступает заклинивание задвижки. Однако работающий вибратор, закреплённый на корпусе, благодаря создаваемым механическим колебаниям существенно уменьшает- силу трения запорного элемента о корпус, в результате чего появляется возможность открыть задвижку для текучей среды.

За счет новой конструкции устройства удаётся уменьшить усилие привода при открытии и уменьшить вероятность заклинивания запорного элемента в корпусе при открытии задвижки для текучей среды.

Описание фигур чертежей

Указанные преимущества изобретения, а также его особенности поясняются лучшими вариантами выполнения со ссыпками на чертежи.

Фиг. 1 изображает продольный разрез задвижки для текучей среды в закрытом состоянии. В качестве запорного элемента применён параллельный затвор. В качестве вибратора применён пьезоактуатор.

Фиг. 2 изображает продольный разрез задвижки для текучей среды в закрытом состоянии. В качестве запорного элемента применён клин. В качестве вибратора применён магнитострикционный вибратор.

Фиг. 3 изображает поперечный разрез задвижки для текучей среды в закрытом состоянии. В качестве вибратора применён электродвигатель вращения с эксцентриковым грузом на валу.

Лучший вариант осуществления изобретения

Задвижка для текучей среды, изображённая на фиг.1 , содержит корпус I с патрубками 2 и 3 и запорный элемент в виде параллельного затвора 4. Параллельный затвор 4 выполнен с возможностью открывать и закрывать поток текучей среды между патрубками 2 и 3 корпуса 1. Вибратор выполненный в виде пьезоактуатора 5 с закреплённым на нём грузом 6, закреплён на корпусе 1 в средней его части. Пьезоактуатор 5 выполнен с возможностью создания механических колебаний корпуса 1. Пьезоактуатор 5 соединён проводами 7 с источником электрических колебаний 8.

Пьезоактуатор 5 может быть применён на корпусе задвижки шиберного типа. Вместо параллельного затвора 4 в такой задвижке в качестве запорного элемента применяют шибер.

Вместо пьезоактюатора 5 в устройстве может быть применён вибратор, состоящий из гидроцилиндра, закреплённого на корпусе 1. Гидроцилиндр трубопроводом соединён с источником гидравлических колебаний. Гидроцилиндр выполнен с возможностью создания механических колебаний корпуса 1.

Задвижка для текучей среды, изображённая на фиг.2, содержит корпус 1 с патрубками 2 и 3 и запорный элемент в виде клина 9. Клин 9 выполнен с возможностью открывать и закрывать поток текучей среды между патрубками 2 и 3 корпуса 1. Магнитострикционный вибратор, изображённый в неразрезанном виде, состоит из магнитострикционного сердечника 10, закреплённого на внутренней части корпуса; на магнитострикционном сердечнике 10 размещена катушка индуктивности 11. Катушка индуктивности 11 проводами 7 соединена с источником электрических колебаний 8. На магнитострикционном сердечнике 10 закреплён груз 12. Магнитострикционный вибратор выполнен с возможностью создания механических колебаний корпуса 1.

Задвижка для текучей среды, изображённая на фиг.З, содержит корпус 1 и запорный элемент в виде клина 9. Клин 9 выполнен с возможностью открывать и закрывать поток текучей среды между патрубками корпуса 1. Вибратор выполнен в виде электродвигателя вращения 13 с эксцентриковым грузом 14 на валу. Электродвигатель вращения 13 с эксцентриковым грузом 14 закреплён на внешней части корпуса 1, и выполнен с возможностью создания механических колебаний корпуса 1. Электродвигатель вращения 13 соединён проводами 7 с источником электропитания 15.

Устройство работает следующим образом.

Параллельный затвор 4 задвижки для текучей среды, изображённой на фиг.1, не позволяет потоку текучей среды двигаться внутри корпуса 1 от патрубка 2 к патрубку 3 или наоборот, от патрубка 3 к патрубку 2. При необходимости соединить между собой патрубки 2 и 3 привод задвижки должен переместить параллельный затвор 4 в направлении стрелки в положение, обеспечивающее потоку текучей среды возможность сквозного движения внутри корпуса 1. Однако вследствие накопления в корпусе 1 песка, смолистых отложений, солей, окислов и тому подобных субстанций, а также возможных перекосов корпуса 1 сила привода задвижки может оказаться меньше, чем сила трения параллельного затвора 4 о корпус 1. В таком случае наступает заклинивание задвижки.

К пьезоакпоатору 5, закреплённому на корпусе 1, по проводам 7 поступают электрические колебания от источника электрических колебаний 8. Вследствие этого пьезоактюатор 5 генерирует механические колебания (вибрацию) и передаёт их на корпус 1. Груз 6 благодаря своей инерционности усиливает амплитуду колебаний, создаваемых пьезоактюатором 5. Благодаря создаваемым механическим колебаниям корпуса 1 существенно уменьшается сила трения между ним и параллельным затвором 4. В результате привод задвижки преодолевает силу трения, задвижка открывается, то есть параллельный затвор 4 перемещается в нужное положение в направлении стрелки, гидравлически соединяя между собой патрубки 2 и 3.

В устройстве, где применён вибратор, состоящий из гидроцилиндра, закреплённого на запорном элементе, к гидроцилиндру по трубопроводу поступают гидравлические колебания от источника гидравлических колебаний. Вследствие этого гидроцилиндр создаёт механические колебания корпуса (вибрацию), благодаря которым существенно уменьшается сила трения между корпусом 1 и запорным элементом. В результате задвижка открывается.

Клин 9 задвижки, изображённой на фиг.2, не позволяет потоку текучей среды двигаться внутри корпуса 1 от патрубка 2 к патрубку 3 или наоборот, от патрубка 3 к патрубку 2. При необходимости соединить между собой патрубки 2 и 3 привод задвижки должен переместить клин 9 в направлении стрелки в положение, обеспечивающее потоку текучей среды возможность сквозного движения внутри корпуса 1 между патрубками 2 и 3. Однако вследствие накопления в корпусе 1 песка, смолистых отложений, солей, окислов и тому подобных субстанций, а также возможных перекосов корпуса 1 сила привода задвижки может оказаться меньше, чем сила трения клина 9 о корпус 1. В таком случае наступает заклинивание задвижки.

К катушке индуктивности 11 , размещённой на магнитострикционном сердечнике 10, по проводам 7 поступают электрические колебания от источника электрических колебаний 8. Вследствие этого магнитострикционный сердечник 10, закреплённый на корпусе 1, генерирует механические колебания (вибрацию) и передаёт их на корпус 1. Груз 12 благодаря своей инерционности усиливает амплитуду вызванных колебаний. В результате привод задвижки преодолевает силу трения, задвижка открывается, то есть клин 9 перемещается в направлении стрелки в нужное положение, гидравлически соединяя между собой патрубки 2 и 3.

Клин 9 задвижки, изображённой на фиг.З, не позволяет потоку текучей среды двигаться внутри корпуса 1 от входного патрубка к выходному. При необходимости соединить между собой патрубки привод задвижки должен переместить клин 9 в направлении стрелки в положение, обеспечивающее потоку текучей среды возможность сквозного движения внутри корпуса 1 между патрубками. Однако вследствие накопления в корпусе 1 песка, смолистых отложений, солей, окислов и тому подобных субстанций, а также возможных перекосов корпуса 1 сила привода задвижки может оказаться меньше, чем сила трения клина 9 о корпус 1. В таком случае наступает заклинивание задвижки.

К электродвигателю вращения 13, закреплённому на корпусе, по проводам 7 поступает электропитание от источника электропитания 15. Вследствие этого электродвигатель вращения 13 вращает эксцентриковый груз 14, который, в свою очередь, вызывает механические колебания корпуса 1 (вибрацию).

Благодаря создаваемым механическим колебаниям корпуса 1 существенно уменьшается сила трения между ним и клином 9. В результате привод задвижки преодолевает силу трения, задвижка открывается, то есть клин 9 перемещается в нужное положение, гидравлически соединяя между собой патрубки корпуса 1.

Использование в промышленности

Наиболее успешно заявленное устройство может быть использовано в промышленности в системах трубопроводного транспорта и в быту.

Изобретение было раскрыто выше со ссылкой на конкретные варианты его осуществления. Для специалистов могут быть очевидны и иные варианты осуществления изобретения, не меняющие его сущности, как она раскрыта в настоящем описании. Соответственно, изобретение следует считать ограниченным по объему только нижеследующей формулой изобретения.