Трехходовая задвижка

Заявляемая полезная модель относится к трубопроводной арматуре и может быть использована в нефтегазодобывающей или химической промышленности. Область применения устройства:
- добыча, переработка, транспортировка газа, нефти и нефтепродуктов;
- химическая промышленность;
- и многие другие отрасли, в трубных обвязках которых используется система байпас.
Назначение
Заявляемая трехходовая задвижка предназначена для установки в качестве запорного устройства на технологических линиях нефтеперерабатывающих, химических, и других производств, с жидкими, газообразными, в том числе агрессивными, рабочими средами.
Уровень техники
Известна задвижка, представляющая трехходовой клапан, см. патент РФ №2489629. Данный клапан содержит горловину, задающую по существу цилиндрическую полость горловины. В корпусе клапана выполнено, по меньшей мере, одно устройство для отклонения потока, которое проходит в полость горловины. Устройство для отклонения потока прерывает любой циркулирующий поток текучей среды внутри полости горловины, повышая, таким образом, эффективность протекания текучей среды через корпус клапана. В одном варианте реализации изобретения, по меньшей мере, одно устройство для отклонения потока может содержать одно или несколько ребер, выполненных заодно с корпусом клапана и расположенных параллельно центральной оси полости горловины.
Недостатком данного решения является сложность конструкции и недостаточно хорошее перекрытие каналов.
Наиболее близким техническим решением является патент РФ №127851 от 10.05.2013 - трехходовой разделительный клапан. Данный клапан, содержит полый корпус с цилиндрической внутренней поверхностью и с отстоящими друг от друга в осевом направлении двумя цилиндрическими расширениями, в которые выходят отверстия выходных каналов, и двумя седлами. С одной стороны корпуса вдоль его оси расположено сквозное отверстие, образующее входной канал, а с другой стороны отверстие, через которое проходит ползун, соединенный со штоком в виде полого цилиндра, установленного в корпусе с возможностью перемещения по цилиндрической внутренней поверхности между упомянутыми седлами и перекрывания в крайних положениях своей наружной цилиндрической поверхностью (золотником) одного из упомянутых расширений и соответствующего выходного канала, причем в обоих седлах выполнены кольцевые канавки, в которых установлены эластичные уплотнения, имеющие коническую уплотнительную поверхность, а с обеих сторон штока выполнены ответные конические фаски, контактирующие с конической уплотнительной поверхностью соответствующего эластичного уплотнения при перемещении штока в крайнее положение. При этом кольцевая канавка на каждом седле выполнена на его цилиндрической поверхности, и каждое эластичное уплотнение выполнено с фаской, образующей упомянутую коническую уплотнительную поверхность, и имеет кольцевое углубление на торцевой поверхности, смежной с фаской, с возможностью сдвига материала каждого эластичного уплотнения в полость его кольцевого углубления при контакте с конической фаской штока.
Недостатком данного решения является то, что золотник выполнен не разделяющимся и не позволяет перекрывать оба канала одновременно, тем самым полностью перекрывать поток.
Задачей заявляемого решения является создание трехходовой задвижки в которой золотник может перекрывать или направлять поток в двух направлениях.
Технический результат заявляемого решения - повышение ускорения и удобства технического обслуживания для увеличения надежности работы и износостойкости устройства.
Технический результат достигается тем, что трехходовая задвижка, содержит полый корпус с цилиндрической внутренней поверхностью, с одним входным и двумя выходными каналами в виде отводов, разнесенных в пространстве. В одном из выходных каналов установлен шток с золотником, имеющий возможность перемещаться вдоль образующей внутренней цилиндрической поверхности данного канала корпуса и перекрывать своим золотником поочередно два выходных канала. При этом канал, где установлен шток с золотником, герметизирован направляющей крышкой. Кроме того, отвод канала, где установлен шток с золотником выполнен поворотным, посредством соединения конусных фланцев, с герметизацией хомутом, а золотник штока выполнен состоящим из нижнего и верхнего затворов, выполненных с возможностью каждым затвором перекрывать два выходных канала, как поочередно, так и одновременно.
Отводы входного и выходного каналов, без штока могут быть выполнены запрессованными в полый корпус с цилиндрической внутренней поверхностью, либо жестко присоединены к полому корпусу с цилиндрической внутренней поверхностью, либо корпус может быть литым с отводами входного и выходного каналов.
Также шток с золотником предпочтительно должен иметь штурвал, поворотом которого осуществляется возвратно-поступательное движение штока.
Заявленное техническое решение поясняется фиг. 1, где приведен вид предлагаемой трехходовой задвижки.
На фиг. 1 показан разрез предлагаемой трехходовой задвижки
На фиг. 1 показаны следующие основные элементы предлагаемой задвижки.
1 - пружина;
2 - пружина;
3 - пружина;
4 - шток;
5 - крышка корпуса;
6 - верхний затвор;
7 - нижний затвор;
8 - золотник;
9 - штурвал;
10 - корпус;
11 - хомут;
12 - нижний выходной канал;
13 - верхний выходной канал.
Принцип действия трехходовой задвижки
На фигуре 1 задвижка изображена в положении, где резьбовая часть штока 4 освобождена от резьбовой части крышки корпуса 5 и находится в подпружиненном состоянии, с помощью пружины 1, в таком положении штока оба затвора верхний и нижний 6 и 7 посредством пружин 2 и 3 прижаты к седлам золотника 8 и перекрывают путь потоку в оба выходных канала 12 и 13. Вращая штурвал 9 по часовой стрелке шток 4 перемещается вниз и давит на нижний затвор 7, пружина 3 сжимается, отводя затвор от седла золотника и открывая путь потоку в нижний выходной канал 12. При вращении штурвала 9 в обратном направлении шток 4 перемещается вверх, прекращая давить на нижний затвор 7, пружина 3 разжимается и прижимает затвор 7 к седлу перекрывая путь потоку в нижний выходной канал, продолжая вращение штурвала 9 шток перемещается вверх и тянет за собой верхний затвор 6 сжимая пружину 2 и открывает путь потоку в верхний выходной канал 13.
Вертикальное расположение управления механизмом переключения направления потока позволяет упростить использование, исполнение на конусных фланцах дает возможность вращать верхнюю часть корпуса, в которой расположен верхний выходной канал, вокруг своей оси, значительно упрощая обвязку задвижки, а также позволяет осуществить быстрый доступ внутрь задвижки для технического обслуживания или ремонта, используя задвижку в построении байпасной линии возможно сократить количество запорных элементов.
Таким образом, благодаря вышеописанной конструкции трехходовой задвижки появляется возможность сократить количество запорных элементов, вращать верхнюю ее часть на 360° и проводить ускоренное техническое обслуживание.