Задвижка клиновая сварная и способ её сборки
WELDED WEDGE GATE VALVE AND METHOD OF ITS ASSEMBLY

Изобретение относится к машиностроению, а именно к арматуростроению, в частности к задвижкам трубопроводной арматуры, предназначенным для использования на технологических линиях нефтегазодобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности, жилищно-коммунального хозяйства, а именно в трубопроводах для различных рабочих сред.
Известна задвижка шиберная, в которой корпус выполнен в виде фигурного стакана, внутри на основании которого установлен упор, имеющий возможность контакта с седлом. При этом по наружной поверхности фигурного стакана, с противоположных сторон выполнены вертикальные плоскости. Кроме того, корпус оснащен с двух противоположных сторон сквозными отверстиями. Каждое из последних соосно совмещено с отверстиями фланцев. Каждый из фланцев выполнен в виде ступенчатого цилиндра по наружной поверхности, имеющего на одной торцевой поверхности диаметр, соответствующий диаметру отверстия в корпусе. При этом корпус, фланцы, крышка, бугель, колпак выполнены из стальных цилиндров, изготовленных из проката (Патент № RU195020. Опубл. 13.01.2020).
Однако, не смотря на то, что известная задвижка имеет простой конструктив, невысокую себестоимость с сохранением прочностных характеристик, путем снижения износа и старения материала, при изготовлении ее корпуса не использованы стандартные элементы, известная задвижка имеет значительные весовые характеристики, трудоемка в изготовлении.
Известно средство соединения задвижки и штока клапана, в котором гайка затвора соединяет элемент затвора со штоком клапана и пружинными плунжерами, установленными в положении элемента затвора, и удерживает гайку затвора в положении на элементе затвора. При использовании с узлом ворот расширяющегося типа, имеющим элемент ворот и сегмент, гайка контактирует с сегментом узла ворот, чтобы ограничить расширение узла ворот, чтобы предотвратить привязку элемента ворот и сегмента к посадочным местам (Патент № US3893652A. Опубл. 1975-07-08).
Однако в известном техническом решении описан способ соединения внутренних элементов задвижки, а именно затвор со штоком клапана и пружинными плунжерами, такой способ соединения предупреждает вращение гайки затвора. В известном решении не описан способ соединения стандартных элементов, из которых изготавливают корпус задвижки.
Известна двухдисковая задвижка со сменным распорным кольцом, имеющий пару закрывающих дисков одинаковой формы, кольцевые закаленные посадочные поверхности которых входят в замыкающий контакт с седлом клапана. Разница в диаметре между посадочными поверхностями клапана и распорным кольцом обеспечивает шиберу повышенную гибкость (Патент № GB1584835А. Опубл. 1981-02-18).
Однако корпус в двухдисковой задвижки является выполненным с использованием чугунного литья, в котором установлены и соединены посредством прокладок внутренние элементы.
Известна задвижка клиновая с выдвижным шпинделем, в которой клин выполнен цельным из прокатной стали. Корпус оснащен грузоподъемными ушками, выполненными литьем за одно целое с корпусом со стороны центрального фланца симметрично с обеих сторон от него. Крышка выполнена в виде стакана, один из концов которого оснащен установочной втулкой, по наружной поверхности которой выполнена резьба, посредством последней упомянутая крышка соединена бугельным узлом. Последний выполнен в виде стойки, наружная поверхность которой выполнена фигурной по наружной поверхности и ступенчатой по внутренней поверхности (Патент № RU187348. Опубл. 01.03.2019 г.).
Однако при изготовлении ее корпуса не использованы стандартные элементы, известная задвижка имеет значительные весовые характеристики, трудоемка в изготовлении и сборке.
Известен способ сборки затвора клиновой задвижки, в котором полости входного и выходного патрубков выполняют профилированными, содержащими по крайней мере по одной кольцевой проточке, затем в них, со стороны клина, устанавливают гайки, после чего в кольцевые проточки патрубков устанавливают полукольца с образованием кольцевых выступов, после этого с внутренней стороны корпуса, со стороны клина, устанавливают седла и на их ответные резьбовые части, со стороны входной и выходной полостей патрубков, предварительно устанавливают гайки, после чего опускают клин до обеспечения взаимодействия его рабочих поверхностей с поверхностями седел, обеспечивая, таким образом, требуемое положение седел относительно корпуса задвижки и поверхностей клина, после чего седла окончательно фиксируют в заданном положении при помощи гаек, которые устанавливают на сторонах седел, противоположных его рабочим поверхностям (Патент № RU 2572030. Опубл. 27.12.2015).
Однако в известном способе описана последовательность компоновки внутренних элементов клиновой задвижки. При этом ее корпус выполнен методом механической обработки чугунного литья.
Известен способ сборки узла затвора клиновой задвижки, включающий изготовление седел и клина вне корпуса с окончательно обработанными уплотнительными полями, установку седел в корпус и клина между ними с последующим закреплением седел в корпусе, в котором седла и клин жестко фиксируют во взаимном их расположении в соответствии с положением «закрыто» затвора задвижки и обрабатывают с выполнением посадочных размеров как седел, так и ответных гнезд для них в корпусе равными. (Патент № RU2346198. Опубл. 10.02.2009 г.).
Однако в известном способе выполняют закрепление седла и в корпусе сваркой, а не компоновку корпуса из элементов стандартных изделий сваркой.
Известен способ сборки затвора клиновой задвижки, включающий установку седел в корпусе с последующим их закреплением и герметизацией методом сварки, в котором перед закреплением седел в корпусе сначала осуществляется установка клина между седлами, а затем производится самоустановка седел и клина относительно корпуса (Патент № RU 2151938. Опубл. 27.06.2000).
Однако, в известном способе сборки использован метод сварка для герметизации седел к корпусе, после их установки, а не для комплектования корпуса из простых по конструкции элементов стандартных изделий, сформированных из стальной ковки или штамповки.
Из исследованного уровня техники не выявлены релевантные источники информации заявляемому способу сборки.
Задачей настоящего изобретения является расширение арсенала технических средств путем создание облегченной задвижки из стандартных элементов с использованием метода сварки.
Технический результат проявляется в уменьшении весовых характеристик, сокращении трудоемкости изготовления, оперативности сборки корпуса клиновой задвижки, с сохранением герметичности.
Поставленный технический результат достигается тем, что в задвижке клиновой сварной, содержащей корпус, крышку, шток, на одном конце которого закреплен клин, а на противоположном маховик, при этом на штоке размещены сальниковый узел, стойка и подшипниковый узел, корпус выполнен в виде тройника, к боковым ответвлениям последнего приварены переходники, на одном из концов которых приварены фланцы, к центральному ответвлению приварен соединительный фланец, на котором установлен, посредством прокладки, дополнительный соединительный фланец, к последнему приварена заглушка эллиптическая, оснащенная центральным отверстием, при этом в центральном отверстии установлен сальник сальникового узла. При выполнении способа сборки задвижки клиновой сварной используют стандартные элементы конструкции: тройник, переходники, заглушку эллиптическую, которые выполняют методом ковки или штамповки, в заглушке эллиптической выполняют центральное отверстие, затем закрепляют методом сварки в боковых ответвлениях тройника седла и переходники, к концам которых приваривают фланцы, после чего приваривают к центральному ответвлению соединительный фланец, последний опосредованно соединяют с дополнительным соединительным фланцем, к которому приваривают заглушку эллиптическую, затем между седел размещают клин со штоком, на последнем располагают посредством сальника сальниковый узел, с помощью стойки подшипниковый узел и закрепляют маховик.
Настоящее изобретение поясняют подробным описанием и чертежом, на котором изображен разрез общего вида задвижки клиновой сварной в сборе.
Задвижка клиновая сварная содержит стандартные конструктивные элементы: корпус 1, переходники 2 и 3, фланцы 4 и 5, заглушку эллиптическую 6, соединительный фланец 7 и дополнительный соединительный фланец 8 выполненные методом ковки или штамповки. Корпус 1, выполнен в виде тройника. К боковым ответвлениям корпуса 1 приварены переходники 2 и 3. К каждому свободному концу переходников 2 и 3 приварены фланцы 4 и 5. К центральному ответвлению приварен соединительный фланец 6, на котором установлен, посредством прокладки 7, дополнительный соединительный фланец 8. В заглушке эллиптической 9 выполнено центральное отверстие. К дополнительному соединительному фланцу 8 приварена заглушка эллиптическая 9. Соединительный фланец 6 соединен с дополнительным соединительным фланцем 8 между собой резьбовыми соединениями, каждое из которых выполнено в виде шпилька 10 и болтов 11.
В центральном отверстии заглушки эллиптической 9 расположен шток 12, на одном конце которого закреплен клин 13, размещенный между седел 14 и 15. Седла 14 и 15 приварены к боковым ответвлениям тройника корпуса 1. В центральном отверстии заглушки эллиптической 9 установлен сальник 16 сальникового узла. В сальнике 16 расположен пакет из сальниковых колец 17, закрепленный посредством втулки 18 сальника, втулки 19, планки 20, и резьбовых соединений, каждое из которых выполнено из болта 21 и гайки 22. На планке 20 установлена стойка 23. На стойке 23 расположен стакан 24 подшипникового узла. В стакане 24 расположена пара подшипников 25 и 26, которые закреплены посредством втулки резьбовой 27 и стопорной гайки 28. На конце втулки резьбовой 27 закреплен маховик 29 с помощью крепежной гайки 30.
Способ сборки задвижки клиновой сварной осуществляют следующим образом.
При способ сборки задвижки клиновой сварной используют стандартные элементы конструкции: тройник 1, переходники 2, 3, фланцы 4 и 5, заглушку эллиптическую 6, которые выполняют методом ковки или штамповки, в заглушке 6 эллиптической выполняют центральное отверстие. Затем закрепляют методом сварки в боковых ответвлениях тройника 1, седла 14 и 15 и переходники 3 и 2. На концах последних устанавливают фланцы 4 и 5 с помощью отверстий, размещая концы переходников 2 и 3 на 2/3 в отверстиях фланцев 4 и 5. После чего приваривают фланцы 4 и 5 соответственно к переходникам 2 и 3. Соединительный фланец 6 приваривают к центральному ответвлению. Устанавливают дополнительный соединительный фланец 8 на соединительный фланец 6, располагая между ними прокладку 7 с помощью резьбовых соединений, каждое из которых выполняют из шпильки 10 и болтов 11. К дополнительному соединительному фланцу 8 приваривают заглушку эллиптическую 9. Клин 13, который закрепляют на одном из концов штока 12, устанавливают между седел 14 и 15. На штоке компонуют сальниковый узел из сальника 16, который устанавливают в центральном отверстии заглушки эллиптической 9 и закрепляют с помощью сварки. В сальнике 16 размещают пакет из сальниковых колец 17, на который устанавливают втулку 18 сальника. Снаружи сальника 16 устанавливают втулку 19. Затем устанавливают планку 20 которую закрепляют с втулкой 19 с помощью резьбовых соединений, каждое состоит из болта 21 и гайки 22. После чего размещают на штоке 12 стоку 23, на нее устанавливают стакан 24 подшипникового узла. Размещают, соответственно, в стакане 24: подшипник 25, втулку резьбовую 27, подшипник 26 и закрепляют, упомянутые элементы конструкции, гайкой 28. Затем на свободном конце втулки резьбовой 27, которая установлена на штоке 12, закрепляют маховик 29 с помощью крепежной гайки 30.
Задвижка клиновая сварная (далее задвижка) работает следующим образом.
Скомпоновали с помощью сварки элементы задвижки. Соединили входное и выходное отверстие с помощью фланцев 4 и 5 с концами трубопровода.
Управление задвижкой осуществляли с помощью маховика 29. Вращая маховик 29, передавали поступательное движение штоку 12, который, перемещаясь продольно, открывал или закрывал проходные отверстия корпуса 1 посредством клина 13.
Предлагаемое изобретение расширяет арсенал технических средств, используемых для соединения концов трубопровода при перемещении различных сред. Задвижка имеет легкий вес по отношению к задвижкам, изготовленным из чугунного литья.
Кроме того имеет уменьшенные весовые характеристики, сокращает трудоемкость изготовления, обладает возможностью быстрой сборки и разборки корпуса с сохранением герметичности.