ШИБЕРНАЯ ЗАДВИЖКА

Полезная модель относится к области нефтяного и химического машиностроения и может быть использована в качестве запирающего устройства на трубопроводах, транспортирующих рабочую среду, например, нефть или техническую воду, под давлением до 35МПа, а также для перекрытия каналов устьевой арматуры фонтанных, насосных и нагнетательных скважин.
Известна задвижка по патенту RU 55067, содержащая корпус, состоящий из двух соединенных полукорпусов в которых установлены подпружиненные седла с проходными каналами, между седлами с возможностью поворота размещен дисковый шибер с двумя проходными отверстиями, размещенными по окружности, проходящей через их центры, последовательно одно за другим.
В проходном отверстии шибера установлен сменный штуцер с проходным отверстием, в каждом из полукорпусов напротив друг друга выполнены сквозные отверстия для смены штуцера, закрытые пробками.
Недостатками известной задвижки являются:
1. Задвижка в положении «Закрыто» не имеет фиксированного положения и в случае вибрации возможно не санкционированное перемещение шибера в положение «Открыто», что может привести к аварии. Так же недостатком является то, что задвижка выполнена с отступлением от ГОСТ 12.2.132-93, а именно, при вращении маховика (рукоятки) по часовой стрелке должно происходить закрытие затвора (шибера). Данное правило не выполняется в известной задвижке.
2. Опорные фторопластовые поверхности, позволяющие шиберу перемещаться в полукорпусах, расположены в самом шибере. Соответственно, при его перемещении, опорные фторопластовые поверхности скользят по поверхности полукорпусов. Поверхности полукорпусов выполнены из нелегированной стали и имеют большую шероховатость, чем поверхности шибера, при этом опорные фторопластовые поверхности подвержены интенсивному износу.
3. Уплотнительные элементы вала расположены на самом валу, что делает невозможным их замену при наличии давления в задвижке.
4. Уплотнительные элементы седел расположены по наружному контуру торцев седел, что не обеспечивает достаточного уплотнения седел.
Технической задачей, стоящей перед авторами, является повышение долговечности работы задвижки и повышение безопасности работы с устьевой арматурой оператора в аварийной ситуации.
Технический результат достигается тем, что в шиберной задвижке, содержащей корпус, выполненный из двух полукорпусов, в которых установлены седла с проходными каналами и с уплотнительными элементами, между корпусами с возможностью поворота в своей плоскости на валу с уплотнительными элементами размещен шибер с двумя проходными отверстиями, взаимодействующий с опорными фторопластовыми поверхностями, регулирующий элемент, выполненный с возможностью установки в проходном отверстии, при этом в полукорпусе выполнено сквозное отверстие для замены регулирующего элемента, новым является то, что проходные отверстия в шибере размещены по окружности, проходящей через их центры последовательно одно за другим под углом α друг к другу равным =53…59°, опорные фторопластовые поверхности расположены в выемках полукорпусов, уплотнительные элементы седел размещены в их среднем сечении, а вал снабжен втулкой, в которой установлены его уплотнительные элементы.
Полезная модель поясняется чертежами:
фиг.1 - шиберная задвижка в сборе;
фиг.2 - шибер с проходными отверстиями;
фиг.3 - шиберная задвижка (фронтальный вид);
фиг.4 - вал привода вращения.
Шиберная задвижка (фиг.1) состоит из корпуса, выполненного из двух полукорпусов 1, 2, в которых установлены седла 3 с проходными каналами 4, между полукорпусами 1, 2 с возможностью поворота в своей плоскости вокруг оси 5 размещен шибер 6 с проходными отверстиями 7, 8 (фиг.2). В проходном отверстии 7 шибера 6 может быть установлен сменный регулирующий элемент 9. В полукорпусе 1 (фиг.3) выполнено сквозное отверстие 10, закрытое заглушкой, для установки или замены регулирующего элемента в проходном отверстии 7 шибера 6. Для удобства эксплуатации, в полукорпусе 2 также может быть выполнено сквозное отверстие для замены регулирующего элемента (на чертежах не показано), выполненное соосным со сквозным отверстием 10 в полукорпусе 1. Проходные отверстия 7,8 в шибере размещены по окружности 11, проходящей через их центры 12 последовательно одно за другим под углом α друг к другу равным =53…59°. Данный угол образован лучами 13, 14, исходящими из точки их пересечения с центральной осью 15 задвижки и проходящими через центры 12 проходных отверстий, и получен опытным путем. В заданном диапазоне угла α возможна замена штуцера при перекрытом основном потоке. Также соблюдаются требования ГОСТ о необходимости однозначного перекрытия потока при перемещении рукоятки задвижки по часовой стрелке, что обеспечивает надежную работу устьевой арматуры, особенно в аварийной ситуации. Меньший угол невозможен по конструктивным соображениям. Больший угол приведет к неоправданному увеличению массо-габаритных размеров шиберной задвижки. Опорные фторопластовые поверхности 18, позволяющие шиберу 6 перемещаться в пространстве, ограниченном полукорпусами 1, 2 и распорным кольцом 19, расположены в выемках полукорпусов 1 и 2. В этом случае, по опорным фторопластовым поверхностям перемещается полированная поверхность шибера, что значительно увеличивает долговечность работы опорных фторопластовых поверхностей. Герметичное примыкание шибера 6 и седел 3 обеспечивается фторопластовыми уплотняющими элементами 20, размещенными в среднем сечении седел 3. Размещение уплотняющих элементов 20 в среднем сечении седел 3 имеет преимущество над их радиальным размещением в том, что они запрессованы в канавку 21 седла 3, соответственно, поддерживаются стенками канавки седла 3, что приводит к повышению срока эксплуатации уплотняющих элементов. Уплотнение вала 22 осуществляется уплотнительными элементами 23 и 24, расположенными во втулке 25, поджатой гайкой 26. Привод шибера 6 выполнен в виде вала 22, передающего усилие на зубчатый венец 27 шибера. Применение втулки 25 позволяет заменять уплотнительные элементы 23 и 24 вала 22 при наличии давления в корпусе задвижки.
Шиберная задвижка работает следующим образом.
При сборке шиберной задвижки в проходном отверстии 7 шибера 6 может быть установлен регулирующий элемент, например, штуцер для регулирования потока жидкости. Также, проходное отверстие 7 может быть оставлено свободным. При повороте шибера 6 по часовой стрелке до упора, проходное отверстие 7 совмещается со сквозным отверстием 10, что соответствует положению задвижки «Закрыто». Затем, через сквозные отверстия 10 производится установка или смена регулирующего элемента в проходном отверстии 7 на нужный в данный момент. В сквозные отверстия 10 вкручиваются заглушки, и шибер 6 устанавливается в положение «сменный регулирующий элемент», при котором проходное отверстие 7 совмещается с проходным каналом 4 седел 3. При промежуточных положениях шибера 6, проходное отверстие 8 совмещается с проходным каналом 4 и шиберная задвижка находится в положении «Открыто». Переустановка штуцеров занимает порядка 30 сек. Создание данной задвижки позволяет исключить аварийные ситуации при эксплуатации запорной арматуры, повысить ее долговечность и надежность.