ПОЛУКОРПУС ЗАДВИЖКИ И ЗАДВИЖКА

Изобретение относится к области нефтяного и химического машиностроения и может быть использована в качестве запирающего устройства на нефтепроводах, транспортирующих нефть или техническую воду, а также для перекрытия каналов устьевой арматуры фонтанных, насосных и нагнетательных скважин при промышленной добычи нефти.
Известен полукорпус шиберной задвижки по патенту RU 97788 U1, состоящий из патрубка, внешнего и внутреннего фланцев, выполненных раздельными, по крайней мере, один из патрубков снабжен кольцевым буртиком, а фланец - ответной канавкой, Внешний фланец установлен с возможностью вращения относительно патрубка посредством взаимодействия поверхностей, образованных кольцевым буртиком, выполненным на наружной поверхности патрубка и ответной канавкой на внешнем фланце. Стопорное кольцо установлено в проточке, выполненной на наружной поверхности патрубка. Торцевые поверхности патрубка и внешнего фланца установлены в разных плоскостях.
Внутренний фланец соединен с патрубком посредством резьбового соединения, резьба которого оканчивается кольцевой канавкой с установленным в ней уплотнительным кольцом. Штифт предотвращает самоотвинчивание фланца.
Внешний фланец установлен с возможностью вращения относительно патрубка посредством взаимодействия поверхностей, образованных кольцевым буртиком, выполненным на наружной поверхности патрубка и ответной канавкой на внешнем фланце и стопорным кольцом, установленным в проточке, выполненной на наружной поверхности патрубка.
Известен полукорпус задвижки по патенту RU 97789 U1, состоящий из патрубка, внешнего и внутреннего фланцев, выполненных раздельными, на одном конце патрубка выполнена резьба, оканчивающаяся кольцевой канавкой с установленным в ней упорным кольцом. Внутренний фланец установлен на патрубок посредством стопорного кольца, установленного в кольцевых проточках и взаимодействия поверхностей, образованных кольцевым буртиком, выполненным на наружной поверхности патрубка и внутренней торцевой поверхностью внутреннего фланца, при этом герметизация соединения происходит за счет уплотнительных колец, расположенных в кольцевой проточке, выполненной на наружной поверхности патрубка.
Известен полукорпус шиберной задвижки по патенту RU 70954 U1, состоящий из патрубка с внешним и с внутренним фланцами, патрубок соединен с внутренним фланцем при помощи резьбового соединения, между патрубком и внутренним фланцем установлен уплотнительный элемент.
Известен полукорпус шиберной задвижки по патенту RU 61828 U1, состоящий из патрубка, внешнего и внутреннего фланцев, выполненных раздельными, патрубок снабжен кольцевыми буртиками, а внешний и внутренний фланец - ответными канавками.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является полукорпус задвижки по патенту RU 2354875 C1, содержащий патрубок, соединенный с внешним и внутренним фланцами с помощью резьбового соединения со смятием резьбы об упорное кольцо, выполненное на фланце. Смятие резьбы на фланце предохраняет фланец от самоотвинчивания. Другой фланец может быть установлен на патрубке с помощью горячей посадки.
Недостатки прототипа.
Соединение фланца с патрубком с помощью горячей посадки требует повышенной точности изготовления сопрягаемых деталей и специального оборудования.
При чрезмерной затяжке крепежных соединений, установленных на внешнем фланце, могут произойти изменения в горячей прессовой посадке, что приведет к смещению посадочных поверхностей, а, следовательно, к недостаточной герметизации корпуса задвижки.
Для обеспечения герметичности использован метод смятия резьбы после соединения патрубка с внутренним и наружным фланцами, однако конструкция достаточно сложная (наличие канавок на патрубке, размещение в них дополнительных элементов - упорных колец), требуется точный расчет и высокоточное изготовление элементов соединения.
Отверстия во внешнем фланце, предназначенные для соединения с фланцем трубопровода, необходимо изготавливать в собранных полукорпусах задвижки.
Для обеспечения герметичности требуются уплотнительные элементы.
Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение технологичности изготовления полукорпусов и задвижек.
Технический результат достигается за счет того, что в полукорпусе задвижки, содержащем патрубок и связанные с ним посредством резьбового соединения внешний и внутренний фланцы, а также упорный элемент для смятия резьбы при соединении, предлагается упорный элемент выполнять в виде конической поверхности на патрубке и внутреннем фланце.
Кроме того, технический результат достигается за счет того, что в задвижка, содержащая корпус, выполненный из двух полукорпусов, в которых установлены седла с проходными каналами, установленное между полукорпусами промежуточное кольцо, в полости которого с возможностью поворота установлен шибер с проходным отверстием, при этом каждый полукорпус содержит патрубок, внешний фланец, установленный на резьбе и фиксируемый винтом, внутренний фланец, соединенный с патрубком посредством резьбового соединения со смятием резьбы, причем упорным элементом для смятия резьбы являются смежные конические поверхности патрубка и фланца, расположенные после резьбовых участков.
Проведенные патентные исследования показали, что заявляемое техническое решение характеризуется новизной. Кроме того, заявляемая конструкция является промышленно применимой.
Сущность заявляемого технического решения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен полукорпус задвижки, а на фиг.2 задвижка в сборе.
Полукорпус задвижки содержит патрубок 1, внешний фланец 2, внутренний фланец 3.
Внешний фланец 2 установлен на патрубке 1 посредством резьбового соединения и зафиксирован винтом 4.
Внутренний фланец 3 также установлен на патрубке 1 посредством резьбового соединения.
Смежные поверхности 5 патрубка и внешнего фланца за резьбовыми участками выполнены коническими с равными углами и конусностью 1:4…1:12.
Указанные конические поверхности 5 выполняют роль упорного элемента, обеспечивающего сминание резьбы при закручивании, а также выполняют функцию дополнительных уплотнительных поверхностей.
Задвижка содержит корпус, выполненный из двух полукорпусов, в которых закреплено промежуточное кольцо.7, в полости которого с возможностью поворота вокруг оси 8 размещен шибер 9 с проходным отверстием. Каждый полукорпус задвижки, как описано выше, включает патрубок 1, внешний фланец 2 и внутренний фланец 3.. Внешний фланец 2 установлен на резьбе и фиксируется винтом 4. Внутренний фланец 3 соединен с патрубком 1 при помощи резьбового соединения со смятием резьбы о коническую поверхность 5.
Полукорпус задвижки изготавливается следующим образом.
Отдельно изготавливаются патрубок 1, внутренний и внешний фланцы 2 и 3 соответственно.
На патрубке 1 на обоих концах выполняется резьба.
Со стороны внешнего фланца 2 длина резьбового участка патрубка 1 соответствует толщине фланца 2 в зоне соединения, а со стороны внутреннего фланца 3 длина резьбового участка меньше толщины фланца 3 в зоне соединения и составляет 0,4…0,6 толщины фланца. На остальной части патрубка 1, соответствующей толщине присоединяемого фланца 3 (зоне контакта с внешним фланцем 3), выполнена коническая поверхность 5 конусностью 1:4…1:12. Меньший диаметр конической поверхности 5 патрубка 1 больше диаметра резьбы на внешнем фланце 2.
Фланцы 2 и 3 снабжены ответной резьбой, при этом на внешнем фланце 2 длина резьбового участка соответствует толщине фланца 2, а длина резьбового участка фланца 3 меньше толщины фланца 3 и составляет 0,4…0,6 толщины фланца 3. Таким образом, длина резьбового участка фланца 3 соответствует длине резьбового участка патрубка 1 со стороны внутреннего фланца 3. На остальной части фланца 3 в зоне контакта с патрубком 1 выполнена коническая поверхность 5. Величина угла наклона конической поверхности 5 фланца 3 соответствует величине угла наклона конической поверхности 5 патрубка 1.
В процессе сборки на патрубок 1 со стороны внешнего фланца устанавливают внутренний фланец 3 до упора конических поверхностей 5 фланца 3 и патрубка 1. При дальнейшем накручивании внутреннего фланца 3 на патрубок 1 происходит смятие резьбы и уплотнение по коническим поверхностям внутреннего фланца 3 и патрубка 1. Смятие резьбы предохраняет фланец от самоотвинчивания и обеспечивает герметичность соединения. При этом отпадает необходимость в использовании дополнительных деталей, конструкция упрощается, что в целом положительно влияет на технологичность изготовления полукорпуса задвижки. В технологическую проточку во внутреннем фланце 3, образованную инструментом при нарезании внутренней резьбы, может быть установлено уплотнительное кольцо.
Затем на патрубок 1 устанавливается внешний фланец 2 до совпадения внешних торцевых поверхностей. Далее продолжают накручивание внешнего фланца 2 до установки отверстий 10 во внешнем фланце 2 до заданного положения. Для установки отверстий 10 в заданное положение из любого начального положения внешнего фланца 2 относительно внутреннего фланца 3 угол поворота составит не более 45°. При этом торцевые поверхности патрубка 1 и внешнего фланца 2 могут быть установлены в разных плоскостях. Внешний фланец 2 фиксируется винтом 4. Таким образом, соединительные элементы внешних фланцев 2 и патрубка 1 с фланцами трубопровода могут быть выполнены до сборки полукорпусов задвижки. Это также повышает технологичность изготовления.
Задвижка с раздельными полукорпусами собирается следующим образом. В собранных указанным образом полукорпусах изготавливаются посадочные места под седла 6. Производится установка всех элементов задвижки, в частности седел 6, промежуточного кольца 7, шибера 9 между полукорпусами, которые затем стягиваются болтами.
При работе задвижки шибер 9 поворачивается вокруг в своей плоскости, открывая или закрывая проход для жидкости.
Таким образом, задвижка с заявляемыми полукорпусами характеризуется технологичностью изготовления.