УСТРОЙСТВО БЫСТРОГО ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ ЗАГЛУШКИ
DEVICE FOR QUICK SWITCH OF PLUG

Область техники
Настоящее изобретение относится к области техники трубопроводов и, в частности, к устройству быстрого переключения заглушки.
Уровень техники
В нефтяной, химической промышленности, в промышленности морских платформ и так далее, заглушка, как надежное средство изоляции, используется для полного отделения сред и предотвращения их влияния на производство и даже образования аварий в результате неплотного закрывания запорного клапана. Процесс переключения между открытым и закрытым состоянием является сложным, время, необходимое для производства работы, является долгим, и трудоемкость является высокой. Каждый процесс переключения требует ослабления болта, поддевания трубы, вытягивания или вставления заглушки, установки навитой прокладки и затягивания болта. Увеличение времени переключения заглушки увеличивает время остановки, приводя к уменьшению производственного времени и ухудшению эффективности. Если среда в трубопроводе является токсичной, рабочие также могут быть подвергнуты опасности отравления. Следовательно, вся работа должна быть выполнена быстро, и чем быстрее, тем лучше.
Традиционное техническое решение обладает описанными выше недостатками, и, таким образом, существует потребность в разработке устройства быстрого переключения заглушки, обеспечивающего решение описанных выше проблем.
Сущность изобретения
Техническая задача, решаемая согласно настоящему изобретению, заключается в разработке устройства быстрого переключения заглушки, обеспечивающего быстрое переключение и высокоэффективное уплотнение, а также обеспечивающего быстрое переключение открытого состояния и закрытого состояния заглушки при условии соблюдения эффективности уплотнительной перегородки.
Согласно настоящему изобретению разработано следующее техническое решение. Разработано устройство быстрого переключения заглушки, которое включает в себя уплотнительную конструкцию, зажимную конструкцию, поддерживающую конструкцию и приводное устройство. Заглушка имеет открытое состояние и закрытое состояние.
Поддерживающая конструкция выполнена с возможностью соединения трубопроводов с двух сторон и обеспечения поддерживания всего устройства. Зажимная конструкция и уплотнительная конструкция расположены внутри поддерживающей конструкции. Зажимная конструкция приводится посредством приводного устройства, и при приведении посредством приводного устройства, зажимная конструкция зажимает заглушку для исключения зазора с двух сторон заглушки, с обеспечением образования уплотнения посредством уплотнительной конструкции. Когда зазор образован в результате расположения зажимной конструкции на удалении от заглушки, заглушка переключается между открытым состоянием и закрытым состоянием.
Предпочтительно, поддерживающая конструкция включает в себя соединительную опорную раму I, соединительную опорную раму II и опорное кольцо. Как соединительная опорная рама I, так и соединительная опорная рама II представляют собой жесткие конструкции с центральным сквозным отверстием, которые соединены и зафиксированы посредством опорного кольца в осевом направлении. Заглушка 1 расположена между соединительной опорной рамой I и соединительной опорной рамой II и ограничена посредством опорного кольца. Соединительная опорная рама II предусмотрена с установочной торцевой поверхностью зажимной конструкции и уплотнительной конструкции. Расстояние между установочной торцевой поверхностью и осью центрального сквозного отверстия меньше, чем минимальное расстояние между наружной лицевой поверхностью опорного кольца и осью центрального сквозного отверстия.
Предпочтительно, дополнительно предусмотрено кольцо качения, которое установлено снаружи опорного кольца, и заглушка ограничена посредством кольца качения.
Предпочтительно, кольцо качения включает в себя наружное кольцо с установочной канавкой и шариковую втулку со стальными шариками. Множество стальных шариков вделано в шариковую втулку со стальными шариками и расположено в установочной канавке.
Предпочтительно, материал шариковой втулки со стальными шариками представляет собой алюминиевый сплав, медный сплав или полиацетальную смолу.
Предпочтительно, зажимная конструкция образована посредством взаимодействия между передаточной гайкой с внутренней резьбой и установочной торцевой поверхностью соединительной опорной рамы II. Установочная торцевая поверхность предусмотрена с наружной резьбой, соответствующей внутренней резьбе. На наружной лицевой поверхности передаточной гайки расположена приводная пластина. Приводное усилие приводного устройства передается посредством приводной пластины.
Предпочтительно, приводная пластина вертикально приварена на наружной лицевой поверхности передаточной гайки.
Предпочтительно, внутренняя резьба и наружная резьба образуют трапецеидальную резьбовую пару со свойством самоблокирования.
Предпочтительно, на наружной лицевой поверхности передаточной гайки неподвижно установлена фиксирующая пластина с изогнутой частью, и осевая связь между передаточной гайкой и уплотнительным гнездом осуществлена посредством взаимодействия изогнутой части с кольцевой канавкой, расположенной на уплотнительном гнезде.
Предпочтительно, уплотнительная конструкция включает в себя уплотнительное гнездо и уплотнительный элемент.
Уплотнительное гнездо представляет собой кольцевое уплотнительное гнездо, которое установлено на установочной торцевой поверхности соединительной опорной рамы II и расположено между зажимной конструкцией и заглушкой. Уплотнительный элемент расположен между уплотнительным гнездом и установочной торцевой поверхностью, уплотнительным гнездом и заглушкой, и заглушкой и соединительной опорной рамой I, соответственно, с обеспечением уплотнения.
Предпочтительно, уплотнительный элемент выполнен в одной из следующих форм: уплотнительная прокладка, уплотнительное кольцо, навитая прокладка, уплотнительный блок и металлическая прокладка.
Предпочтительно, приводное устройство включает в себя маховик, передаточный вал, опорный блок передачи и передаточное кольцо. Маховик соединен с передаточным валом, передаточный вал установлен на опорный блок передачи и соединен с опорным блоком передачи посредством резьбы, передаточное кольцо закреплено на передаточном вале, и приводное усилие передается посредством соприкосновения между передаточным кольцом и зажимной конструкцией.
Предпочтительно, дополнительно предусмотрена блокирующая ручка, при этом перемещение передаточного вала на месте заблокировано посредством блокирующей ручки.
Предпочтительно, предусмотрена блокирующая ручка, и перемещение передаточного вала на месте заблокировано посредством блокирующей ручки.
Предпочтительно, передаточное кольцо прикреплено к передаточному валу через упругий цилиндрический палец, и маховик прикреплен к передаточному валу посредством фиксирующей гайки.
Предпочтительно, на опорном блоке установлена индикаторная панель, и на индикаторной панели предусмотрены отметка "вкл" и отметка "выкл" предусмотрены на индикаторной панели для отображения рабочего состояния маховика.
Предпочтительно, заглушка имеет открытое состояние и закрытое состояние. В частности, часть пластины предусмотрена с отверстием, а другая часть пластины представляет собой сплошную пластину. Отверстие выполнено с возможностью обеспечения сообщения трубопроводов, и сплошная пластина выполнена с возможностью изолирования трубопроводов.
Предпочтительно, стопорная пластина установлена у каждого из двух концов заглушки в направлении переключения, причем по меньшей мере у одного конца заглушки стопорная пластина оснащена ручкой, которая выполнена с возможностью толкания заглушки в положение, в котором стопорная пластина соприкасается с поддерживающей конструкцией, и завершения переключения между открытым состоянием и закрытым состоянием заглушки.
Предпочтительно, режим приведения в действие маховика или ручки включает в себя один из следующих режимов: ручной режим, пневматический режим, гидравлический режим и электрический режим.
По сравнению с технологией предшествующего уровня техники, настоящее изобретение имеет следующие преимущественные эффекты.
(1) Устройство быстрого переключения заглушки, разработанное согласно настоящему изобретению, имеет уникальное конструктивное исполнение, использует разработанную заново уплотнительную конструкцию, зажимную конструкцию, поддерживающую конструкцию и передаточный механизм заглушки, упрощает или исключает трудоемкие операции, такие как разборка болтов и гаек, которые в предшествующем уровне техники занимают много рабочего времени при работе переключения заглушки, и преобразует их в простые операции вращения маховика и толкания или вытягивания заглушки, и может обеспечивать быстрое переключение открытого положения и закрытого положения заглушки без использования других инструментов, что является простым и высокоэффективным. Устройство быстрого переключения заглушки может полностью заменить функцию очковой заглушки и сократить суммарное время операции до несущественного значения по сравнению со временем переключения очковой заглушки, посредством этого улучшая производительность, уменьшая величину утечки среды, уменьшая загрезнение окружающей среды и улучшая безопасность персонала.
(2) Устройство может быть использовано в условиях недоступности подзарядки батарей, недоступности материалов, регулярного обслуживания и в других случаях, где неизбежна полная изоляция, для достижения быстрого перекрытия или сообщения трубопроводов, для обеспечения безопасной работы оборудования и устройств и для удовлетворения требованиям безопасности и технологии.
(3) Преимуществами устройства являются хорошее уплотнение, простая и быстрая работе, удобное обслуживание, устройство является быстрым и нетрудоемким, соответствующим требованиям многих процессов для быстрого и высокоэффективного перекрытия трубопроводов и может найти широкое применение в топливной, химической промышленности, в промышленности морских платформ, а также в других отраслях или устройствах.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 - схематический структурный вид устройства быстрого переключения заглушки согласно настоящему изобретению; и
Фиг. 2 - вид в частичном разрезе устройства быстрого переключения заглушки согласно настоящему изобретению.
Перечень ссылочных позиций
1 - заглушка, 2 - соединительная опорная рама I, 3 - соединительная опорная рама II, 4 - уплотнительное гнездо, 5 - передаточная гайка, 6 - передаточный вал, 7 - уплотнительный элемент I, 8 - уплотнительный элемент II, 9 - маховик, 10 - индикаторная панель, 11 - стопорная пластина, 12 - передаточное кольцо, 13 - ручка, 14 - кольцо качения, 15 - опорное кольцо, 16 - опорный блок передачи и 17 - приводная пластина.
Подробное описание вариантов осуществления изобретения
Далее подробно описаны конкретные варианты осуществления технических решений согласно настоящему изобретению со ссылкой на прилагаемые чертежи.
Разработанное в настоящем изобретении устройство быстрого переключения заглушки имеет уникальное конструктивное исполнение и в основном включает в себя четыре части: уплотнительную конструкцию, зажимную конструкцию, поддерживающую конструкцию и приводное устройство. Внешняя поддерживающая конструкция соединяет трубы с двух сторон и представляет собой жесткую конструкцию, которая поддерживает все устройство, с исключением воздействия внешних сил, таких как напряжение трубы, на внутреннюю зажимную конструкцию и уплотнительную конструкцию, и исключением потребности в расширении трубы при регулировании зазора, исключением проблемы, заключающейся в том, что напряжение трубы является слишком большим, затрудняя отталкивание трубы, и исключением проблемы, заключающейся в воздействии внешних сил, таких как напряжение трубы, на уплотняющее усилие, ухудшающем надежность уплотнения. Внутренняя зажимная конструкция приводится посредством приводного устройства и может перемещаться назад и вперед в осевом направлении. Зажимная конструкция сжимает заглушку для исключения зазора с двух сторон заглушки, в результате чего образуется уплотнение, и когда зажимная конструкция находится на удалении от заглушки и образован зазор, может быть выполнено переключение между открытым и закрытым состоянием заглушки. Трапецеидальная резьбовая пара в зажимной конструкции имеет свойство самоблокирования. Независимо от величины давления среды в трубопроводе трапецеидальная резьбовая пара не может вращаться и ослабляться, в результате чего обеспечена надежность уплотнения.
Как видно на Фиг. 1 и 2, устройство быстрого переключения заглушки согласно настоящему изобретению включает в себя заглушку 1, соединительную опорную раму I2, соединительную опорную раму II3, уплотнительное гнездо 4, передаточную гайку 5, передаточный вал 6, уплотнительный элемент I7, уплотнительный элемент II8, маховик 9, индикаторную панель 10, стопорную пластину 11, передаточное кольцо 12, ручку 13, кольцо 14 качения, опорное кольцо 15 и опорный блок 16 передачи.
Опорное кольцо 15 расположено между соединительной опорной рамой I2 и соединительной опорной рамой II3, и в опорном кольце 15 расположена шпилька.
Соединительная опорная рама I2, соединительная опорная рама II3 и опорное кольцо 15 прикреплены друг к другу посредством шпильки и гайки с обеспечением образования в целом конструкции поддерживающего устройства.
У конца соединительной опорной рамы II3 расположено уплотнительное гнездо 4, и на уплотнительном гнезде 4 расположена уплотнительная канавка. Уплотнительный элемент II8 расположен в уплотнительной канавке уплотнительного гнезда 4 с обеспечением уплотнения между уплотнительным гнездом 4 и соединительной опорной рамой II3.
Заглушка 1 расположена на кольце 14 качения, кольцо 14 качения расположено на опорном кольце 15, и кольцо 14 качения перемещается между уплотнительным гнездом 4 и соединительной опорной рамой I2 вместе с заглушкой 1 в осевом направлении. В настоящем изобретении кольцо 14 качения может быть не предусмотрено, и заглушка ограничена в осевом направлении посредством предусмотрения конструкции с фланцами в положении, соответствующем опорному кольцу 15. Для уменьшения длительности и трудоемкости работы, кольцо качения согласно варианту осуществления настоящего изобретения включает в себя наружное кольцо с установочной канавкой и шариковую втулку со стальными шариками. Стальные шарики заделаны в шариковую втулку со стальными шариками и расположены в установочной канавке. Таким образом, во время работы, трение скольжения может быть заменено трением качения. Это решение является особенно подходящим для переключения заглушек большого диаметра. Шариковая втулка со стальными шариками является клетью для стальных шариков и может быть выполнена из алюминиевого сплава, или медного сплава, или полиацетальной смолы.
Ручка 13 используется для толкания или вытягивания заглушки 1.
На заглушке 1 расположена уплотнительная канавка, и в уплотнительной канавке заглушки 1 расположен уплотнительный элемент I7.
Передаточная гайка 5 соединена с соединительной опорной рамой II3 через передаточную резьбу передаточной гайки 5, причем передаточная гайка 5 имеет внутреннюю резьбу, и, соответственно, соединительная опорная рама II3 имеет наружную резьбу. Внутренняя резьба и наружная резьба представляют собой трапецеидальную резьбовую пару со свойством самоблокирования.
Вращение внутренней резьбы передаточной гайки 5 приводит уплотнительное гнездо 4 в перемещение в осевом направлении, и осевое перемещение, образованное во время вращения передаточной гайки 5, толкает уплотнительное гнездо 4 с обеспечением его перемещения в осевом направлении, и заглушка 1 толкается в результате осевого перемещения уплотнительного гнезда 4.
Уплотнение у заглушки 1 осуществляется посредством зажимания уплотнительного элемента I7 через уплотнительное гнездо 4 и соединительную опорную раму I2.
Передаточный вал 6 прикреплен к маховику 9 посредством фиксирующей гайки, передаточное кольцо 12 прикреплено к передаточному валу 6 посредством упругого цилиндрического пальца, уплотнительное гнездо 4 и передаточная гайка 5 связаны в осевом направлении (не показано на чертежах) посредством фиксирующей пластины, и передаточный вал 6 соединен с опорным блоком 16 передачи посредством передаточной резьбы передаточного вала 6. Фиксирующая пластина может представлять собой конструкцию с изогнутой частью. Осевая связь передаточной гайки и уплотнительного гнезда может быть осуществлена посредством совмещения изогнутой части с кольцевой канавкой, расположенной на уплотнительном гнезде. Конечно же, фиксирующая пластина может иметь другие конструктивные формы на основе примера настоящего изобретения, при условии возможности осуществления осевой связи между передаточной гайкой и уплотнительным гнездом.
Индикаторная панель 10 используется для отображения рабочего состояния маховика 9 и включает в себя отметку "вкл" и отметку "выкл".
Под действием внешнего усилия, маховик 9 вращается против часовой стрелки для приведения передаточного вала 6 и передаточного кольца 12 во вращение и в перемещение в осевом направлении. Передаточное кольцо 12 толкает передаточную гайку 5 во вращение и в перемещение в осевом направлении, передаточная гайка 5 толкает уплотнительное гнездо 4 в перемещение в осевом направлении и затем толкает заглушку 1. Передаточное кольцо 12 толкает передаточную гайку 5 во вращение и в перемещение в осевом направлении посредством приводной пластины 17, приваренной вертикально на наружной лицевой поверхности передаточной гайки.
Режим приведения в действие маховика 9 и ручки 13 включает в себя следующие режимы: ручной режим, пневматический режим, гидравлический режим и электрический режим.
Уплотнительный элемент I7 и уплотнительный элемент II8 имеют одну из следующих форм: уплотнительная прокладка, уплотнительное кольцо, навитая прокладка, уплотнительный блок и металлическая прокладка.
Одна половина заглушки 1 представляет собой отверстие, а другая половина заглушки 1 представляет собой сплошную пластину. Отверстие используется для обеспечения сообщения через трубопровод, а сплошная пластина используется для изоляции трубопровода.
Когда стопорная пластина 11 на стороне заглушки 1 упирается в соединительную опорную раму I2, состояние заглушки 1, управляемой посредством ручки 13, является одним из следующих: конец с отверстием находится в работе и глухой конец находится в работе.
Процесс передачи усилия в ходе сжимания уплотнения представляет собой следующее: внешнее усилие воздействует на маховик 9 против часовой стрелки, маховик 9 вращается против часовой стрелки с обеспечением приведения передаточного вала 6 во вращение и в перемещение в осевом направлении, приводит передаточное кольцо 12 во вращение и в перемещение в осевом направлении, передаточное кольцо 12 толкает приводную пластину 17, затем толкает передаточную гайку 5 во вращение и в перемещение в осевом направлении, передаточная гайка 5 толкает уплотнительное гнездо 4 в перемещение в осевом направлении и затем толкает заглушку 1; наконец, уплотнение осуществляется посредством прижимания уплотнительного элемента I7 к заглушке 1 через уплотнительное гнездо 4 и соединительную опорную раму I2.
Процесс передачи усилия в ходе ослабления уплотнения представляет собой следующее: внешнее усилие воздействует на маховик 9 по часовой стрелке, маховик 9 вращается по часовой стрелке с обеспечением приведения передаточного вала 6 и передаточного кольца 12 во вращение и в перемещение в осевом направлении, передаточное кольцо 12 толкает приводную пластину 17 и затем толкает передаточную гайку 5 во вращение и в перемещение в осевом направлении от заглушки, передаточная гайка 5 толкает уплотнительное гнездо 4 в перемещение в осевом направлении с удалением от заглушки 1.
Маховик 9 вращается по часовой стрелке к отметке "вкл" на индикаторной панели 10, и уплотнительная пара освобождается через передаточный механизм; заглушка 1 толкается к стопорной пластине 11 в соприкосновение с соединительной опорной рамой I2, и преобразование положения между стороной с отверстием и глухой стороной заглушки 1 завершается; маховик 9 вращается против часовой стрелки к отметке "выкл" индикаторной панели 10, и уплотнительная пара плотно сжимается через передаточный механизм.
Для улучшения надежности устройства в целом, на опорном блоке передачи установлена блокирующая ручка, выполненная с возможностью блокирования перемещения передаточного вала на месте.