БЫСТРОСЪЕМНЫЙ КОНЦЕВОЙ ЗАТВОР

Полезная модель относится к устройствам, обеспечивающим эксплуатацию магистральных трубопроводов, и может быть использована в газовой и нефтяной промышленности, а также в других областях в качестве запорных элементов люков.
Известно, что в различных отраслях промышленности работающие под давлением магистральные, промысловые и технологические нефтегазопроводы, трубопроводы пара и горячей воды нуждаются в регулярных регламентных работах по диагностике и обслуживанию, например, для удаления различных отложений со стенок внутренних полостей. К устройствам концевых затворов в настоящее время предъявляются возросшие требования к быстродействию, а также простоте и надежности концевых затворов.
Известно устройство для запирания крышки сосуда (RU №2249135 С1, 18.08.2003, МПК F16J 13/16), работающего под давлением, которое содержит крышку с механизмом ее подъема, установленную на корпусе, быстроразъемное конусно-фланцевое соединение, механизм закрытия крышки, снабженный двумя гидроцилиндрами, механизм подъема крышки, снабженный гидродомкратом, прокладку между фланцем корпуса и крышки спирально-навитой в виде металлического каркаса.
Кроме того, известно устройство высокого давления (RU №2103596 С1, 04.11.96, МПК F17D 3/08), состоящее из корпуса, крышки, замкового узла и поворотного устройства, в котором крышка концевого затвора соединена с корпусом посредством поворотного устройства, представляющего собой подшипник скольжения, корпус которого приварен на наружной стороне затвора, диаметрально противоположно замковому узлу. Для открывания затвора последний снабжен поворотным кронштейном, один конец которого пропущен через подшипник скольжения, а второй закреплен на кольце крышки рым-болтом.
Известные устройства требуют большого количества механизмов, необходимо значительное время для закрытия или открытия, кроме того, отсутствуют элементы страховки от случайной и несанкционированной разгерметизации затвора.
В качестве наиболее близкого аналога выбрано устройство (RU №2319058 С1, 14.08.2006, МПК F16L 13/16), содержащее корпус, установленные внутри него крышку, средство для притягивания крышки к посадочном месту корпуса, установленное на наружной стороне корпуса, поворотное устройство, выполненное в виде шарнирного соединения коромыслом, удлиненное плечо коромысла поворотного устройства соединено с корпусом осью, установленной в установочных направляющих ребрах-пластинах, жестко закрепленных на внешней стенке корпуса затвора, а укороченное - шарнирно с крышкой затвора через ступицу, расположенную в геометрическом центре крышки затвора.
Недостатком данного известного устройства является необходимость центрирования крышки, требуется значительное время для закрытия или открытия, кроме того, в устройстве затвора отсутствуют элементы страховки от случайной и несанкционированной разгерметизации.
Задача предлагаемой полезной модели сокращение времени открывания и закрывания концевого затвора с соблюдением мер безопасности.
Технический результат предлагаемой полезной модели достигается тем, что быстросъемный концевой затвор, содержащий корпус, крышку, уплотняющий элемент, узел открытия и закрытия, установленное на корпусе поворотное устройство, на котором закреплена крышка, существует вариант, в котором узел открытия и закрытия затвора выполнен в виде кривошипного механизма, содержащего на одном конце поворотную шайбу, по периметру которой на осях закреплены тяги и поворотные кулачки на другом конце, при этом конец дуги поворотного устройства также установлен на оси в геометрическом центре крышки.
Использование кривошипного механизма, содержащего на одном конце поворотную шайбу, по периметру которой на осях закреплены тяги, и поворотные кулачки на другом конце, позволяет за короткое время совершить закрытие или открытие крышки, за счет приложения усилия вращения на штурвал запирания/отпирания, который поворачивает поворотную шайбу и позволяет запереть или отпереть кулачок в корпусе за счет тяг, закрепленных с одной стороны на самой поворотной шайбе, а с другой на кулачке и позволяет осуществить освобождение крышки усилием руки оператора в независимости от размеров крышки на угол менее 90 градусов.
Установка узла открытия и закрытия затвора и дуги поворотного устройства на одной оси в геометрическом центре крышки позволяет за короткое время и при минимальном усилии поднять крышку после открытия (опустить крышку для закрытия), а так же после открытия и поднятия крышки отвести в ее любую сторону от оператора для обслуживания емкости или трубопровода. Таким образом, достигается раздельное регулирование положения поворотного устройства и крышки корпуса затвора как при монтаже, так и при эксплуатации.
В качестве уплотнения быстросъемного концевого затвора применена манжета для подвижных соединений с радиальным уплотнением, что не требует запирающих устройств типа коромысла.
Для обеспечения безопасности работы в конструкции затвора предусмотрена предохранительное устройство в виде заглушки, которая блокирует узел открытия и закрытия затвора и предотвращает самопроизвольное открытие при наличии давления во внутренней полости корпуса затвора, а также в случае неисправности манометров и/или датчиков давления.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, на которых представлено следующее:
на Фиг. 1 схематически представлен вид затвора в закрытом положении - общий вид;
на Фиг. 2 - вид А-А затвора в закрытом положении;
на Фиг. 3 - разрез Б-Б затвора в закрытом положении.
Быстросъемный концевой затвор (Фиг. 1) состоит из корпуса 1, крышки 2, узла открытия и закрытия, выполненного в виде кривошипного механизма, содержащего на поворотную шайбу 4, тяги 9 и поворотные кулачки 10, шайбы скольжения 3, поворотную шайбу 4, штурвал запирания/отпирания 5, ось 6, стопорное кольцо 7, болт 8, тягу 9, кулачок 10, опорную пластину 11, стакан 12, поворотную дугу 13, штурвал подъемный/опускающий 14, предохранительную заглушку 15.
На наружной стороне крышки 2 (Фиг. 2) в ее геометрическом центре вкручена ось 6, на ось 6 надета поворотная шайба 4 кривошипного механизма, на которой с помощью болтов 8 закреплены три тяги 9 одним концом, а на другом конце тяг 9, с помощью болтов 8 закреплены три кулачка 10. Кулачки 10 дополнительно зафиксированы на крышке 2 с помощью болтов 8. На ось 6 также насажен штурвал запирания/отпирания 5 и зафиксирован стопорным кольцом 7 и болтами 8. Опорная пластина 11 (Фиг. 3) приварена к наружной стороне корпуса 1, на опорной пластине 11 установлен стакан 12, в который через шайбы скольжения 3 установлен один конец поворотной дуги 13, а другой конец закреплен на оси 6. Штурвал подъема/опускания 14 также установлен на оси 6. Предохранительная заглушка 15 (Фиг. 2) вкручена в крышку 2 перед тягой 9. Вращение поворотной шайбы 4, поворотной дуги 13 и штурвала подъема/опускания 14 осуществляют благодаря шайбам скольжения 3. При закрытом состоянии затвора предохранительная заглушка 15 не позволяет выполнить вращение штурвалом запирания/отпирания 5 и открыть крышку до сброса давления.
Быстросъемный концевой затвор работает следующим образом.
Открывание затвора производится в следующем порядке. Необходимо отвернуть предохранительную заглушку 15 до ее полного освобождения, при этом, если в системе имеется избыточное давление, оно выйдет через радиальное отверстие, направленное в сторону от оператора. Затем, вращая штурвал запирания/отпирания 5, приводят в действие кривошипный механизм, состоящий из трех кулачков 10 и трех тяг 9, поворотной шайбы 4. Освобождают крышку 2 и поднимают ее до полного выхода из корпуса 1 путем вращения штурвала подъема-опускания 14. После подъема крышки 2 из корпуса 1 с помощью поворотной дуги 13 отводят крышку 2 за пределы корпуса 1, освобождают внутреннее пространство (открывают доступ) для обслуживания емкости или трубопровода. При закрытии крышки 2 операции производятся в обратном порядке.
Таким образом, использование предлагаемого технического решения позволяет сократить время открывания и закрывания концевого затвора с соблюдением мер безопасности. Изготовление быстросъемного концевого затвора не требует длительного производственно-технологического цикла.
Источники информации
1. Патент RU №2249135 C1, 18.08.2003, МПК F16J 13/16.
2. Патент RU №2103596 C1, 04.11.96, МПК F17D 3/08.
3. Патент RU №2319058 C1, 14.08.2006, МПК F16L 13/16.