ДРОССЕЛЬ ДИСКРЕТНЫЙ РЕГУЛИРУЕМЫЙ ДИСКОВЫЙ
ADJUSTABLE DISK DISCRETE THROTTLE

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в нефтегазодобывающей и химической промышленности и предназначено преимущественно для вывода нефтяной или газовой скважины без ее остановки на заданный режим эксплуатации при добыче нефти или газа.
Известен дроссель дискретный регулируемый, содержащий сквозной корпус, гайку, золотник, имеющий форму цилиндра, по образующей которого выполнены с заданными шагом и диаметрами ряд сквозных радиальных отверстий, и связанный с выведенным наружу через гайку установочным валом и поджатый седлом, выполненным в виде втулки с уплотнительным кольцом, втулку со шкалой, на которую нанесены величины соответствующих диаметров сквозных отверстий золотника, и указатель. Золотник имеет возможность вращательного движения для совмещения его сквозных отверстий с отверстием седла, поджат седлом, установленным в расточку корпуса с уплотнительным кольцом без дополнительного крепления. На входе рабочей среды в корпусе дросселя выполнен овальный паз, смещенный относительно продольной оси корпуса вниз, причем ширина паза больше, чем наружный диаметр седла, а центр верхнего радиуса паза находится на продольной оси корпуса, при этом золотник поджат седлом усилием уплотнительного кольца. Также в дросселе вместо седла в корпусе возможно выполнение отверстия, внутренний диаметр которого равен диаметру отверстия в седле (RU, 2414738 от 14.08.2009).
Однако при использовании данной конструкции отсутствует возможность полного перекрытия потока рабочей среды. Кроме того, из-за наличия в конструкции овального паза, позволяющего рабочей среде воздействовать непосредственно на регулирующий элемент, существует вероятность прекоса регулирующего элемента и как следствие увеличение усилия на штоке при управлении дросселем и появление дополнительного зазора между седлом и золотником, в следствии чего возможны дополнительные перетоки среды и быстрый износ седла и золотника.
Из-за отсутствия рукоятки в конструкции дросселя требуется применение дополнительных инструментов для поворота золотника.
Вследствие отсутствия механизма фиксации штока и золотника возможен поворот золотника, что приведет к несовпадению отверстия золотника с отверстием в седле, в результате чего возможен быстрый износ седла и потеря работоспособности дросселя.
Известна задвижка, содержащая два соединенные друг с другом полукорпуса с размещенным между ними с возможностью поворота в своей плоскости с фиксированными крайними положениями «открыто-закрыто» дисковым шибером с проходным отверстием, образующим с полукорпусами зону регулирования, ограниченную охватывающими ее контурными элементами. Сменный дроссель установлен в проходном отверстии шибера. Седла размещены в полукорпусах. Зубчатореечный механизм привода шибера содержит зубчатый радиусный сектор. В шибере внутри проекции оконтуренной зоны с внешней по ходу поворота в положение «открыто» стороны проходного отверстия выполнено сквозное калиброванное отверстие. Сменный дроссель выполнен по ширине шибера и размещен свободно в его проходном отверстии, в полукорпусах внутри оконтуренной зоны регулирования выполненные соосные между собой сквозные отверстия с диаметром меньше наружного диаметра дросселя, а за пределами оконтуренной зоны в одном из полукорпусов выполнено дренажное отверстие, сообщающее полость между корпусами с окружающей средой.
Однако данная конструкция требует значительных затрат времени, применения специального инструмента при смене дросселирующего элемента и эта операция высоко трудоемка. Кроме того, в задвижке отсутствует указатель диаметра условного прохода установленного штуцера, что приводит к неинформированности о фактическом проходе. Также данная конструкция обладает большой массой и габаритными размерами.
Задачей настоящего изобретения является разработка конструкции дросселя дискретного регулируемого дискового, которая будет исключать перетоки рабочей среды из входной полости в выходную при фиксированном положении диска, и обеспечивать возможность полного перекрытия потока рабочей среды, а также снижение усилия на штоке при управлении дросселем; обеспечивать возможность изменения диаметра рабочего прохода дросселя без перекрытия потока рабочей среды; снижение массы и габаритных размеров, увеличение срока службы дросселя дискретного регулируемого дискового.
Эта задача решается тем, что дроссель дискретный регулируемый дисковый содержит корпус, снабженный входным и выходным отверстием и полостью для установки диска, стакан. Стакан установлен в корпусе и ориентирован относительно входного отверстия в корпусе при помощи штифта. Стакан снабжен канавками, в которых установлены уплотнительные кольца и поджимающее кольцо. Кроме того, диск соединен со шпинделем соединением типа «шип-паз», а шпиндель установлен в крышку. При этом диск снабжен Г-образными отверстиями. Входные части Г-образных отверстий расположены на торцевой поверхности диска и имеют различный диаметр, а выходные части Г-образных отверстий расположены на цилиндрической поверхности диска. Оси входных частей Г-образных отверстий расположены на разных диаметрах торцевой поверхности диска, и между шпинделем и крышкой, а также между диском и крышкой установлены медно-фторопластовые прокладки.
Диаметры входных частей Г-образных отверстий диска могут быть различными, включая 0, при этом комбинации и порядок их расположения на торцевой поверхности диска так же различны.
Патентуемый дроссель дискретный регулируемый дисковый поясняют подробным описанием, конкретными примерами, чертежами, на которых:
Фиг.1 изображает общий вид дросселя дискретного регулируемого дискового,
Фиг.2 изображает вид сверху дросселя дискретного регулируемого дискового,
Фиг.3 изображает диск дросселя дискретного регулируемого дискового,
Фиг.4 изображает вид А диска дросселя дискретного регулируемого дискового,
Дроссель дискретный регулируемый дисковый состоит из корпуса 1 (Фиг.1), снабженного входным и выходным отверстием и полостью для установки диска. В корпусе 1 установлен стакан 3, ориентированный относительно входного отверстия в корпусе при помощи штифта 2. Стакан 3 снабжен канавками, в которых установлены уплотнительные кольца 4, 5 и поджимающее кольцо 6. Диск 7 (Фиг.1, 3, 4) снабжен Г-образными отверстиями. При этом входные части Г-образных отверстий расположены на торцевой поверхности диска 7 и имеют различный диаметр (Фиг.4), а выходные части Г-образных отверстий расположены на цилиндрической поверхности диска 7. Оси входных частей Г-образных отверстий расположены на разных диаметрах торцевой поверхности диска 7. Диск 7 (Фиг.1) соединен со шпинделем 8 соединением типа «шип-паз». На шпинделе выполнены канавки, в которых установлены уплотнительные кольца 10. Шпиндель 8 установлен в крышку 9. Между шпинделем 8 и крышкой 9, а также между диском 7 и крышкой 9 установлены медно-фторопластовые прокладки 11, 12. Крышка 9 снабжена канавкой, в которой установлено уплотнительное кольцо 13. Крышка 9 установлена посредством резьбы 14 в корпус 1. На крышке 9 установлен указатель 15 (Фиг.1, 2), зафиксированный винтом 16. На указателе 15 нанесена разметка и выполнены пазы для фиксации рукоятки в соответствии с диаметрами (от 0 до 18 мм) отверстий в диске. В отверстие шпинделя установлен штифт 17. Рукоятка 18 установлена на квадрате шпинделя 8 и зафиксирована шайбой 19. Рукоятка 18 выполнена в виде двух пластин соединенных между собой осью 20. Между пластинами рукоятки установлена пружина 21. В нижней пластине рукоятки установлен фиксатор 22, который необходим для фиксации рукоятки, следовательно, и диска в заданном положении.
Диаметры входных частей Г-образных отверстий диска могут быть выполненными различными. В случае выполнения конструкции дросселя дискретного регулируемого дискового без нулевого положения, возможно выполнение конструкции без мягкого уплотнения 5.
Дроссель дискретный регулируемый дисковый работает следующим образом.
При установке в трубопровод дроссель дискретный регулируемый дисковый располагают в соответствии с маркировкой направления потока среды (Фиг.1), выполненной на корпусе, производят опрессовку рабочим давлением. Проводимая среда поступает во входное отверстие корпуса 1, проходит через стакан 3, Г-образное отверстие определенного диаметра диска 7 и выходит из корпуса. Благодаря тому, что диск максимально занимает весь объем корпуса и отсутствуют свободные полости для завихрения проводимой среды, износ внутренних поверхностей корпуса и крышки дросселя минимальны, что ведет в свою очередь к увеличению срока службы дросселя. Для размещения необходимого количества Г-образных отверстий в диске 7 оси этих отверстий на торцевой части диска выполнены на различных диаметрах.
В нулевом положении дросселя дискретного регулируемого дискового обеспечивается полная герметичность за счет мягкого уплотнения 5 в стакане 3 и поджатая стакана 3 к диску 7 поджимающим кольцом 6 и давлением проводимой среды.
Для поворота диска 7 в нужное положение необходимо сжать пластины рукоятки 18, в результате чего фиксатор 22 выйдет из паза указателя 15. После поворота рукоятки в необходимое положение необходимо отпустить рукоятку 18. Фиксатор 22 под действием пружины 21 войдет в паз указателя и тем самым зафиксирует ее, следовательно зафиксирует диск 7 в заданном положении. При этом выходная часть Г-образного отверстия на цилиндрической части диска 7 точно совпадет с выходным отверстием корпуса 1.
В открытом (не нулевом) положении дросселя дискретного регулируемого дискового диск 7 находится в уравновешенном состоянии, что снижает усилие на рукоятке 18.
Медно-фторопластовые прокладки, установленные между шпинделем 8 и крышкой 9, а так же между диском 7 и крышкой 9, выполняют функцию подшипников скольжения и обеспечивают снижение трения, за счет чего так же уменьшается усилие на рукоятке 18.
Указатель 15 позволяет визуально определить диаметр фактически открытого отверстия дросселя.
Для контроля давления на входе и на выходе дросселя дискретного регулируемого дискового имеются отверстия для установки вентиля под манометр и манометра.
Предлагаемая конструкция дросселя дискретного регулируемого дискового обеспечивает: исключение перетоков рабочей среды из входной полости в выходную при фиксированном положении диска, возможность полного перекрытия потока рабочей среды, возможность изменения диаметра рабочего прохода дросселя без перекрытия потока рабочей среды. Также использование описанной конструкции дросселя дискретного регулируемого дискового ведет к снижению усилия на штоке при управлении дросселем, снижению массы и габаритных размеров, увеличению срока службы дросселя.