ЗАДВИЖКА ДЛЯ МАГИСТРАЛЬНОГО ТРУБОПРОВОДА

Устройство относится к машиностроению, а именно к арматуростроению и может быть использовано в качестве запорной арматуры на трубопроводах АЭС, ТЭС, магистральных нефте- и газопроводах.
Известен компенсатор давления клиновых задвижек [1] содержащий перепускной клапан, имеющий полый корпус с входным, выходным и средним каналами для сообщения полости корпуса соответственно с входным, выходным патрубками и со средней полостью задвижки, а также элементы для соединения указанных каналов с соответствующими патрубками и, при необходимости, со средней полостью, при этом в полости корпуса клапана установлен золотник с возможностью перемещения в сторону меньшего давления среды под действием избыточного давления во входном или выходном каналах с перекрытием соответственно выходного или входного каналов корпуса клапана. Известный компенсатор давления клиновых задвижек предназначен для сброса избыточного давления жидкой среды (нефти), возникающего в средней полости клиновой задвижки вследствие технологического нагрева из-за разницы коэффициентов линейного расширения проводимой среды (нефти) и металла корпуса задвижки при закрытом затворе, в один из патрубков, имеющий меньшее давление проводимой среды, чем в средней полости задвижки. При этом компенсатор обеспечивает герметичность при функционировании задвижки.
Недостатком известной конструкции компенсатора давления клиновых задвижек [1] является недостаточная надежность и невысокая технологичность, обусловленные сложностью конструкции.
Известна шиберная задвижка [2] включающая корпус, крышку, шибер и шток с уплотнительными узлами. Последние установлены с образованием между ними кольцевой полости. Эта полость соединена с атмосферной через нормально закрытый клапан. С полостью задвижки эта полость соединена через отсечное устройство. Отсечное устройство выполнено в виде цилиндра, разделенного поршнем на смежные полости. Одна из смежных полостей сообщена с кольцевой полостью, другая - с полостью корпуса. Цилиндр снабжен штоком с выходом в атмосферу, имеющим возможность взаимодействовать с поршнем. Шток цилиндра выполнен полым и снабжен обратно закрытым клапаном.
Недостатком известной конструкции компенсатора давления клиновых задвижек [2] является недостаточная надежность и невысокая технологичность, обусловленные сложностью конструкции.
Наиболее близкой по существенным признакам к конструкции предлагаемого устройства и взятой за прототип является известная конструкция шиберной задвижки [3], включающая корпус с компенсационной камерой, подводящим и отводящим патрубками, шибер, соединенный со штоком, уплотнитель, привод. Шибер выполнен в виде эластичного стакана и снабжен переводником, жестко соединенным с закладной деталью, которая установлена в торце стакана, в осевом канале которого установлена кольцевая пружина, выполненная с возможностью поджатая сверху переводником, соединенным со штоком, при этом нижнее кольцо кольцевой пружины установлено на донышко стакана и снабжено трубкой, пропущенной посредством перемычки в полость компенсационной камеры, причем в переводнике выполнен дренажный канал, соединяющий осевой канал корпуса над стаканом через трубку с компенсационной камерой, снабженной перепускным клапаном.
Недостатком конструкции известной шиберной задвижки [3] является недостаточная надежность и невысокая технологичность, обусловленные сложностью конструкции.
Технический результат предлагаемого устройства заключается в повышении надежности в работе за счет снижения вероятности заиливания как внутренней полости компенсационной камеры, так и канала, связывающего внутреннюю полость задвижки с компенсационной камерой.
Достигается технический результат тем, что на шпинделе установлен шомпол, который размещен на таком расстоянии от верхней части затвора, что при положении затвора «открыто» он входит во внутрь канала, связывающего внутреннюю полость, образуемую корпусом и крышкой, с внутренней полостью компенсационной камеры, тем самым прочищая его, а в положении затвора «закрыто» указанный канал оказывается открытым.
На фиг. 1 представлен общий вид устройства в продольном разрезе в положении затвора «закрыто». На фиг. 2 представлен общий вид устройства в продольном разрезе в положении затвора «открыто».
Устройство включает в себя корпус 1, снабженный крышкой 2, уплотнительный элемент 3, установленный в отверстии крышки 2 через которое проходит шпиндель 8, и обеспечивающий герметичность подвижного соединения «крышка-шпиндель». На наружной поверхности устройства установлена компенсационная камера 4, которая посредством канала 5 связана с внутренней полостью 6 устройства, образуемой корпусом 1 и крышкой 2. Шпиндель 8 одним концом связан с приводом 9, а другим концом - с затвором 7. На шпинделе 8 установлен шомпол 10. Компенсационная камера 4 может быть выполнена, например, упругодеформируемой в виде пустотелой гильзы с гофрированной стенкой, что позволит ей увеличиваться в размерах по мере увеличения давления во внутренней полости 6 устройства и возвращаться к исходным размерам по мере нормализации давления.
Шомпол 10 установлен на шпинделе 8 на таком расстоянии от верхней части затвора 7, что при положении затвора 7 «открыто» он входит в канал 5, связывающий внутреннюю полость 6, образуемую корпусом 1 и крышкой 2, с внутренней полостью компенсационной камеры 4, прочищая его при этом, а в положении затвора «закрыто» указанный канал 5 оказывается открытым.
Работает предлагаемое устройство следующим образом.
При нахождении затвора 7 в положении «открыто» осуществляется свободный ток рабочей среды через устройство. При этом рабочая среда неизбежно попадет во внутреннюю полость 6 устройства, образуемую его корпусом 1 и крышкой 2. При этом на внутренних стенках внутренней полости 6 устройства будет появляться налет, т.е. происходить их заиливание. Также заиливанию будет подвержен канал 5, а с учетом того что он имеет небольшое рабочее сечение, то даже при небольшом сроке службы устройства может произойти его закупорка в результате заиливания.
Благодаря шомполу 10 канал 5 при каждом открытии затвора 7 будет прочищаться в результате чего исключается возможность закупорки канала 5 и тем самым повышается надежность устройства в целом.
При нахождении затвора 7 в положении «закрыто» канал 5 оказывается открытым. Таким образом, в результате возникновения во внутренней полости 6 избыточного давления, например в результате увеличения температуры, происходит расширение компенсационной камеры 4, сообщающейся каналом 5 с внутренней полостью 6, имеющей упругодеформируемую гофрированную стенку, за счет этого происходит компенсация давления и корпусные детали задвижки не испытывают чрезмерно больших нагрузок. По мере уменьшения давления во внутренней полости 6 устройства (при открывании затвора 7 или остывании рабочей среды) компенсационная камера 4 сжимается возвращаясь к исходным размерам.
Благодаря наличию компенсационной камеры 4, сообщающейся с внутренней полостью 6 устройства, обеспечивается повышение надежности в работе за счет исключения вредных последствий в виде разрыва корпуса 1 и крышки 2 устройства, выдавливания рабочей среды из внутренней полости 6 устройства в окружающую среду через уплотнительный элемент 3 под действием избыточного давления во внутренней полости 6 устройства.
Поскольку в рабочей среде, в частности нефти, могут содержаться частицы склонные к оседанию на стенках корпусных деталей в застойных зонах движения будет происходить заиливание контактирующих с ней внутренних поверхностей, в том числе и канала 5.
Большую часть срока службы устройство будет работать в положении затвора 7 «открыто» при этом благодаря наличию шомпола 10 будет исключена возможность закупорки канала 5 в результате заиливания. Чрезмерное заиливание компенсационной камеры 4 приведет к существенному ухудшению ее компенсационных свойств, что может стать причиной выхода из строя устройства.
Наличие шомпола 10, установленного на шпинделе 8, будет способствовать обеспечению повышения надежности в работе устройства за счет исключения вероятности заиливания канала 5, связывающего внутреннюю полость 6 устройства с компенсационной камерой 4.
БИБЛИОГРАФИЯ
1. Описание полезной модели к патенту RU 131116, приоритет от 26.12.2012., опубликовано 26.12.2012.
2. Описание изобретения к патенту RU 2208731, приоритет от 05.06.2002, опубликовано 20.07.2003.
3. Описание изобретения к патенту RU 2496041, приоритет 23.07.2012, опубликовано 20.10.2013.