Патент на изобретение №2313023

(54) ЗАПОРНО-РЕГУЛИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

(57) Реферат:

Изобретение относится к трубопроводной арматуре, к отключающим устройствам с запорным элементом и предназначено для установки на технологических линиях газовых промыслов. В корпусе запорно-регулирующего устройства с проходным каналом и отверстием в седле установлены шибер с уплотнительной поверхностью и отверстием, соединенный со штоком привода, и запорный орган. Последний выполнен в виде шаровой пробки, расположенной в отверстии шибера. На шпинделе шаровой пробки установлен рычаг с пальцем. В корпусе размещен упор с пазом, расположенный с возможностью взаимодействия пальца рычага шпинделя с указанным пазом. На шибере со стороны штока расположен запорный клапан, перекрывающий проход среды из проходного канала в отверстие шибера за запорным органом и установленный с возможностью взаимодействия со штоком при открытии. Изобретение направлено на повышение надежности работы, обеспечение ремонтопригодности и увеличение долговечности запорно-регулирующего устройства. 3 ил.

Изобретение относится к трубопроводной арматуре, а именно к отключающим устройствам с запорным элементом, совершающим скользящее движение вдоль седловой поверхности между впускным и выпускным каналами, и может быть использовано для установки на технологических линиях газовых промыслов для перекрытия и регулирования потока транспортируемой среды.

Известно запорно-регулирующее устройство, в корпусе которого с проходным отверстием в седле установлены плоский шибер с уплотнительными поверхностями и отверстием и поворотный запорный элемент, фиксируемый в открытом положении, установленный вне зоны проходного отверстия, а уплотнительные поверхности шибера и седла герметизированы на всем диапазоне регулирования (а.с. №785579, 3МПК F16К 3/00, приоритет от 17.10.75 г.).

Недостатком этого запорно-регулирующего устройства является использование двух приводов для запирания и регулирования транспортируемой среды, что усложняет конструкцию, управление и снижает надежность работы устройства.

Известно запорно-регулирующее устройство, в корпусе которого с проходным отверстием в седле установлены плоский шибер с уплотнительными поверхностями и отверстием, соединенный со штоком привода, и поворотный запорный элемент, фиксируемый в открытом положении, установленный вне зоны проходного отверстия, а уплотнительные поверхности шибера и седла герметизированы на всем диапазоне регулирования. Шток снабжен охватывающей его ступенчатой втулкой, установленной с возможностью осевого перемещения и фиксации ее в крайних положениях, причем на ступени меньшего диаметра выполнен паз, а поворотный запорный элемент установлен с возможностью взаимодействия с указанным пазом (а.с. №1203295, 4МПК F16К 3/00, приоритет от 05.07.84 г.)

Недостатком устройства является его низкая надежность, обусловленная наличием жесткой связи между штоком, ступенчатой втулкой, поворотным запорным элементом и плоским шибером, что при закрытии устройства приводит к значительным усилиям на поворотный запорный элемент со стороны штока, передаваемым через ступенчатую втулку, что приводит к повышенному износу, а также поломке поворотного запорного элемента и делает невозможным герметичное перекрытие потока.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков, выбранным в качестве прототипа, является запорно-регулирующее устройство, в корпусе которого с проходным каналом и отверстием в седле установлены плоский шибер с уплотнительной поверхностью и отверстием, соединенный со штоком привода, и поворотный запорный орган, состоящий из двух сопряженных друг с другом заслонок, одна из которых глухая, а другая – разгрузочная с отверстием, расположенный на оси вне зоны проходного канала и фиксируемый в открытом положении, при этом шток снабжен охватывающей его ступенчатой втулкой, установленной с возможностью осевого перемещения и фиксации ее в крайних положениях, причем на ступени меньшего диаметра выполнен паз, а поворотный запорный орган установлен с возможностью взаимодействия с указанным пазом, при этом глухая заслонка выполнена в виде вильчатого рычага, а паз на ступенчатой втулке выполнен сквозным и расположен на торцевой поверхности, причем на штоке привода со стороны шибера выполнены выступы с возможностью взаимодействия с вильчатым рычагом, а сам шток привода выполнен составным из собственно штока и дополнительного штока, соединенных через упругий элемент (патент РФ №2238466, 7МПК F16К 3/02, приоритет от 23.10.2002 г.).

Недостатком устройства является сложность конструкции, снижающая надежность работы устройства.

Задача, достигаемая изобретением, состоит в том, чтобы создать такое техническое решение, при использовании которого обеспечивалась бы надежность работы и повышались ремонтопригодность и долговечность устройства.

Для достижения названного технического результата в корпусе запорно-регулирующего устройства с проходным каналом и отверстием в седле установлены шибер с уплотнительной поверхностью и отверстием, соединенный со штоком привода, и запорный орган.

Заявляемое запорно-регулирующее устройство отличается от прототипа тем, что запорный орган выполнен в виде шаровой пробки, расположенной в отверстии шибера, со шпинделем, на котором установлен рычаг с пальцем, причем в корпусе расположен упор с пазом с возможностью взаимодействия пальца рычага шпинделя шаровой пробки с указанным пазом, при этом на шибере со стороны штока расположен запорный клапан, перекрывающий проход среды из проходного канала в отверстие шибера за запорным органом и установленный с возможностью взаимодействия со штоком при открытии.

Предлагаемое изобретение изображено на чертежах, где на фиг.1 изображен продольный разрез устройства в закрытом положении, на фиг.2 – вид А на фиг.1 (крышка снята), на фиг.3 – разрез Б-Б на фиг.2.

Устройство содержит корпус 1, в котором выполнен осевой проходной канал 2. Внутри корпуса неподвижно установлено седло 3 с отверстием 4. В седле расположены направляющие элементы 5, шибер 6 с уплотнительной поверхностью 7 и отверстием 8, вкладыш 9 с отверстием 10 и уплотнительный элемент 11, герметизирующий уплотнительные поверхности вкладыша и седла на всем диапазоне регулирования. Шибер соединен со штоком 12 привода 13.

В отверстии шибера расположен запорный орган, выполненный в виде шаровой пробки 14 со шпинделем 15, на котором установлен рычаг 16 с пальцем 17. В шаровой пробке выполнено проходное отверстие 18, диаметр которого больше чем диаметр отверстия во вкладыше. В корпусе расположен упор 19 с пазом 20. Запорный орган установлен с возможностью взаимодействия пальца рычага шпинделя с пазом упора.

На шибере со стороны штока расположен запорный клапан 21 с уплотнительным элементом 22, перекрывающий радиальное отверстие 23, соединяющее проходной канал с отверстием шибера за запорным органом. Запорный клапан установлен на оси 24 и выполнен в виде двуплечего рычага, второе плечо 25 которого расположено под штоком с возможностью взаимодействия с последним при открытии устройства.

Устройство работает следующим образом. В исходном положении “закрыто” шаровая пробка 14 находится в закрытом положении и давлением транспортируемой среды прижимается к уплотнительной поверхности 7 шибера 6 и перекрывает проходное отверстие 8 шибера 6, прекращая подачу среды. Одновременно с этим запорный клапан 21 с уплотнительным элементом 22 давлением транспортируемой среды прижимается к шиберу 6 и перекрывает радиальное отверстие 23, прекращая проход среды из проходного канала 2 в отверстие 8 шибера 6 за запорным органом.

При необходимости открытия устройства подают соответствующий сигнал на привод 13, который начинает перемещать шток 12 вниз. При этом шток 12 перемещает второе плечо 25 запорного клапана 21 вниз, открывая последний и проход среды из проходного канала 2 через радиальное отверстие 23 в отверстие 8 шибера 6 за шаровой пробкой 14, разгружая ее, и отверстие 10 во вкладыше 9. После того как шток 12 пройдет холостой ход в шибере 6, он перемещает шибер 6 с вкладышем 9 относительно седла 3 и одновременно с этим, поскольку палец 17 рычага 16 перемещается вниз по пазу 20 упора 19, рычаг 16 поворачивает шпиндель 15 и разгруженную шаровую пробку 14 и частично открывает проходное отверстие 18 в шаровой пробке 14. После того как проходное отверстие 4 в седле 3 частично откроется шибером 6, начнется регулирование количества транспортируемой среды. При этом проходное отверстие 18 в шаровой пробке 14 будет уже значительно открыто и дальнейшее одновременное перемещение шибера 6 относительно седла 3 при регулировании и поворот шаровой пробки 14 на открытие будут происходить при перепаде давления только на шибере 6, так как проходное отверстие 18 в шаровой пробке 14 всегда будет больше отверстия 8 в шибере 6. В крайнем нижнем положении шибера 6 его проходное отверстие 8 будет полностью открыто так же, как и проходное отверстие 18 в шаровой пробке 14, обеспечивая максимальный расход транспортируемой среды.

При необходимости перекрытия потока транспортируемой среды подают соответствующий сигнал на привод 13, шток 12 которого начинает перемещать шибер 6 с вкладышем 9 относительно седла 3 вверх и одновременно с этим поворачивать шаровую пробку 14 в закрытое положение. При этом запорный клапан 21 под собственным весом опускается на шибер 6 и уплотнительным элементом 22, перекрывает радиальное отверстие 23, соединяющее проходной канал 2 с отверстием 8 шибера 6 за запорным органом. После того как шибер 6 полностью перекроет проходное отверстие 4 в седле 3, регулирование количества транспортируемой среды прекратится, однако проходное отверстие 18 в шаровой пробке 14 еще будет значительно открыто. Дальнейшее движение штока 12 вверх приведет к тому, что он переместится в свое крайнее верхнее положение и остановится вместе с приводом 13, при этом шаровая пробка 14 переместится в закрытое положение и давлением транспортируемой среды прижмется к уплотнительной поверхности 7 шибера 6 и перекроет проходное отверстие 8 шибера 6, прекращая подачу среды.

Благодаря упрощению конструкции устройства повышается надежность работы, обеспечивается ремонтопригодность и увеличивается долговечность запорно-регулирующего устройства.

Формула изобретения

Запорно-регулирующее устройство, в корпусе которого с проходным каналом и отверстием в седле установлены шибер с уплотнительной поверхностью и отверстием, соединенный со штоком привода, и запорный орган, отличающееся тем, что запорный орган выполнен в виде шаровой пробки, расположенной в отверстии шибера, со шпинделем, на котором установлен рычаг с пальцем, причем в корпусе расположен упор с пазом с возможностью взаимодействия пальца рычага шпинделя шаровой пробки с указанным пазом, при этом на шибере со стороны штока расположен запорный клапан, перекрывающий проход среды из проходного канала в отверстие шибера за запорным органом и установленный с возможностью взаимодействия со штоком при открытии.

РИСУНКИ