ЗАПОРНО-РЕГУЛИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

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 с поворотным запорным элементом 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, 3 МПК F 16 К 3/00, приор, 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, содержащее корпус с проходным каналом с расположенным в нем седлом, плоским шибером с отверстием, установленным с возможностью перемещения посредством подвижного штока привода, поворотный запорный элемент, состоящий из двух сопряженных друг с другом заслонок, одна из которых, разгрузочная, выполнена с отверстием, причем заслонки установлены на оси, расположенной вне зоны проходного канала и перпендикулярной оси движения подвижного штока с возможностью фиксации в открытом положении. Подвижный шток выполнен ступенчатым, а ось снабжена кинематически связанным с заслонками выступом, установленным с возможностью взаимодействия с большей ступенью подвижного штока.
(а.с. №1643836, 5 МПК F 16 К 3/00, приор. 30.05.88 г.).
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, 4 МПК F 16 K 3/00, от 05.07.84 г).
Недостатком этих устройств является сложность конструкции, снижающая надежность работы устройства.
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, при этом 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, (заявка №2002128563/06 (030134) от 23.10.2002 г., 7 МПК F16 К 3/00-3/04).
Недостатком устройства является его низкая надежность, обусловленная наличием поворотного запорного элемента, перекрывающего отверстие шибера, не всегда обеспечивающего герметичное перекрытие потока.
Задача достигаемая изобретением, состоит в том, чтобы создать такое техническое решение, при использовании которого поворотный запорный элемент обеспечивал осевое перекрытие отверстие шибера, повышая надежность работы и увеличивая долговечность устройства.
Для достижения названного технического результата в корпусе запорно-регулирующего устройства 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 ступенчатой втулки выполнен сквозным и расположен на торцевой поверхности, при этом на штоке привода со стороны шибера выполнены выступы с возможностью взаимодействия с вильчатым рычагом, а шток привода выполнен составным из собственно штока и дополнительного штока, соединенных через упругий элемент.
Заявляемое запорно-регулирующее устройство отличается от прототипа тем, что вильчатый рычаг выполнен составным из рычага с упором и цилиндрической заслонки, расположенной соосно в разгрузочной заслонке, причем последняя установлена соосно в
сквозном осевом, сопрягаемом с ней, отверстии кронштейна, неподвижно установленного в корпусе перпендикулярно уплотнительной поверхности шибера, при этом в цилиндрической заслонке выполнен сквозной паз, в котором расположен упор рычага.
Предлагаемое изобретение изображено на чертеже, где на фиг.1 изображен продольный разрез устройства в закрытом положении, на фиг.2 - разрез по А-А на фиг.1.
Устройство содержит корпус 1, в котором выполнен осевой проходной канал 2. Внутри корпуса по оси проходного канала неподвижно установлено седло 3 с отверстием 4. В седле расположены направляющие элементы 5, плоский шибер 6 с уплотнительной поверхностью 7 и отверстием 8, вкладыш 9 уплотнительный элемент 10, герметизирующий уплотнительные поверхности вкладыша и седла на всем диапазоне регулирования. В корпусе вне зоны проходного канала с помощью кронштейна 11 на оси 12 установлен поворотный запорный орган, представляющий собой две заслонки, одна из которых - глухая, выполнена в виде вильчатого рычага, а другая - разгрузочная 13. Вильчатый рычаг выполнен составным из рычага 14 с упором 15 и цилиндрической заслонки 16 со сквозным радиальным пазом 17, расположенной соосно в разгрузочной заслонке с отверстие 18 и торцем 19. Разгрузочная заслонка установлена соосно в сквозном осевом, сопрягаемом с ней, отверстии 20 кронштейна 21. Кронштейн неподвижно установлен на направляющих перпендикулярно уплотнительной поверхности шибера. На торцевой поверхности заслонок установлены уплотнительные элементы 22, 23 соответственно, герметизирующие уплотнительные поверхности заслонок и уплотнительную поверхность шибера. Упор рычага расположен в сквозном радиальном пазе цилиндрической заслонки. Плоский шибер и поворотный запорный орган через шток связаны с приводом (не показан), причем шток выполнен составным из собственно штока 24 и дополнительного штока 25, соединенных через упругий элемент 26. При этом собственно шток снабжен охватывающий его ступенчатой втулкой 27 с уплотнительными элементами 28 и 29, выполненной с разными эффективными площадями сечения на торцах, в результате чего ступенчатая втулка имеет возможность осевого перемещения совместно с собственно штоком, в котором имеется
можность осевого перемещения совместно с собственно штоком, в котором имеется канал 30, сообщенный с атмосферой. На ступенчатой втулке, на ступени меньшего диаметра выполнен сквозной паз 31, расположенный на торцевой поверхности. Поворотный запорный орган установлен с возможностью взаимодействия через рычаг с пазом ступенчатой втулки. Подвижность ступенчатой втулки ограничена крайними положениями перемещения (верхним и нижним). В нижнем положении ступенчатая втулка упирается в пробку 32, а верхнее положение соответствует крайнему верхнему положению собственного штока. На собственно штоке со стороны шибера выполнены выступы 33, взаимодействующие с рычагом при закрытии поворотного запорного органа.
Устройство работает следующим образом. В исходном положении «закрыто» рычаг 14 упором 15 прижимает цилиндрическую заслонку 16 к разгрузочной заслонке 13, которая прижимается к уплотнительной поверхности 7 шибера 6 и перекрывает проходное отверстие 8 шибера 6, прекращая подачу среды. При необходимости открытия устройства подают соответствующий сигнал на привод, который начинает перемещать дополнительный шток 25 с собственно штоком 24 вниз. Ступенчатая втулка 27 под действием давления транспортируемой среды, из-за разных эффективных площадей сечения на торцах, перемещается вниз вместе с собственно штоком 24 и поворачивает рычаг 14 расположенный в пазу 31 ступенчатой втулки 27, который упором 15 перемещает цилиндрическую заслонку 16, открывая отверстие 18 в разгрузочной заслонке 13. При дальнейшем движении рычага 14, цилиндрическая заслонка 16 упирается в торец 19 разгрузочной заслонки 13 и открывает ее. Перемещение рычага 14 и заслонок 16 и 13 продолжается до тех пор, пока втулка 27 не достигнет пробки 32, ограничивающей ее перемещение, а штоки 25 и 24 продолжают свое движение вниз. После того, как шток 24 пройдет холостой ход в шибере 6, он перемещает шибер 6 с вкладышем 9 относительно седла 3, в результате чего проходное отверстие 4 в седле 3 частично открывается шибером 6 и происходит регулирование количества транспортируемой среды.
При необходимости перекрытия потока транспортируемой среды подают соответствующий сигнал на привод, который начинает перемещать штоки 25 и 24, соединенные через упругий элемент 26 вверх. Шток 24 перемещает шибер 6 вверх, полностью перекрывая проходное отверстие 4 в седле 3. При дальнейшем движении вверх шток 24 своими выступами 33 упирается в рычаг 14, который поворачивается на оси 12, перемещаясь совместно со штоком 24. При этом рычаг 14 упором 15 перемещает цилиндрическую заслонку 16, которая своей уплотнительной поверхностью перекрывает отверстие 18 в разгрузочной заслонке 13, а она в свою очередь перекрывает отверстие 8 в шибере 6, прекращая подачу транспортируемой среды и движение штока 24 и ступенчатой втулки 27, которые достигли своего крайнего верхнего положения. Дальнейшее движение штока 25 приведет к тому, что он переместится в свое крайнее верхнее положение и остановится вместе с приводом, сжимая упругий элемент 26 и, предохраняя рычаг 14 от поломки.
Благодаря осевому перекрытию отверстия шибера повышается надежность работы и увеличивается долговечность устройства.