ЗАТВОР САМОУПЛОТНЯЮЩИЙСЯ
SELF-SEALING GATE

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и предназначено для применения в камерах запуска и приема, фильтрах-грязеуловителях, люках-лазах трубопроводов, нефтеперерабатывающего, нефтехимического и нефтегазового оборудования, а также на концевых и тупиковых участках трубопроводов с целью обеспечения доступа во внутреннюю полость трубопроводов и аппаратов, временного сообщения их с атмосферой.
Заявляемое изобретение направлено на решение задачи по повышению надежности уплотнения затворов посредством эксплуатации силы давления уплотняемой среды.
Известен самоуплотняющийся байонетный затвор крышки сосуда давления [SU 1504446, МПК F16J 13/16, опубл. 08.01.1988], в котором крышка и сосуд соединены фланцами посредством шпилек, уплотняются элементом с хвостовиком, размещенным в канавке. Окончательная герметизация осуществляется воздействием рабочей среды.
Данный фланцевый затвор обладает низкой эксплуатационной надежностью в виду возможности ослабления с течением времени затяжки болтовых соединений, обусловленного перепадами давлений и температуры среды.
Известна камера для запуска и приема поточных средств очистки и диагностики трубопровода с концевым затвором "Санема" [RU 85104, МПК В08В 9/053, опубл. 27.07.2009], содержащая расширенный корпус и затвор, самоуплотняющийся избыточным давлением внутри камеры, снабженный средством для притягивания крышки затвора к посадочному месту.
Недостаток данной камеры заключается в необходимости изготовления расширенного корпуса, предназначенного для размещения крышки затвора, открывающейся внутрь.
Наиболее близким аналогом для предлагаемого изобретения является затвор концевой байонетный [RU 2418218, МПК F16J 13/16, опубл. 10.05.2011], включающий полый корпус и устанавливаемую на его уплотнительную поверхность крышку, имеющую возможность поворачиваться на шаровой опоре, закрепленной на откидном рычаге, обеспечивающую прилегание уплотнительных поверхностей корпуса и крышки, а также имеющую возможность откидываться вместе с указанным рычагом на шарнире, закрепленном на корпусе, и снабженную запорным устройством, выполненным в виде байонетного соединения.
Основными недостатками данного изобретения являются возможность появления негерметичности уплотнителя при перепадах температур, а также технологическая сложность изготовления.
Технический результат от использования изобретения заключается в повышении надежности уплотнения затвора, сокращении трудоемкости его эксплуатации.
Предлагаемый затвор самоуплотняющийся за короткое время решает задачу силового замыкания, возникающую при герметизации крышки, посредством эксплуатации сил давления среды в резервуаре.
Для решения поставленной задачи корпус устройства оснащен продольными канавками, предназначенными для посадки байонетного кольца, а также ответными проходными канавками, расположенными непосредственно на байонетном соединении. Уплотнительная поверхность выполнена в цилиндрической части корпуса: уплотнитель размещается между буртом байонетного кольца и уступом нажимной крышки. Нажимная крышка установлена подвижно в плоскости движения откидной петли и имеет возможность осуществлять дополнительный поворот относительно диаметральной оси, который облегчает ее введение в расточку. Байонетное кольцо свободно размещено между рычагом и нажимной крышкой. Откидной рычаг фиксируется на корпусе с помощью шкворня, вставляемого в совместные отверстия рычага и корпуса, а также оснащен винтовым домкратом для предварительного обжатия или съема уплотнителя.
Деформация части уплотнителя, расположенной между буртом байонетного кольца, уступом нажимной крышки и цилиндрической расточкой корпуса, обеспечивает надежную герметизацию затвора. Площадь сечения канавки не превышает площади сечения уплотнителя в конце сжатия при условии использования стандартных уплотнителей круглого сечения.
Затвор содержит корпус с элементами байонетного соединения, закрепленный на корпусе откидной рычаг, установленную на рычаге нажимную крышку с уплотнителем и байонетным кольцом.
Затвор самоуплотняющийся состоит из корпуса 4, кольца байонетного 5 и крышки 3. После соединения кольца байонетного 5 с корпусом 4 крышка 3 притягивается домкратом. При повороте крышки 3 происходит ее осевое перемещение, закрывается зазор между крышкой 3, кольцом байонетным 5 и корпусом 4, сжимается уплотнитель 25. Уплотнитель 25, расположенный в проточке крышки 3 в свободном состоянии и имеющий круглое сечение, деформируется, приобретая прямоугольное сечение, и сжимается осевым ходом крышки на расчетную величину «h». Под давлением внутрикорпусной среды происходит самоуплотнение стыка.
Уплотнитель 25 изготовлен из резины, имеющей механические характеристики, химическую стойкость и диапазон рабочих температур, соответствующие конкретным условиям эксплуатации затвора с размерами по ГОСТ 9833-73.
В целях безопасного обслуживания крышка 3 закреплена на откидном рычаге 2, который крепится на корпусе 4 с помощью опоры 8 и шкворня 14. Ось, на которой происходит поворот крышки при закрывании и открывании затвора, размещена в шарнирном узле 6, совмещенном с винтовым домкратом 1, закрепленном на откидном рычаге 2 с помощью квадратной направляющей втулки 7. Регулировка прилегания торца байонетного кольца 5 с поверхностью крышки 3 внутри уплотняемой цилиндрической поверхностей корпуса 4 сводится к вращению байонетного кольца 5 при ослабленном домкрате 1 с установленным уплотнителем 25 до положения «закрыто» с последующей плавной затяжкой домкрата 1.
На наружной части корпуса 4 смонтирован выпускной кран 33. Привод крана осуществляется от рукоятки 9. Фиксатор 11 блокирует поворот байонетного кольца 5 при закрытом положении и приводится в действие от рукоятки 9 крана 33 через систему рычагов 14.
Поворот крышки 3 осуществляется при открытом положении крана 33 с помощью рычага или ключа-шестерни 15, сопровождаясь при этом взаимодействием с зубчатым сектором 17, закрепленном на байонетном кольце 5. Зубчатый сектор 17 разделен предохранительным уступом на участок предварительного поворота и участок окончательного поворота. В конце участка предварительного поворота байонетное кольцо 5 получает дополнительное осевое перемещение на величину высоты уступа 19, при этом происходит полное стравливание давления в полости затвора. В конце участка окончательного поворота происходит расцепление байонетного соединения, крышка 3 с помощью домкрата 1 освобождается от уплотняемого участка и далее вместе с байонетным кольцом 5 отводится на откидном рычаге 2 на 180 градусов.