РЕГУЛЯТОР РАСХОДА

РЕГУЛЯТОР РАСХОДА
Заявляемое устройство относится к трубопроводной арматуре высокого давления, точнее, к регулирующей арматуре и предназначено для регулирования расхода технологической жидкости в системах поддержания пластового давления нефтяных месторождений.
Известен регулятор расхода, который содержит корпус с входным и выходным патрубками, подвижный и неподвижный запорные диски с аксиальными окнами для прохода рабочей среды и привод в виде реечной передачи для подвижного диска (см. патент РФ №2160 860, МПК F16 К 3/08, 31/54, 25.04.2000г.).
Недостатком известного клапана является низкая надежность и недолговечность из-за размещения в корпусе клапана реечной передачи, которую сложно защитить от воздействия рабочей среды. В результате, под действием коррозии быстро выходит из строя сама реечная передача, а также нарушается герметизация корпуса клапана, в котором передача расположена, и клапан преждевременно выходит из строя.
Известен регулятор расхода, содержащий корпус с крышкой, в котором размещены контактирующие между собой запорные диски со сквозными аксиальными окнами для прохода среды. Один из дисков установлен с возможностью поворота вокруг своей оси и соединен с приводной ручкой, выходящей наружу корпуса через прорезь, а также имеет концентрические канавки, в которых размещены уплотнения (см. патент РФ №2149302, МПК F16K 3/08, 26.11.1997г.).
Недостатком известного регулятора расхода является недолговечность и низкая надежность. Это объясняется тем, что на контактирующих торцевых поверхностях запорных дисков при повороте подвижного диска возникают значительные силы трения, особенно под действием высокого давления рабочей среды. Это приводит к преждевременному выходу из строя регулятора.
2OOlft2266
)ШН1|||||«П||-.|.,.. .,:.
If
МПК Р16КЗ/08
.мш
сивной коррозионной среде в условиях высокого давления и больших скоростей путем уменьшений усилий трения при манипулировании и обеспечения герметизации.
Технический результат достигается тем, что в известном регуляторе расхода, содержащем составной корпус, в котором размещены контактирующие между собой запорные диски со сквозными аксиальными окнами для прохода среды, один из дисков закреплен в корпусе неподвижно, другой - установлен с возможностью поворота вокруг своей оси и соединен с приводной ручкой, выходящей наружу корпуса через прорезь, а между дисками и корпусом имеются уплотнения, согласно полезной модели, поворотный диск выполнен двухступенчатым, при этом ступень меньшего диаметра размещена со стороны входного патрубка корпуса, на ее боковой поверхности выполнены кольцевые канавки, в которых установлены уплотнения, на торцевой поверхности ступени большего диаметра, обращенной ко входному патрубку, и на прилегающей к ней поверхности корпуса выполнены кольцевые канавки, профилированные дугами окружности и образующие беговую дорожку для шариков, установленных в качестве опоры качения, а на контактирующей с неподвижным диском поверхности поворотного диска выполнена кольцевая канавка, в которой установлено кольцо из композиционного материала с высокой твердостью и низким коэффициентом трения, например из углеграфита с пропиткой АГ-1500-Б83, при этом внутренний диаметр кольца больше диаметра круга, внутри которого размещены аксиальные окна для прохода среды.
На фиг. 1 представлен продольный разрез регулятора расхода, на фиг. 2 - взаимное расположение аксиальных окон в запорных дисках в положении регулятора «открыто ; на фиг. 3 - то же в положении «открыто частично ; на фиг.4 - то же в положении «закрыто.
Регулятор расхода содержит состоящий из стянутых болтами двух частей корпус 1, в котором размещены запорные диски 2 и 3 со сквозными аксиальными окнами 4 для прохода рабочей среды (фиг. 2).
Диск 2 закреплен в корпусе неподвижно.
Диск 3 установлен с возможностью частичного поворота вокруг своей оси и соединен с приводной ручкой 5, выходящей наружу корпуса 1 через прорезь.
Диск 3 выполнен двухступенчатым. Ступень 6 меньшего диаметра размещена со стороны входного патрубка корпуса 1. На ее боковой поверхности выполнены кольцевые канавки, в которых установлены уплотнения 7 и 8.
На обращенной к входному патрубку корпуса торцевой поверхности ступени 9 больщего диаметра и на прилегающей к ней поверхности корпуса 1 выполнены кольцевые канавки 10 и 11, профилированные дугами окружности. Они образуют беговую дорожку для шариков 12, установленных в ней и образующих опору качения между диском 3 и корпусом 1. Это снижает усилие трения между дисками при манипулировании, т.к. трение скольжения заменяется трением качения.
Глубина кольцевых канавок 10 и 11 и диаметр шариков 12 подобраны так, чтобы между торцами диска 3 и корпусом 1 всегда был зазор, а контакт между ними осуществлялся через шарики. Благодаря уплотнениям 7 и 8 шарики надежно защищены от воздействия агрессивной среды.
На поверхности поворотного диска 3, контактирующей с неподвижным диском 2, выполнена кольцевая канавка, в которой установлено кольцо 13. Внутренний диаметр кольца больше диаметра круга, внутри которого размещены аксиальные окна 4. Кольцо 13 выполнено из углеграфита с пропиткой АГ-1500-Б83.
Регулятор расхода работает следующим образом.
jJjBlUli((
Для уменьшения расхода диск 3 с помощью ручки 5 поворачивают на некоторый угол вокруг оси (фиг.З) и переводят регулятор в положение «открыто частично, при котором аксиальные окна 4 в дисках частично смещаются, уменьшая проходные каналы для рабочей среды.
При повороте диска 3 на 90° от исходного положения движение рабочей среды через регулятор расхода прекращается. Он закрыт (фиг. 4).
Для увеличения расхода рабочей среды приводной ручкой 5 поворачивают диск 3 в обратном направлении.
Поворот диска 3 в предложенном регуляторе осуществляется плавно без заеданий и задиров благодаря подщипниковой опоре и наличию кольца 13 между дисками, выполненного из углеграфита с пропиткой АГ-1500-Б83 - композиционного материала, обладающего высокой твердостью, стойкостью к коррозии и эрозии и низким коэффициентом трения.
Экономический эффект от внедрения полезной модели в жестких условиях систем поддержания пластового давления, где рабочей средой является высокоминерализованная пластовая среда, обладающая высокой коррозионной активностью, будет получен за счет обеспечения длительного срока службы регулятора расхода, который достигается за счет снижения сил трения при манипулировании и обеспечения защиты уплотнительных поверхностей от коррозии и эрозии. Дополнительный эффект даст увеличение срока службы задвижек в арматуре нагнетательных скважин, которые ранее эксплуатировались в режиме дросселирования и поэтому преждевременно выходили из строя.