РЕГУЛЯТОР РАСХОДА

Предлагаемое 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 подвижного диска в виде реечной передачи (см. пат. РФ №2160860, МПК F 16 K 3/08, 31/54, 25.04.2000 г.).
Недостатком известного устройства является низкая надежность из-за размещения в корпусе реечной передачи, которую сложно защитить от воздействия коррозионной рабочей среды. В результате под действием коррозии быстро выходит из строя сама передача, а также нарушается герметичность корпуса, в котором расположена передача, и устройство преждевременно выходит из строя.
Известен регулятор расхода, в котором устранены отмеченные выше недостатки. Он содержит корпус с крышкой на резьбе, в котором размещены три контактирующих между собой запорных диска со сквозными аксиальными окнами для прохода среды. Два крайних диска закреплены в корпусе неподвижно и снабжены уплотнителями. Средний диск установлен с возможностью поворота и соединен с приводной рукояткой. В центре дисков выполнены отверстия для установки оси (см. патент РФ №2149302, МПК 7 F 16 K 3/08, 26.11.1997 г.).
Недостатком известного регулятора является недолговечность и недостаточная надежность. Это объясняется тем, что на контактирующих поверхностях запорных дисков при повороте подвижного диска возникают большие удельные нагрузки, что вызывает повышенный износ рабочих поверхностей и приводит к быстрому выходу регулятора из строя. Возможны пропуски среды между запорными дисками, а также через прорезь в стенке корпуса для рукоятки, так как уплотнительные элементы в конструкции не предусмотрены. Регулирование рабочего зазора между дисками с помощью крышки, установленной на резьбе, также является недостатком, так как резьбовое соединение при работе в коррозионной среде быстро превращается в неразборное из-за коррозии.
Задачей полезной модели является повышение надежности и долговечности регулятора расхода при эксплуатации его в агрессивной коррозионной среде в условиях высокого давления путем обеспечения герметизации.
Для решения этой задачи предлагается регулятор расхода, содержащий, как и наиболее близкий к нему известный, корпус с размещенными в нем тремя контактирующими между собой запорными дисками со сквозными аксиальными окнами для прохода среды и центральными отверстиями для размещения в них оси, причем два крайних диска установлены в корпусе неподвижно и снабжены уплотнениями, а средний диск установлен с возможностью поворота вокруг
оси и соединен с приводной рукояткой, выведенной наружу корпуса через прорезь, крышку, присоединенную к корпусу согласно полезной модели, на торцевых поверхностях среднего диска выполнены кольцевые канавки, внутренний диаметр которых больше диаметра окружности, описанной вокруг аксиальных окон для прохода среды и на боковых поверхностях среднего диска, по обе стороны от рукоятки выполнены кольцевые канавки для установки в них уплотнений, а между контактирующими поверхностями поворотного и неподвижных дисков образован рабочий зазор не более 0,3 мм, регулируемый с помощью крышки, прикрепленной к корпусу шпильками.
На фиг.1 показан регулятор расхода в разрезе в полностью открытом положении.
На фиг.2 показано взаимное расположение аксиальных окон для прохода среды в запорных дисках.
Регулятор расхода содержит корпус 1 и крышку 2. В полости корпуса 1 размещены запорные диски 3, 4, 5 с аксиальными окнами 6 для прохода среды. Диски 3 и 5 установлены в расточках корпуса 1 и крышки 2 неподвижно. Диск 4 установлен между двумя неподвижными дисками с возможностью поворота относительно оси 7, установленной в центральных отверстиях дисков. Благодаря установке поворотного диска 4 на оси 7 обеспечивается его стабильное положение в расточке корпуса 1 с необходимым рабочим зазором не более 0,3 мм. Диски 3, 5 снабжены прокладками 8, 9. Диск 4 и снабжен приводной рукояткой 10, которая может перемещаться по прорези 11 в стенке корпуса 1. С целью исключения пропусков среды через прорезь 11 по обе его стороны имеются уплотнения 12, установленные в кольцевых канавках на боковой поверхности поворотного диска 4. На торцевых поверхностях диска 4 предусмотрены кольцевые канавки с расположенным в них комбинированным уплотнителем, который состоит из фигурного кольца 13 из композиционного антифрикционного и уплотнительного материала и амортизатора 14, выполненного в виде резинового кольца. Внутренний диаметр кольцевых канавок больше диаметра окружности, описанной вокруг аксиальных окон 6 для прохода среды в запорных дисках. Между корпусом 1 и крышкой 2 расположены уплотнения 15 и дистанционные кольца 16. Корпус 1 и крышка 2 стянуты шпильками 17 и гайками 18.
Регулятор расхода работает следующим образом.
В исходном положении, показанном на фиг.1 и фиг.2, аксиальные окна 6 для прохода среды во всех трех дисках расположены на одной оси, образуя два параллельных канала для прохода среды, т.е. в этом положении регулятор обеспечивает максимальный расход среды.
При повороте подвижного диска 4 на некоторый угол от исходного положения, расположенные в нем аксиальные окна 6 для прохода среды смещаются относительно аксиальных окон 6 в неподвижных дисках 3, 5 «живое» сечение каналов для прохода среды уменьшается и пропорционально ему уменьшается расход среды через регулятор. При повороте приводной рукоятки 10 на 90°, до упора, поворотный диск 4 также повернется вокруг оси 7 на 90°. При
этом аксиальные окна 6 в диске 4 полностью сместятся относительно окон в дисках 3, 5 и расход среды через регулятор полностью прекратится - регулятор закрыт. Для возобновления работы диск 4 с помощью рукоятки 10 поворачивают в обратном направлении.
Рабочий зазор не более 0,3 мм между торцами подвижного 4 и неподвижных 3, 5 дисков обеспечивает плавный, без заедания, поворот диска 4. Герметизация этого зазора осуществляется комбинированным упругим уплотнением, в котором фигурное кольцо 13, выполненное из композиционного антифрикционного материала, является уплотняющим элементом и снижает усилие трения, а амортизатор 14, выполненный в виде резинового кольца, обеспечивает необходимую упругость, компенсирует большие удельные нагрузки, предотвращает повышенный износ и разрушение кольца 13. При увеличении удельного давления кольцо 13 утапливается в кольцевую канавку, деформируя амортизатор 14, а при уменьшении давления возвращается в первоначальное положение благодаря упругости амортизатора. По мере износа уплотнителя рабочий зазор может быть восстановлен за счет подбора и установки набора дистанционных колец 16 между сопрягаемыми плоскостями корпуса 1 и крышки 2 и затяжки гаек 17 и шпилек 18.
Экономический эффект от внедрения полезной модели в условиях, где рабочей средой является пластовая вода, обладающая высокой коррозионной активностью, будет получен за счет обеспечения длительного срока работы регулятора расхода, который достигается за счет обеспечения герметизации.