Патент на изобретение №2259465

(54) ЗАДВИЖКА ШИБЕРНО-ШТУЦЕРНАЯ

(57) Реферат:

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для герметизации трубопроводов в фонтанной арматуре. Обеспечивает расширение технологических функций задвижки. Сущность изобретения: задвижка содержит корпус с центральным отверстием в верхней части, продолговатой прямоугольной полостью, соосными каналами для потока жидкости и кольцевыми углублениями в зоне седел, расположенных в расточках соосных каналов и поджатых упругими элементами к шиберу. Задвижка также содержит привод со штурвалом, грундбуксу, шпиндель, проходящий через центральное отверстие в верхней части корпуса, уплотнение, вложенное в полость корпуса. Согласно изобретению задвижка выполнена составной из двух полукорпусов и корпуса с канавками под уплотнение из эластичного материала на боковых поверхностях по всему периметру. Продолговатая прямоугольная полость выполнена сквозной. Полость корпуса, в которую вложено уплотнение, выполнена с внутренней конусной поверхностью. В нижней части полукорпусов выполнены резьбовые отверстия с заглушками, образующими соосные каналы. Шибер имеет в нижней части поперечное отверстие со штуцером и в верхней части продольное резьбовое отверстие для соединения со шпинделем. 1 ил.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и предназначено для герметизации трубопроводов в фонтанной арматуре и другом оборудовании устья скважины и для регулирования подачи рабочей среды в пласты или коллектор.

В качестве запорного и регулирующего устройства известен кран шаровой со сменными дросселями – КШД 65×21, разработанный АК «Корвет», г. Курган [1].

Кран шаровой состоит из корпуса, соединенного с крышкой винтами, внутри размещен шар с боковым отверстием под сменный штуцер. На двух опорах в кольцевых расточках корпуса установлены подвижные седла, седла поджаты к шару тарельчатыми пружинами. Для замены штуцера при наличии давления в трубе в корпусе 1 выполнены боковые отверстия. Управление краном ручное, поворотом ручки на 90°. Недостаток – сложность в изготовлении.

Известна задвижка дисковая штуцерная ЗДШ 65-210 со сменными дросселями, разработанная ПКФ «Техновек», г. Воткинск [2].

Задвижка дисковая состоит из корпуса, двух полукорпусов, объединенных в одно целое шпильками, в кольцевых расточках полукорпусов установлены подпружиненные седла, в полости между полукорпусами и седлами находится диск-шибер с отверстием для сменных штуцеров. Для замены штуцера при наличии давления в трубе в полукорпусах выполнены отверстия, закрытые резьбовыми заглушками. Управление задвижкой ручное, поворотом ручки на 540°. Недостатками задвижки являются большие размеры и сложность в изготовлении.

Известна выбранная в качестве ближайшего аналога шиберная полнопроходная задвижка. [3]

Эта задвижка содержит цельный литой корпус с центральным отверстием в верхней части, продолговатой прямоугольной полостью, отверстиями, образующими соосные каналы для потока жидкости, и кольцевыми углублениями в зоне седел, расположенных в расточках соосных каналов и поджатых упругими элементами к шиберу, привод со штурвалом, грундбуксу, шпиндель, проходящий через центральное отверстие в верхней части корпуса, уплотнение, сложенное в полость корпуса.

Недостатком ближайшего аналога является сложная конструкция уплотнения шпинделя, и при открытии-закрытии задвижки корпус находится под высоким давлением жидкости. Ремонтопригодность задвижки данной конструкции низкая, т.е. приходится браковать седла и шибер.

Техническим результатом изобретения является расширение технологических функций задвижки, упрощение уплотнения шпинделя, улучшение ремонтопригодности задвижки и безопасность работ при ее обслуживании.

Указанный технический результат достигается тем, что задвижка, содержащая корпус с центральными отверстием в верхней части, канавками на боковых поверхностях по всему периметру под уплотнения из эластичного материала и продолговатой прямоугольной полостью, выполненной сквозной, два полукорпуса с отверстиями, образующими соосные каналы для потока, объединенные в составной корпус шпильками и гайками, шибер, имеющий внизу поперечное отверстие со штуцером, а вверху продольное резьбовое отверстие для соединения со шпинделем, проходящим через центральное отверстие в верхней части корпуса, уплотнение, вложенное в полость корпуса, которая имеет внутреннюю конусную поверхность, грундбуксу и привод со штурвалом, снабжена седлами, расположенными в расточках соосных каналов полукорпусов и поджатыми упругими элементами к шиберу. Полукорпуса имеют внизу резьбовые отверстия с заглушками, образующие с поперечным отверстием шибера, находящимся в нижнем положении, соосные каналы для удаления и установки штуцеров, а шибер и седла имеют геометрические размеры, при которых в процессе открытия и закрытия задвижки жидкость высокого давления в полость составного корпуса не попадает.

(Д н.с. – d в.с.)/2-dш 6 мм,

где Д н.с. – наружный диаметр седла;

d в.c. – внутренний диаметр седла;

d ш – диаметр штуцера.

Совокупность этих признаков обеспечивает достижение цели. Составной корпус обеспечивает высокую ремонтопригодность задвижки – седла, шибер и корпус можно перешлифовывать несколько раз.

Полость корпуса под уплотнение для шпинделя имеет внутреннюю конусную поверхность, что упрощает конструкцию уплотнения – в разрезе прямоугольник.

Отверстия в нижней зоне полукорпусов и шибера образуют соосные каналы для удаления и установки штуцеров при высоком давлении в магистрали – это расширяет технологические функции задвижки.

Из-за конструктивных особенностей седел, шибера и корпуса в полости составного корпуса отсутствует жидкость высокого давления – это делает работы по замене штуцеров безопасными.

На чертеже показан общий вид предлагаемой шиберно-штуцерной задвижки.

Задвижка содержит корпус 1 и два полукорпуса 2 с отверстиями, образующими соосные каналы 3 для потока, имеющие по краям сквозные отверстия, в которых установлены шпильки 4 с гайками 5, в центральной части корпуса 1 сквозная продолговатая прямоугольная полость 6, в которую вложен шибер 7, в верхней части отверстие 8 под шпиндель 9 и полость с внутренней конусной поверхностью 10 для уплотнений 11, на боковых поверхностях 12 по всему периметру канавки под уплотнение 13 из эластичного материала, а в зоне седел 14 кольцевые углубнения 15. Шибер 7 имеет в нижней части поперечное отверстие 16 со штуцером 17, а в верхней части продольное резьбовое отверстие 18 для соединения со шпинделем 9.

В кольцевые расточки соосных каналов полукорпусов 2 вставлены седла 14. поджатые упругими элементами 19 к шиберу 7. В полукорпусах 2 в нижней части выполнены резьбовые отверстия 20, образующие соосные каналы 21, в них установлены заглушки 22. Уплотнения 11 зажаты грундбуксой 23 с помощью болтов 24. Шпиндель 9 вращается приводом 25 со штурвалом 26.

Задвижка собирается следующим образом. Отдельно собирается привод 25 со шпинделем 9 и штурвалом 26. В полость 6 корпуса 1 вкладывают шибер 7, в полость с внутренней конусной поверхностью 10 вкладывают уплотнения 11. На шпиндель 9 надевают грундбуксу 23. Вводят резьбовой конец шпинделя 9 через уплотнения 11, отверстие 8 в полость 6 корпуса 1 и заворачивают его в шибер 7. Закрепляют привод 25 с помощью болтов к верхней части корпуса 1. В кольцевые расточки полукорпусов 2 вкладывают упругие элементы 19 и седла 14. В канавки на боковых поверхностях 12 корпуса 1 вкладывают уплотнения 13. Полукорпуса 2 в сборе прикладывают к боковым поверхностям 12 корпуса 1 в сборе, в сквозные соосные отверстия по краям полукорпусов 2 и корпуса 1 вставляют шпильки 4 и затягивают гайки 5, при этом из-за наличия кольцевых углублений 15 в корпусе 1 седла 14 прижимаются к шиберу 7. Грундбуксу 23 прижимают к уплотнениям 11 болтами 24. Вращая штурвал 26, перемещают шибер 7 в нижнее положение. В одно резьбовое отверстие 20 в нижней части полукорпуса 2 заворачивают заглушку 22, через другое вставляют штуцер 17 в отверстие 16 шибера 7 и заворачивают вторую заглушку 22 в другой полукорпус 2.

Предлагаемая конструкция задвижки, имеющая составной корпус, обеспечивает высокую ремонтопригодность изделия из-за возможности перешлифовывать седла 14, шибер 7 и корпус 1.

Полость корпуса 1 под уплотнение 11 имеет внутреннюю конусную поверхность 10. Это упрощает конструкцию уплотнения 11.

Резьбовые отверстия 20 в нижней зоне полукорпусов 2 и отверстие 16 шибера 7 образуют соосные каналы 21 для удаления и установки штуцеров 17 при высоком давлении в магистрали. Это расширяет технологические функции задвижек.

Конструктивные особенности седел 14, шибера 7 и корпуса 1 предотвращают попадание жидкости высокого давления в полость 6 составного корпуса, что делает работы по замене штуцеров 17 безопасными.

Предлагаемая конструкция задвижки может быть изготовлена и смонтирована в фонтанной арматуре теми же средствами, что и известные конструкции штуцерных задвижек и кранов. Это в совокупности с положительным эффектом свидетельствует о промышленной пригодности предлагаемого изобретения.

Источники информации

1. Кран шаровой со сменными дросселями Ду 2…18; Ру21 Руководство по эксплуатации. 7 АН.08.000 РЭ.

2. Задвижка стальная дисковая ЗД 65-210 РЭ; ЗДШ 65-210 РЭ; ЗД 65-80 РЭ, Руководство по эксплуатации.

3. RU 2047732 С1 (Андрианов С.В.), 10.11.1995.

Формула изобретения

Задвижка, содержащая корпус с центральным отверстием в верхней части, продолговатой прямоугольной полостью, соосными каналами для потока жидкости и кольцевыми углублениями в зоне седел, расположенных в расточках соосных каналов и поджатых упругими элементами к шиберу, привод со штурвалом, грундбуксу, шпиндель, проходящий через центральное отверстие в верхней части корпуса, уплотнение, вложенное в полость корпуса, отличающаяся тем, что задвижка выполнена составной из двух полукорпусов и корпуса с канавками под уплотнение из эластичного материала на боковых поверхностях по всему периметру, продолговатая прямоугольная полость выполнена сквозной, полость корпуса в которую вложено уплотнение – с внутренней конусной поверхностью, в нижней части полукорпусов выполнены резьбовые отверстия с заглушками, образующими соосные каналы, шибер имеет в нижней части поперечное отверстие со штуцером и в верхней части продольное резьбовое отверстие для соединения со шпинделем, а геометрические размеры седла и шибера находятся в следующей зависимости:

где D_н.с – наружный диаметр седла;

d_в.с – внутренний диаметр седла;

d_ш – диаметр штуцера.

РИСУНКИ