ЗАДВИЖКА КЛИНОВАЯ С ВЫДВИЖНЫМ ШПИНДЕЛЕМ

Полезная модель относится к машиностроению, а именно к арматуростроению, в частности к задвижкам трубопроводной арматуры, и предназначено для использования в трубопроводах для различных рабочих сред нефтедобывающей и газоперерабатывающей промышленностях в районах с умеренным и холодным климатом.
Известны различные конструкции арматуры для работы при различных условиях и на различных средах (Гуревич Д.Ф. Расчет и конструирование трубопроводной арматуры: Расчет трубопроводной арматуры. Изд. 5-е. -М: Издательство ЛКИ. - 2008 г. - С. 440-446, 449, 464-466 (Классика инженерной мысли: нефтяные технологии).
Однако в известном источнике представлен общий теоретический обзор конструкций и приводов трубопроводной арматуры, материалов, используемых в арматуростроении, исследуется общий подход в вопросах проектирования и конструирования основных узлов и деталей трубопроводной арматуры, но не характеризуются конкретное выполнение отдельных конструкций, предназначенных для использования в реальном времени. Кроме того, конструирование конкретной конструкции требует творческого подхода к взаимосвязям, конструктивным решениям отдельных элементов, узлов конструкции. Простое соединение известных, из упомянутого выше источника информации, элементов, узлов конструкции, без их специальной творческой проработки не позволяет решить поставленную задачу и удовлетворить требования потребителей.
Известна клиновая задвижка, в корпусе которой размещен двухдисковый затвор, взаимодействующий с уплотнительными седлами корпуса и состоящий из двух клиновидных запорных дисков с наружными уплотнительными поверхностями и приводом их перемещения, в котогрой привод перемещения выполнен в виде размещенной между запорными дисками тяги, конец которой снабжен разнонаправленными клином и клиновыми элементами, причем последние установлены с возможностью взаимодействия с ответными клиновыми элементами, жестко скрепленными с запорными дисками. (Патент №65163 RU. Опубл. 27.07.2007 г.).
Известна задвижка клиновая, содержащая крышку корпуса, размещенный в ней сальниковый узел, корпус с уплотнительными поверхностями и пазами для перемещения дисков запорного устройства, состоящего из двух дисков и установленным между ними пальцем, запорное устройство закреплено на шпинделе, который при помощи привода осуществляет возвратно поступательное движение, в которой корпус выполнен с одноступенчатыми пазами, а диски имеют прямоугольную форму в верхней части и круглую в нижней части, а палец имеет сферическую торцевую поверхность только с одой стороны, с другой стороны палец имеет плоскую торцевую поверхность (Патент №67215 RU. Опубл. 10.10.2007 г.).
Известна задвижка клиновая, содержащая корпус, крышку, сальниковый узел, шпиндель, шток, диски, маховик, гайку шпинделя, дополнительно снабженная конической обоймой, цилиндрическим стержнем, сопряжение которого с дисками выполнено по сфере, диски выполнены цилиндрическими, вставлены в коническую обойму, а соотношение диаметра цилиндрического стержня и диска выбрано 1:7 (Патент №44781 RU. Опубл. 27.03.2005 г.).
Известна клиновая задвижка, содержащая корпус, снабженный центральным и сквозным отверстиями, фланцы, установленные в корпусе седла, и взаимодействующий с седлами клин, соединенный с выдвижным шпинделем, расположенным в центральном отверстии корпуса и установленным с возможностью перемещения в корпусе, крышку, в которой расположена и сальниковая камера с установленным в ней сальниковым уплотнением, и привод, установленный на свободном конце шпинделя, в которой внутренняя поверхность концов корпуса и наружная поверхность фланцев снабжены резьбой, при помощи которой они соединены между собой, при этом концы фланцев снабжены шейками, а корпус снабжен проточками, кроме того в канавках, образованных шейками фланцев и проточками корпуса, установлены кольца из терморасширенного графита, снабженные металлическими кольцами, имеющими Г-образный профиль (Патент №2290557 RU. Опубл. 27.01.2006 г.).
Известна задвижка клиновая с выдвижным шпинделем содержащая корпус с патрубками и седлами, расположенный в корпусе двухдисковый запорный орган с клиновым замком, соединяющим запорный орган со шпинделем. Клиновой замок выполнен из двух клиньев: несущего и распорного. Несущий клин установлен на шпинделе с возможностью перемещения вдоль шпинделя. Распорный клин установлен внутри несущего. На днище корпуса задвижки установлен упор, ограничивающий перемещение несущего клина. В дисках запорного органа со стороны, обращенной к несущему клину, выполнены ступенчатые отверстия. Боковые грани несущего клина выполнены с П-образными впадинами и отверстиями. Во впадинах установлены диски запорного органа с возможностью перемещения перпендикулярного граням несущего клина. В ступенчатых отверстиях дисков и отверстиях несущего клина установлены нажимные перепускные клапаны со сфероцилиндрической наружной поверхностью с возможностью взаимодействия с распорным клином. Несущий клин снабжен верхней пластиной, распорный клин - упорной шайбой и винтовой пружиной, установленной между верхней пластиной и упорной шайбой (Патент №2075679 RU. Опубл. 20.03.1997).
Известна клиновая задвижка с выдвижным шпинделем, содержащая корпус, соединенный с овальной крышкой через сальниковый узел последней пропущен шпиндель, управляющий жестким клином, центральная часть жесткого клина выполнена в виде плоской мембраны с двухсторонними ребрами, причем наружный диаметр ее равен или меньше внутреннего диаметра уплотнительных полей клина (Патент №49155 RU. Опубл. 10.11.2005).
Известна задвижка клиновая с выдвижным клином, содержащая корпус, в котором опосредованно размещен с возможностью продольного перемещения шпиндель, оснащенный на одном конце клином, а на другом конце элементом управления, уплотнительный элемент, седла, кроме того седла выполнены за одно целое с патрубками, в корпусе размещена и закреплена посредством накидного элемента стойка, выполненная в виде втулки, внутренняя и наружная цилиндрические поверхности которой выполнены ступенчатыми, при этом на ступени внутренней ее поверхности со стороны клина выполнены направляющие, на ступени, расположенной со стороны элемента управления, размещены уплотнительный элемент, втулка сальниковая и резьбовая втулка, закрепленные контргайкой, при этом шпиндель имеет возможность вращения (Патент №163786 RU. Опубл. 10.08.2016).
Известна задвижка, содержащая корпус, крышку корпуса, двухдисковый затвор, связанный с приводом, состоящим из шпинделя и шпиндельной гайки, входящей в углубление на дисках затвора, в которой корпус выполнен в виде обода с отверстием для привода, торцевые грани обода плоские и с каждой стороны обжаты двумя крышками, имеющими проходные отверстия, а на каждом диске затвора по краям поверхностей, обращенных друг к другу, выполнены углубления так, что при совмещенном положении дисков углубления совпадают, образуя расположенные по разные стороны от оси шпинделя полости, в которых размещены шарики, выступающие за края дисков (Патент № ЕА 004830. Опубл. 2004-08-26).
Известна клиновая задвижка с выдвижным шпинделем, содержащая корпус, соединенный с крышкой, сальниковый узел, через который пропущен шпиндель, управляющий клином, отличающаяся тем, что шпиндель содержит запорный узел, установленный с возможностью полного открытия задвижки, включающий упорное кольцо и уплотнительное кольцо, причем упорное кольцо, выполненное из металла, жестко соединено со шпинделем и имеет по центру цилиндрическую выемку, а уплотнительное кольцо, выполненное из эластичного материала, имеет выступ, соответствующий по форме выемке упорного кольца, и надето на него сверху (Патент 95773 RU. Опубл. 10.07.2010).
Однако известная клиновая задвижка с выдвижным шпинделем имеет небольшой ресурс использования, за счет выполнения стойки и крышки за одно целое, не позволяет восстановить первоначальные технические характеристики после ремонта, неудобна при перемещениях, и не предназначена для работы в районах с умеренным и холодным климатом.
Известна задвижка раздельного типа, которая включает в себя корпус клапана, седло и опору для диска, в нижней части корпуса клапана с обеих сторон соединен с левым дисковым седлом и правым дисковым седлом, оснащена штоком клапана, сальниковую прокладку, крепежные соединения, зажимной пластиной, зазор клапана и зажимная пластина проходят через висячий болт-болт, опоры проходят через шпильку, сальник установлен в верхней части, подшипник установлен посередине сальника внутри, подшипник с одной стороны снабжен масляной чашей, ручное колесо установлено на верхнем конце стержня клапана, а шток клапана фиксирован гайкой с маховиком (Патент № CN 205715737 (U) - 2016-11-23).
Однако, конструкция известной задвижки не позволяет предотвратить заклинивание, кроме того в ее конструкции отсутствует возможность удобного перемещения, при этом она не позволяет снизить крутящий момент, имеет нанадежную конструкцию для использования после выполнения ремонтных, восстановительных работ.
Известна задвижка из нержавеющей стали для кислорода. Корпус клапана и прокладка между зазором клапана, главным образом, решены затворным клапаном из нержавеющей стали для кислорода. Полезная модель оснащена затвором из нержавеющей стали для кислорода, оснащена флеш-панелью в корпусе клапана, соединена со стержнем клапана на флэш-карте. Верхний конец стержня клапана снабжен ручным колесом, корпус клапана оснащен герметичным сложным дисковым седлом, кроме того снабжен уплотнительной прокладкой между зазором клапана и корпусом клапана противоположной стороной. Уплотнительная прокладка включает в себя сэндвич-слой, а оболочка наружной стенки сэндвич-слоя имеет покрытие металлического мешка (Патент № CN 205654898 (U) - 2016-10-19).
Однако, известная задвижка не предназначена для ее применения в качестве арматуры для нефтегазового комплекса из-за структуры конструкции не позволяющей предотвратить заклинивание, отсутствие возможности удобного перемещения, снизить крутящий момент, и возможности надежного использования после выполнения ремонтных работ.
Известна задвижка клиновая фланцевая с выдвижным шпинделем, содержащая корпус, крышку, шток с закрепленным на нем клином, стойку и маховик. При этом корпус имеет приливы с выполненными отверстиями в сечении в виде прямоугольника со скругленными углами, иными словами удлиненных горизонтальных ушек (Электронный ресурс: http://www.ptza.ru/30s41nzh---zadvizhka-klinovaya-flancevaya-flancevaya-s-vidvizhnim-shpindelem).
Однако известная клиновая задвижка с выдвижным шпинделем имеет небольшой ресурс использования, за счет выполнения стойки и крышки за одно целое, пониженную герметичность, не позволяет восстановить первоначальные технические характеристики после ремонта, неудобна при перемещениях из-за формы отверстий в виде прямоугольника приближенного к горловинам магистральных фланцев и непосредственно к фланцам, что снижает прочность корпуса задвижки при ее использовании в районах с умеренным и холодным климатом. Выполнение ушек в виде удлиненных по горизонтали отверстий создает неудобство при их использовании из-за возможного смещения крюков при подъеме задвижки и их выскальзывания из удлиненных горизонтальных ушек. Кроме того в известном решении корпус задвижки имеет удлиненное расстояние между наружным диаметром проходных отверстий и верхним фланцем вертикального центрального отверстия. Такое выполнение не позволяет использовать для крепления соединительный элемент в виде шпильки и гайки, а предусматривает соединительный элемент в виде шпильки и двух гаек.
Известна клиновая задвижка, содержащая корпус с выполненными в нем центральным и проходными отверстиями, каждое из последних снабжено буртом и посадочным отверстием, в котором установлено седло, наружная поверхность последнего выполнена ступенчатой, а в центральном отверстии между двух седел расположен цельный клин, соединенный со шпинделем, в которой бурт корпуса со стороны посадочного отверстия выполнен ступенчатым, при этом наружные кромки кольцевых ступеней выполнены друг относительно друга по линии, расположенной под углом, конгруэнтным углу наклона ступеньки наружной поверхности седла, кроме того, шпиндель коаксиально с возможностью перемещения установлен в центральном отверстии (Патент №2186277 С2, 27.07.2002).
Однако в известной задвижке отсутствуют грузоподъемные ушки, что создает неудобства при ее перемещениях для выполнения ремонтных работ, кроме того конструкция выполнения соединения маховика со шпинделем, бугельного узла, и открытой втулки ходовой не позволяет достичь снижения крутящего момента, надежности и ресурса использования после ремонта. Кроме того Бугельный узел выполнен из дух самостоятельных элементов, а именно: стойки и фланца, соединенных с крышкой посредством соединительных элементов, каждый их которых выполнен из шпильки и гаек накрученных на ее концы.
Задачей настоящей полезной модели является возможность сохранения первоначальных технических характеристик после ремонта, повышение ресурса использования при повышенной температуре различной рабочей среды в районах с умеренным и холодным климатом.
Технический результат проявляется в повышении удобства перемещения с сохранением надежности и прочности конструкции.
Поставленная задача решается тем, что в задвижке клиновой с выдвижным шпинделем, содержащей полый корпус, оснащенный магистральными и центральным фланцами, проходными отверстиями и закрытым вертикальным отверстием, в котором размещен клин, выполненный цельным и закрепленный на одном из концов шпинделя, соединительные элементы, крышку, бугельный узел и узел управления, выполненный в виде маховика, установленного на свободном конце штока посредством втулки ходовой и гайки, корпус оснащен приливами, причем приливы выполнены в виде, оснащенных цилиндрическими отверстиями, грузоподъемных ушек, выполненных литьем за одно целое с корпусом со стороны центрального фланца симметрично с обеих сторон от него, крышка выполнена в виде стакана, один из концов последнего оснащен установочной втулкой, по наружной поверхности которой выполнена резьба, посредством последней упомянутая крышка соединена с бугельным узлом, выполненным в виде цельной стойки, наружная поверхность которой выполнена фигурной и ступенчатой, упомянутая стойка оснащена на одном конце фланцем сальниковым, на последнем выполнены отверстия для соединительных элементов, второй конец стойки выполнен в виде стакана, в котором размещена втулка резьбовая соединенная по внутренней поверхности посредством резьбы с резьбовым концом шпинделя и втулкой ходовой, кроме того на стойке бугельного узла размещена информационная таблица с техническими характеристиками.
Настоящую полезную модель поясняют подробным описанием, чертежами, на которых:
Фиг. 1 - показывает главный вид, совмещенный с  разреза, согласно изобретению;
Фиг. 2 - показывает разрез стойки бугельного узла горизонтальной плоскостью А-А, то же что и на фиг. 1;
Задвижка клиновая с выдвижным шпинделем содержит полый корпус 1, оснащенный магистральными и центральным фланцами, проходным отверстием и закрытым вертикальным отверстием (Фиг. 1). На корпусе 1 выполнены приливы 2 и 3 в виде грузоподъемных ушек, оснащенных цилиндрическими отверстиями. Приливы 2 и 3 выполнены литьем за одно целое с корпусом со стороны центрального фланца симметрично с обеих сторон от него. При этом корпус имеет утолщенные стенки, визуализируемые по отношению к стенкам корпуса близкого аналога в местах сочленения горловин магистральных фланцев и горловины центрального фланца. Корпус 1 соединен с крышкой 4 посредством не менее четырех пар соединительных элементов 5, каждый из которых выполнен в виде шпильки и гайки. Крышка 4 выполнена в виде стакана. Один из концов упомянутого стакана оснащен установочным концом 6, выполненным в виде втулки, внутри которой размещен уплотнительный сальниковый пакет. На наружной поверхности установочного конца 6 выполнена резьба. Посредством последней упомянутая крышка 4 соединена с бугельным узлом, выполненным в виде стойки 7 (далее стойка). Наружная поверхность стойки 7 выполнена фигурной. Внутренняя поверхность стойки 7 выполнена ступенчатой. Упомянутая стойка 7 оснащена на одном конце сальниковым фланцем 8, который оснащен отверстиями для соединительных элементов 9. Каждый из соединительных элементов 9 выполнен в виде болта и гайки. При этом второй конец стойки 7 выполнен в виде стакана, в котором размещена резьбовая втулка 10, соединенная по внутренней поверхности посредством резьбы с резьбовым концом шпинделя 11 и ходовой втулкой 12. При этом на наружной поверхности резьбовой втулки 10 размещена пара подшипников скольжения 13, закрепленных на резьбовой втулке 10 посредством установочного элемента 14 и стопорного винта 15. Узел управления выполнен в виде маховика 16. Маховик 16 закреплен на втулке резьбовой 10 с помощью гайки 17. Кроме того, через резьбовую втулку 10, соединенную посредством стопорного винта 18 с ходовой втулкой 12 маховик 16 соединен с возможностью перемещения с одним из концов шпинделя 11. На втором конце шпинделя 11 закреплен клин 19, выполненный цельным из прокатной стали, с возможностью контакта с седлом 20 установленном в корпусе 1. Шпиндель 11 имеет возможность продольного перемещения. При этом на стойке 7 бугельного узла закреплена информационная таблица 21 с техническими характеристиками. Кроме того на внутренней поверхности стойки 6 бугельного узла выполнены ребра жесткости 22, выполненные на внутренней поверхности стойки 7 друг напротив друга.
Задвижку клиновую с выдвижным шпинделем (далее изделие, задвижка) используют следующим образом.
Задвижку устанавливают на трубопроводах в качестве запорных устройств для нефти, жидких и газообразных нефтепродуктов, водогазонефтяных смесей, нефтяного попутного и природного газа, воды, пара, и других жидких и газообразных сред, по отношению к которым материал деталей коррозионностоек, в районах с умеренным и холодным климатом, в соответствии с исполнением задвижки. Технические данные, характеристики, основные параметры и материалы основных деталей изделия приводят в его паспорте и указывают на информационной таблице 20. Управляют задвижкой с помощью маховика 16 узла управления. Вращая маховик 16, передают поступательное движение шпинделю 11, который, перемещаясь продольно, открывает или закрывает проходное отверстие корпуса 1. При вращении маховика 16 вращательное движение через ходовую втулку 12 передается втулке резьбовой 10. Затем вращательное движение резьбовой втулки 10 преобразуется в поступательное движение шпинделя 11, который поднимает или опускает клин 19, открывая или закрывая при этом проходное отверстие корпуса 1.
При возникновении необходимости ремонта задвижки в процессе эксплуатации демонтаж производят в следующей последовательности.
Перекрывают проходное отверстие. Выводят клин 11 из положения «закрыто». Для этого откручивают гайку 17, стопорный винт 18, снимают маховик 16 и ходовую втулку 12. Освобождают концы трубопровода от магистральных фланце. Используя цилиндрические отверстия грузоподъемных ушек 17 и 18, посредством подъемных крюков, перемещают задвижку на площадку ремонта. Затем демонтируют соединительные элементы 9 снимают стойку 7 бугельного узла, вынимают шпиндель 11 с размещенным на нем клином 19. При необходимости демонтируют последний. После чего развинчивают соединительные элементы 5 и снимают крышку 4. Выполняют необходимый ремонт конструктивных элементов изделия.
Перед сборкой тщательно очищают все конструктивные элементы, а уплотнительные поверхности промывают органическим растворителем и насухо протирают. Перед сборкой смазывают трущиеся поверхности графитовой смазкой марки УСсА ГОСТ 3333-80, поверхность шпинделя 11, соприкасающуюся с уплотнительным сальниковым пакетом натирают порошком графита марки ГЛС ГОСТ 5420-74, резьбовые соединения и места трения, не соприкасающиеся со средой, смазывают смазкой ЦИАТИМ-203 ГОСТ 6267-74. Сборку осуществляют в обратной последовательности.
Выполняют проверку технических характеристик задвижки, указанных на информационной таблице 20, расположенной на стойке 7. При их соблюдении перемещают задвижку с использованием цилиндрических отверстий грузоподъемных ушек 17, 18 для установки на трубопроводе.
Предложенная задвижка имеет удобные возможности ее перемещения, с сохранением надежности и прочности корпуса, позволяет сохранить первоначальные технические характеристик после ремонта, имеет увеличенный ресурс использования при повышенной температуре различной рабочей среды в районах с умеренным и холодным климатом.
Кроме того обладает повышенной прочностью, надежностью и ресурсом использования после ремонта.