ЗАДВИЖКА ДИСКОВАЯ

Полезная модель относится к области нефтяного и энергетического машиностроения и предназначена для запирания и регулирования параметров при транспортировании пластового флюида.
Известна задвижка дисковая (Патент РФ №2.229.051, М кл. F16K 3/06. 2004 г.), выполненная из двух частей корпуса, между которыми установлено распорное кольцо, внутри которого размещен дисковой шибер с проходным каналом. В осевом канале каждого из полукорпусов выполнены расточки, в которых расположены подпружиненные седла. Механизм поворота дискового шибера состоит из зубчатого сектора и взаимодействующей с ним приводной шестерни. Дисковой шибер центрируется по внутреннему диаметру распорного кольца и взаимодействует с опорными поверхностями корпуса через упорные подшипниковые узлы в виде контурных уплотнительных элементов.
Установка фигурного упорного подшипника в виде контурного уплотнительного элемента с обеих сторон шибера, охватывающего перепускное отверстие для пропуска среды. Но в то же время не обеспечивается герметизация гидравлической связи полости отверстия для пропуска среды из подводящего патрубка в отводящей, а также расположение шестерни внутри цилиндрической радиусной расточки шибера ближе к оси вращения, чем зубчатый венец, при одном и том же угле поворота, приводит к необходимости делать большее число оборотов, что приводит к большему износу шестерни.
Недостатком данной задвижки является недостаточная система уплотнений, что не позволяет использовать задвижку на высоких давлениях.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является задвижка дисковая (патент РФ №2541601, F16K 3/06, опубл. 20.02.2015 г.), принимаемая за прототип. Задвижка состоит из двух полукорпусов. В левом полукорпусе выполнена цилиндрическая проточка, в которой размещен на оси дисковой шибер, выполненный в виде полудиска с радиусным выступом, в котором образована технологическая проточка. Зубчатый венец выполнен в виде сектора и установлен в технологической проточке с возможностью охвата радиусного выступа. Дисковой шибер установлен в цилиндрической проточке с образованием камеры с внутренней поверхностью цилиндрической проточки в полукорпусе. Шестерня установлена на валу с образованием кинематической связи с зубчатым венцом, со смещением от вертикальной оси на ее радиус и наличием зазора между венцом шестерни и внутренней поверхностью цилиндрической расточки в левом полукорпусе. В расточках полукорпусов установлены подпружиненные седла. Вал шестерни выходит за пределы полукорпуса и снабжен рукояткой, при вращении которой, зубья шестерни взаимодействуют с ответными зубьями зубчатого венца.
К недостаткам данной задвижки следует отнести низкую герметичность конструкции, которая связана с тем, что поджимные седла не обеспечивают создание герметичного соединения между седлом и затвором, что не позволяет эксплуатировать ее при давлениях свыше 7 МПа.
Технический результат, который может быть получен при реализации предлагаемой полезной модели, заключается в повышении степени герметичности.
Технический результат достигается тем, что в корпусе выполнены кольцевые расточки, в которых установлены составные уплотнительные втулки, состоящие из двух элементов: керамического, контактирующего с шибером, и стального, контактирующего с уплотнительной манжетой, а на шибере установлено ответное керамическое кольцо, контактирующее с керамическим кольцом уплотнительной втулки, а коническая поверхность каждой втулки образует с конической поверхностью кольцевой расточки конические канавки, в которых установлены конические уплотнительные манжеты, а во внутренней полости каждой манжеты установлено упругое разрезное кольцо с возможностью поджима манжеты в радиальном направлении.
Дисковый шибер выполнен в виде полудиска с радиусным выступом, снабженным технологической проточкой. Зубчатый венец выполнен в виде сектора и установлен в технологической проточке с возможностью охвата радиусного выступа. Слева в корпусе выполнена цилиндрическая проточка, в которой размещен дисковый шибер с образованием камеры, внутри которой на валу, со смещением от вертикальной оси, установлена шестерня, кинематически связанная с зубчатым венцом, с образованием зазора с внутренней поверхностью цилиндрической проточки левого полукорпуса.
Конструкция задвижки дисковой поясняется чертежами, где на фигуре показан общий вид задвижки в разрезе.
Задвижка дисковая состоит из полукорпусов 1 и 2, связанных друг с другом болтами 3. Каждый из полукорпусов снабжен присоединительными патрубками 4 и 5 с фланцами 6 и 7.
Внутри левого полукорпуса 1 выполнена цилиндрическая проточка 8, в которой на оси 9 размещается дисковый шибер 10, имеющий форму полудиска, с радиусным выступом, в котором выполнена технологическая проточка 11. В технологической проточке 11 размещен зубчатый венец 12, охватывающий радиусный выступ. Между зубчатым венцом 12 и внутренней поверхностью технологической проточки 11 образована камера, в которой размещается на валу 13 шестерня 14, зубья которой взаимодействуют с зубьями зубчатого венца 12. Камера заполняется смазкой. В крайнем положении шестерня 14 входит в торцовый контакт с поверхностью дискового шибера 10. В полукорпусах 1 и 2 выполнены кольцевые расточки, образующие конические канавки 15 и 16, в которых установлены уплотнительные манжеты 17 и 18, поджимаемые радиально упругими кольцами с антикоррозионным покрытием 19 и 20, а так же составные уплотнительные втулки, каждая из которых состоит из стального кольца 21 и 22, которое контактирует с уплотнительной манжетой 17 и 18, и керамического кольца 23 и 24, которое контактирует с керамическим кольцом шибера 25 и 26. В исходном положении дисковый шибер 10 находится в положении «открыто», когда его отверстие 27 и пропускные каналы полукорпусов 28 располагаются на одном уровне. Кольцевой зазор между полукорпусами 1 и 2 герметизирован уплотнительным кольцом 29. Вал вращения 13 шестерни 14 установлен в технологической проточке полукорпуса 1, со смещением от вертикальной оси на величину, равную внутреннему радиусу зубьев шестерни 14.
Принцип работы задвижки дисковой.
При вращении ключа 30, установленного на валу 13, вращающее движение передается шестерни 14, затем взаимодействием ее зубьев с зубьями зубчатого венца 12 происходит передача крутящего момента шиберу 10, благодаря чему, шибер 10, вращаясь вокруг оси 9, перемещается из положения «открыто» в положение «закрыто». Отверстие в шибере 27 совпадает с пропускными каналами полукорпусов 28, обеспечивая перемещение флюида. Герметизация осуществляется поджимом упругим кольцом с антикоррозионным покрытием 19 и 20, уплотнительных манжет 17 и 18, с опорой на торцовые поверхности шибера 10, а также контактом керамического кольца 23 и 24, уплотнительной втулки с керамическим кольцом дискового шибера 25 и 26.
Преимуществом данной полезной модели является то, что задвижка имеет повышенную степень герметичности, достигаемая тем, что в корпусе выполнены кольцевые расточки, в которых установлены составные уплотнительные втулки, состоящие из двух элементов керамического контактирующего с шибером и стального, контактирующего с уплотнительной манжетой, а на шибере установлено ответное керамическое кольцо, контактирующего с керамическим кольцом уплотнительной втулки, а коническая поверхность каждой втулки образует с конической поверхностью кольцевой расточки, конические канавки в которых установлены конические уплотнительные манжеты, а во внутренней полости каждой манжеты установлено упругое разрезное кольцо с возможностью поджима манжеты в радиальном направлении.