ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАПОРНО-РЕГУЛИРУЮЩЕЙ АРМАТУРЫ
SAFETY APPARATUS FOR SHUTOFF AND CONTROL VALVES

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к предохранительному устройству для установки запорно-регулирующей арматуры на заборном патрубке, сформованном как единое целое на стенке контейнера из полимерного материала, при этом запорно-регулирующая арматура содержит корпус с резьбовым фланцем, который выполнен из полимерного материала на входном патрубке концентрично относительно входного патрубка, и который содержит внутреннюю резьбу для свинчивания с наружной резьбой, выполненной на выступающей резьбовой части заборного патрубка, таким образом, чтобы заборный патрубок входил в кольцеобразную полость для патрубка, образованную между входным патрубком и резьбовым фланцем, при этом между стенкой контейнера и резьбовым фланцем установлено предохранительное кольцо, которое содержит крепежное устройство для закрепления на резьбовом фланце и запорное устройство для соединения с контейнером, при этом предохранительное кольцо для образования запорного устройства содержит расположенные на внутренней окружности запирающие выступы, направленные радиально внутрь, запирающие концы которых для сцепления со упорным устройством, выполненным на контейнере, расположены на запорной окружности, диаметр которой больше, чем диаметр наружной резьбы заборного патрубка, или равен этому диаметру.
Уровень техники
Предохранительные устройства для установки запорно-регулирующей арматуры обычно служат для того, чтобы обеспечивать штатное закрепление запорно-регулирующей арматуры, определенной для данного контейнера, за этим контейнером, и предотвращать замену запорно-регулирующей арматуры, подходящей для контейнера или для жидкости, находящейся в контейнере, на ненадлежащую запорно-регулирующую арматуру вследствие непредусмотренных манипуляций с контейнером, снабженным запорно-регулирующей арматурой.
Из патентного документа EP 1975484 A2 известен контейнер, оснащенный предохранительным устройством для установки запорно-регулирующей арматуры на выпускном патрубке, который выполнен за одно целое с пластмассовой стенкой контейнера. В патентном документе DE 10237892 А1 раскрыта запорно-регулирующая арматура из пластмассы, которая расположена на контейнере и корпус которой зафиксирован на контейнере без возможности поворота посредством конической соединительной втулки, проходящей в выпускной патрубок контейнера.
Как правило, такие предохранительные устройства выполняются в виде предохранительного кольца, которое, хотя и не может предотвратить съем запорно-регулирующей арматуры с контейнера с применением силы, однако делает видимыми последствия нежелательных манипуляций, благодаря по меньшей мере частичному  разрушению предохранительного кольца.
Во время монтажа обычно применяемой запорно-регулирующей арматуры, которая содержит накидную гайку для свинчивания запорно-регулирующей арматуры с предусмотренным на контейнере заборным патрубком, выполненным независимым от корпуса арматуры, одновременно с монтажом запорно-регулирующей арматуры требуется установка промежуточного предохранительного кольца между накидной гайкой и стенкой контейнера. С этим связан соответствующий сложный процесс манипулирования, поскольку кроме удержания в определенной позиции корпуса запорно-регулирующей арматуры и навинчивания накидной гайки на снабженный резьбой заборный патрубок контейнера приходится позиционировать предохранительное кольцо, которое на его внутренней окружности содержит запирающие выступы для сцепления с упорным устройством, образованным на заборном патрубке, указанными запирающими выступами на резьбе заборного патрубка в его осевом направлении, чтобы только потом иметь возможность навинчивать запорно-регулирующую арматуру.
При установке предохранительного кольца на заборном патрубке из-за относительно малого диаметра запорной окружности, заданной запирающими выступами, по сравнению с наружным диаметром заборного патрубка происходит по меньшей мере частичное заклинивание запирающих выступов на витках наружной резьбы заборного патрубка, поэтому при осевом надвигании предохранительного кольца на заборный патрубок создается перекос предохранительного кольца на заборном патрубке.
Такому сложно выполнимому монтажу противостоит автоматизированный монтаж запорно-регулирующей арматуры, снабженной предохранительными кольцами, в соответствии с которым робот-сборщик позиционирует корпус арматуры соосно с заборным патрубком, после чего выполняется только операция завинчивания.
Раскрытие сущности изобретения
В связи с вышеизложенным задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить предохранительное устройство для запорно-регулирующей арматуры, которое позволяет осуществлять автоматизированный монтаж запорно-регулирующей арматуры, снабженной таким предохранительным устройством, на контейнере.
Эта задача решена при помощи предохранительного устройства согласно изобретению с признаками, раскрытыми в пункте 1 формулы изобретения .
Предохранительное устройство согласно изобретению, благодаря комбинации цельного резьбового фланца, выполненного на входном патрубке и, таким образом, не являющегося независимой деталью от входного патрубка, с заданным позиционированием предохранительного кольца относительно корпуса арматуры при помощи крепежного устройства, выполненного на предохранительном кольце, и выбора размера запорной окружности предохранительного кольца с диаметром, который равен наружному диаметру наружной резьбы заборного патрубка или больше, чем наружный диаметр заборного патрубка, позволяет осуществлять монтаж запорно-регулирующей арматуры на контейнере, во время которого необходимо только осуществить манипулирование корпусом запорно-регулирующей арматуры для привинчивания к заборному патрубку контейнера, при этом исключается вероятность опасного перекоса предохранительного кольца, нарушающего соосную ориентацию корпуса арматуры относительно заборного патрубка, необходимое для привинчивания.
Таким образом, предохранительное устройство согласно изобретению позволяет осуществлять автоматизированный монтаж запорно-регулирующей арматуры.
В полости для патрубка предпочтительно выполнен осевой упор для упора торцевой стороны заборного патрубка, при этом между торцевой стороной заборного патрубка и осевым упором, выполненным в полости для патрубка корпуса арматуры, может быть осуществлена установка заданного крутящего момента при монтаже запорно-регулирующей арматуры независимо от уплотняющей силы, действующей в радиальной уплотнительной камере. Это позволяет осуществлять автоматизированный монтаж при помощи робота-сборщика в зависимости от требуемого монтажного крутящего момента.
Согласно другому предпочтительному варианту осуществления упорное устройство выполнено на основании заборного патрубка, выполненном вблизи стенки контейнера, поэтому выполнение упорного устройства формообразующим способом, в частности способом выдувного формования, обычно применяемым для изготовления контейнеров из полимерного материала, может осуществляться вместе с формованием заборного патрубка
Указанное основание патрубка предпочтительно выполнено в виде буртика, который образован на переходе от стенки контейнера к выступающей резьбовой части заборного патрубка, и на окружности которого распределены стопорные выступы, содержащие стопорную поверхность, по существу параллельную продольной оси запорно-регулирующей арматуры, таким образом, в результате фиксации (защелкивания) запирающих выступов позади стопорных выступов задается однозначная позиция предохранительного кольца относительно заборного патрубка.
Если стопорные выступы выполнены в виде наклонных стопоров с наклонной поверхностью, поднимающейся от окружности основания патрубка и образующей стопорный выступ со стопорной поверхностью, запирающие выступы при фиксации деформируются непрерывно увеличивающимся образом и, таким образом, со сбережением материала.
Если длина заборного патрубка, выполнение наружной резьбы на заборном патрубке и распределение стопорных выступов на окружности основания патрубка выбраны таким образом, чтобы при опоре осевого упора корпуса арматуры на торцевую сторону заборного патрубка с заданным усилием предварительного натяжения по меньшей мере один запирающий выступ предохранительного кольца упруго фиксировался за упорной поверхностью стопорного выступа, то положение запирания предохранительного кольца на заборном патрубке соответствует заданному усилию предварительного натяжения, поэтому можно обеспечить точно позиционированный монтаж с одновременным эффективным закреплением положения запорно-регулирующей арматуры на заборном патрубке только в зависимости от монтажного крутящего момента, создаваемого указанным усилием предварительного натяжения. При этом можно обеспечить, в частности, чтобы шток клапана запорно-регулирующей арматуры, который позволяет приводить в действие запорно-регулирующую арматуру, имел требуемую вертикальную ориентацию.
Для образования уплотнительного устройства, действующего в радиальном направлении, предпочтительно предусмотреть уплотнительную камеру, которая содержит внутреннюю уплотняющую поверхность, образованную наружной стенкой входного патрубка, и наружную уплотняющую поверхность, образованную внутренней стенкой заборного патрубка, и снабжена уплотнительным кольцом круглого сечения, прилегающем в уплотнительной камере к внутренней уплотняющей поверхности и к наружной уплотняющей поверхности, при этом, благодаря действию уплотнительного устройства в радиальном направлении, усилие предварительного натяжения между запорно-регулирующей арматурой и заборным патрубком не оказывает отрицательного влияния на уплотнительное устройство.
Для образования уплотнительной камеры на торцевой стороне заборного патрубка на внутренней кромке отверстия предпочтительно выполнена круговая выемка, таким образом, чтобы образовалась ограничительная поверхность, которая ограничивает уплотнительную камеру в осевом направлении и сдвинута назад за счет этой выемки в осевом направлении к выполненной на торцевой стороне упорной поверхности, которая служит для упора в осевой упор полости для патрубка. При этом для монтажа запорно-регулирующей арматуры уплотнительное кольцо круглого сечения может быть при необходимости вставлено с геометрическим замыканием в заборный патрубок.
Особенно предпочтительно, чтобы внутренняя уплотняющая поверхность и/или наружная уплотняющая поверхность были выполнены конически сужающимися в осевом направлении, таким образом, чтобы высота уплотнительной камеры уменьшалась в направлении заборного патрубка, при этом, хотя уплотняющая сила возникает в процессе монтажа, но передачи создаваемого усилия предварительного натяжения через уплотнительное устройство в процессе монтажа не происходит.
Крепежное устройство предпочтительно содержит захватывающий карман, который выполнен на передней стороне предохранительного кольца, обращенной к резьбовому фланцу, и служит для захвата захватного язычка, предусмотренного на резьбовом фланце, таким образом, чтобы путем захвата захватного язычка в захватывающий карман с геометрическим замыканием особенно простым способом получить соосную ориентацию предохранительного кольца относительно запорно-регулирующей арматуры.
Если предохранительное кольцо кроме захватывающего кармана содержит по меньшей мере еще одно захватное устройство, которое позволяет передавать крутящий момент от резьбового фланца к предохранительному кольцу исключительно в направлении монтажа, обеспечивается передача крутящего момента к предохранительному кольцу в щадящем режиме с использованием нескольких мест контактирования, при этом, однако, резьбовой фланец при вращении в направлении демонтажа не может опираться на другое захватное устройство, поэтому возможно одновременное использование захватывающего кармана в качестве устройства индикации несанкционированного съема, поскольку передача крутящего момента при отвинчивании резьбового фланца от заборного патрубка происходит исключительно через захватывающий карман.
Захватное устройство для передачи крутящего момента предпочтительно содержит радиальную упорную поверхность для упора в боковую сторону захватной перемычки, выполненной на резьбовом фланце и проходящей в осевом направлении.
Если захватное устройство содержит стопорный выступ для фиксации в осевом направлении на ответном стопорном элементе, выполненном на резьбовом фланце, во время монтажа наряду с радиальным закреплением можно также осуществлять заданное осевое закрепление предохранительного кольца на резьбовом фланце.
Особенно предпочтительно, чтобы захватывающий карман был выполнен в виде устройства индикации несанкционированного съема, таким образом, чтобы была предусмотрена маскировочная стенка, соединенная при помощи устройства заданного разрушения с базовой стенкой, выполненной на предохранительном кольце, при этом для образования захватывающего кармана между базовой стенкой и маскировочной стенкой образована приемная камера для захватного язычка резьбового фланца.
Маскировочная стенка предпочтительно содержит по меньшей мере две части, соединенные при помощи устройства заданного разрушения с базовой стенкой, при этом в направлении демонтажа резьбового фланца передняя часть маскировочной стенки содержит упорную кромку для захватного язычка, а в направлении демонтажа задняя часть маскировочной стенки содержит упорную кромку для захватной перемычки резьбового фланца, следующей далее в направлении демонтажа.
Благодаря такой конструкции устройства индикации несанкционированного съема, состоящей из двух частей, которая позволяет осуществлять полное разрушение устройства индикации несанкционированного съема в результате двух фаз поворотного движения резьбового фланца, возможно удаление всей маскировочной стенки, имеющей большую площадь, поэтому манипуляция с запорно-регулирующей арматурой является четко распознаваемой с большого расстояния.
Краткое описание чертежей
Ниже приведено более подробное описание предпочтительного варианта осуществления предохранительного устройства со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых показаны:
ФИГ. 1 - вид в изометрии запорно-регулирующей арматуры, установленной на заборном патрубке контейнера,
ФИГ. 2 - другой вид запорно-регулирующей арматуры, представленной на ФИГ. 1,
ФИГ. 3 - запорно-регулирующая арматура, представленная на ФИГ. 1 и 2 в монтажной конфигурации с предохранительным кольцом, установленным на резьбовом фланце,
ФИГ. 4 - вид запорно-регулирующей арматуры, представленной на ФИГ. 2, в разрезе по линии IV-IV с ФИГ. 2,
ФИГ. 5 - вид фрагмента с ФИГ. 4 в увеличенном масштабе,
ФИГ. 6 - предохранительное кольцо, установленное на заборном патрубке контейнера,
ФИГ. 7 - вид сверху предохранительного кольца, представленного на ФИГ. 6,
ФИГ. 8 - детальное изображение предохранительного кольца, представленного на ФИГ. 6,
ФИГ. 9 - вид в изометрии предохранительного кольца, представленного на ФИГ. 8.
Осуществление изобретения
На ФИГ. 1, 2 и 4 представлена запорно-регулирующая арматура 10, которая установлена на заборном патрубке 11 контейнера 12, выполненного из полимерного материала. Такие полимерные контейнеры 12 используются, в частности, в качестве внутренних контейнеров для еврокубов (Intermediate Bulk Container, IBC), при этом указанные полимерные контейнеры 12 в этом случае устанавливаются в защитной оболочке, часто выполненной в виде решетчатой клетки, закрепленной на поддоне для транспортирования.
Как показано, в частности, на ФИГ. 3, заборный патрубок 11 находится на стенке 13 полимерного контейнера 12 и содержит непосредственно прилегающее к стенке 13 контейнера основание 14 патрубка, выполненное в виде буртика, к которому прилегает выступающая резьбовая часть 15, содержащая наружную резьбу 16, которая служит для свинчивания с внутренней резьбой 17 резьбового фланца 18, выполненного на входном патрубке 19 корпуса 20 запорно-регулирующей арматуры 10.
Корпус 20 арматуры снабжен клапаном, который в данном случае выполнен в виде вентильного клапана 21, и который содержит заслонку 23, установленную на штоке 22 клапана, которая на конце, выступающем из корпуса 20 арматуры, содержит рукоятку 24 клапана для того, чтобы путем поворота штока 22 клапана при помощи рукоятки 24 клапана переводить заслонку 23 из закрытого положения, показанного на ФИГ. 3, в открытое положение, не показанное подробнее. Для защиты запорно-регулирующей арматуры 10 от загрязнения выпускной патрубок 25 корпуса 20 арматуры снабжен резьбовой крышкой 26.
На ФИГ. 3 запорно-регулирующая арматура 10 показана в монтажной конфигурации, в которой резьбовой фланец 18, сформованный как единое целое с корпусом 20 арматуры и выполненный из такого же материала, как и входной патрубок 19, соединен с предохранительным кольцом 28 при помощи захватного язычка 27, расположенного на расстоянии в радиальном направлении от резьбового фланца 18. Для соединения с захватным язычком 27 резьбового фланца 18 предохранительное кольцо 28 содержит захватывающий карман 29, в который захватный язычок 27 входит с геометрическим замыканием, таким образом, предохранительное кольцо 28 при монтаже вместе с запорно-регулирующей арматурой 10 находится в соосном положении относительно заборного патрубка 11 и образует с запорно-регулирующей арматурой 10 монтажный блок, который может быть навинчен на заборный патрубок 11.
На ФИГ. 3 показано также, что корпус 20 арматуры в монтажной конфигурации запорно-регулирующей арматуры 10 снабжен уплотнительным кольцом 30 круглого сечения, установленным на входном патрубке 19, которое расположено на наружной стенке 32 входного патрубка 19, конически сужающейся к концу 31 патрубка, и при этом образует еще один компонент монтажного блока.
На ФИГ. 4 показана запорно-регулирующая арматура 10 после выполнения ее установки на заборном патрубке 11 в эксплуатационной конфигурации при соединении с полимерным контейнером 12, в которой резьбовой фланец 18 навинчивается до прилегания к осевому упору 34, образованному в основании кольцеобразной полости 33 для патрубка между входным патрубком 19 и резьбовым фланцем 18, в торцевую сторону 35 заборного патрубка 11 и достижения требуемого усилия предварительной затяжки при монтаже.
При совместном рассмотрении ФИГ. 8 и 9 можно видеть, что предохранительное кольцо 28 на внутренней окружности снабжено запорным устройством 36, содержащим множество запирающих выступов 37, которые направлены радиально внутрь, и которые в представленном варианте осуществления, кроме того, имеют наклонную ориентацию в направлении 38 демонтажа относительно радиуса г с углом а фиксации. Далее, предохранительное кольцо 28 содержит на передней стороне 40, обращенной к резьбовому фланцу 18 в показанной на ФИГ. 3 монтажной конфигурации, два захватных устройства 41, которые имеют осевую ориентацию и содержат на каждом захватном конце 42 стопорный выступ 43, который, как, в частности, показано на ФИГ. 2, служит для закрепления буртика 44 резьбового фланца 18.
Кроме того, захватные устройства 41 содержат радиальную упорную поверхность 45, которая служит для упора в боковую сторону 46 захватной перемычки 47, образованной на резьбовом фланце 18 и проходящей в осевом направлении.
В монтажной конфигурации запорно-регулирующей арматуры 10, показанной на ФИГ. 3, предохранительное кольцо 28 при помощи захвата захватного язычка 27 резьбового фланца 18 в захватывающем кармане 29 предохранительного кольца 28, а также фиксации захватных устройств 41, как показано на ФИГ. 2, закрепляется, как в радиальном, так и в осевом положении относительно резьбового фланца 18. В результате получается соответствующая соосная ориентация предохранительного кольца 28 относительно запорно-регулирующей арматуры 10, таким образом, запорно-регулирующая арматура 10 вместе с предохранительным кольцом 28 и с уплотнительным кольцом 30 круглого сечения, установленным в полости для патрубка 33 на входном патрубке 19 корпуса 20 арматуры, в виде единого монтажного блока может быть навинчена на заборный патрубок 11.
Как показано на ФИГ. 3, основание 14 заборного патрубка 11 снабжено упорным устройством 48, которое в данном случае содержит четыре стопорных выступа, распределенных по окружности основания 14 патрубка и выполненных в виде наклонных стопоров 49. Наклонные стопоры 49 содержат наклонную поверхность 50, поднимающуюся от окружности основания 14 патрубка, которая заканчивается стопорным выступом со стопорной поверхностью 51.
При совместном рассмотрении ФИГ. 6 и 7, где для пояснения взаимодействия запорного устройства 36 предохранительного кольца 28 с упорным устройством 48, выполненным на заборном патрубке 11, предохранительное кольцо 28 показано отдельно от запорно-регулирующей арматуры 10 установленным на заборном патрубке 11, можно видеть, что запорные концы 52 запирающих выступов 37 предохранительного кольца 28 расположены на запорной окружности 53, диаметр D которой больше, чем диаметр d наружной резьбы 16 заборного патрубка 11. Благодаря этому, предохранительное кольцо 28, установленное на запорно-регулирующей арматуре 10 для получения монтажного блока, может быть навинчено на заборный патрубок 11 вместе с запорно-регулирующей арматурой 10 без контактирования запирающих выступов 37 предохранительного кольца 28 с витками 54 наружной резьбы 16, которое могло бы нарушать необходимую для навинчивания соосную ориентацию запорно-регулирующей арматуры 10 относительно заборного патрубка 11.
Как показано на ФИГ. 3, в представленном варианте осуществления упорное устройство 48 с наклонными стопорами 49 установлено таким образом, чтобы расстояние от упорного устройства 48 до торцевой стороны 35 заборного патрубка 11, по существу, соответствовало длине I заборного патрубка 11. При этом длина I заборного патрубка 11 и выполнение наружной резьбы 16, т.е., в частности, радиальное положение начала витков 54, а также шаг между витками 54, и расположение стопорных поверхностей 51 упорного устройства 48 относительно расположения запорных концов 52 на запорной окружности 53 предохранительного кольца 28 выбирается таким образом, чтобы, как показано на ФИГ. 4, при упоре осевого упора 34 корпуса 20 арматуры в торцевую сторону 35 заборного патрубка 11 корпус 20 арматуры с заданным усилием предварительного натяжения упирался в заборный патрубок 11, и одновременно запорные концы 52 запорного устройства 36 предохранительного кольца 28 упруго фиксировались (защелкивались) позади стопорных поверхностей 51.
Таким образом, при соединении предохранительного кольца 28 с упорным устройством 48 обеспечивается передача заданного усилия предварительного натяжения от корпуса 20 арматуры к заборному патрубку 11.
При совместном рассмотрении ФИГ. 4, 5 и 6 можно видеть, что для образования уплотнительного устройства 55, действующего в радиальном направлении, предусмотрены внутренняя уплотняющая поверхность 56, образованная наружной стенкой 32 входного патрубка 19, и наружная уплотняющая поверхность 58, образованная внутренней стенкой 57 заборного патрубка 11, которые ограничивают уплотнительную камеру 59 в радиальном направлении. Для ограничения в осевом направлении уплотнительной камеры 59, которая служит для установки уплотнительного кольца 30 круглого сечения, на внутренней кромке отверстия на торцевой стороне 35 выполнена круговая выемка 60, таким образом, чтобы образовалась ограничительная поверхность 62, которая ограничивает уплотнительную камеру 59 в осевом направлении и сдвинута назад за счет выемки 60 в осевом направлении к выполненной на торцевой стороне 35 упорной поверхности 61, которая служит для упора в осевой упор 34 полости 33 для патрубка.
Для поддержки уплотняющего эффекта в радиальном направлении в данном случае наружная уплотняющая поверхность 58, образованная внутренней стенкой 57 заборного патрубка 11, выполнена конически сужающейся в осевом направлении, таким образом, чтобы высота уплотнительной камеры 59 уменьшалась в направлении 39 монтажа запорно-регулирующей арматуры 10.
Как показано, в частности, на ФИГ. 9, для реализации захватывающего кармана 29 в виде устройства индикации несанкционированного съема базовая стенка 63, выполненная на предохранительном кольце 28, при помощи первого устройства 66 заданного разрушения и второго устройства 67 заданного разрушения соединена с маскировочной стенкой 64, расположенной противоположно базовой стенке 63, при этом для получения приемной камеры 65 захватывающего кармана 29 предусмотрено соответствующее осевое расстояние между базовой стенкой 63 и маскировочной стенкой 64.
Как показано далее на ФИГ. 9, маскировочная стенка содержит две части 69, 70 маскировочной стенки, соединенные друг с другом еще одним устройством 68 заданного разрушения. Как очевидно следует из представления, показанного на ФИГ. 1, при повороте запорно-регулирующей арматуры 10 в направлении 38 демонтажа происходит разрушение захватного язычка 27, выполненного в качестве устройства индикации несанкционированного съема, за счет того, что вначале захватным язычком 27, который при повороте в направлении 38 демонтажа проникает в радиальную выемку 72 захватывающего кармана 29, захватывается упорная кромка 71, образованная в передней части 69 маскировочной стенки, при этом соединительные перемычки 73, 74 устройства 66 заданного разрушения и соединительные перемычки 75, 76 устройства 68 заданного разрушения разрушаются, таким образом, передняя часть 69 маскировочной стенки удаляется с предохранительного кольца 28. При продолжении поворота запорно-регулирующей арматуры 10 в направлении 38 демонтажа захватной перемычкой 47 резьбового фланца 18, следующей за захватным язычком 27, захватывается упорная кромка 78, выполненная на второй части 69 маскировочной стенки, при этом соединительные перемычки 79, 80, 81 и 82 устройства заданного разрушения 66 разрываются, и вторая часть 69 маскировочной стенки также удаляется с предохранительного кольца 28.