Устройство запорно-регулирующее

Предлагаемая полезная модель относится к запорно-регулирующим устройствам и предназначена для ручного регулирования расхода (давления) рабочей среды путем изменения проходного сечения затвора за счёт изменения положения заслонки, а также перекрытия потока рабочей среды, в трубопроводе.
Устройство может быть использовано для регулирования расхода сред, свойства которых удовлетворяют требованиям технических характеристик устройства.
Устройство устанавливается на технологических трубопроводах, предназначенных для транспортировки жидкой или газообразной рабочей среды, в том числе горючей и воспламеняющейся, используемой в процессах нефтехимии и нефтепереработки, добычи, транспорта, хранения и подготовки газа.
Устройство должно устанавливаться на трубопроводе в соответствии со стрелкой, указывающей направление движения рабочей среды.
Известно шиберное регулирующее устройство см. патент РФ №57409 от 10.10.2006. Данное устройство имеет корпус с перепускным каналом для прохода текучей среды, снабженный подходящими средствами для монтажа на трубопроводе и направляющими в виде пластин из стойкого к коррозии и/или абразивному износу материала, которые закреплены в корпусе практически под прямым углом к геометрической оси указанного канала и имеют окна, соответствующие этому каналу по форме и площади проходного сечения, шиберную пластину из стойкого к коррозии и/или абразивному износу материала, которая размещена между направляющими пластинами по скользящей посадке, и подходящий привод возвратно-поступательного перемещения шиберной пластины вдоль направляющих пластин между позициями «закрыто» и «открыто». При этом перепускной канал корпуса футерован гильзами, которые, по меньшей мере, частично изготовлены из стойкого к коррозии и/или абразивному износу материала, плотно установлены внутри корпуса, служат упорами для направляющих пластин и зафиксированы от осевого смещения упорными резьбовыми втулками, а шиберная пластина имеет в верхней части окно для прохода текучей среды.
Недостатком данного устройства являются невозможность работы в условиях большого перепада давления.
Наиболее близким техническим решением является клапан регулирующий (см. патент РФ на полезную модель №194097). Данный клапан выполнен в виде корпуса, состоящего из двух скрепленных половин, внутри которого установлены плоские пластины и шиберная пластина-заслонка, размещенная между направляющими плоскими пластинами, и привода, осуществляющего перемещение заслонки. При этом плоские пластины выполнены в виде фланца и неподвижного вкладыша и размещены в основной части корпуса, закрываемой крышкой корпуса. Внутри крышки корпуса, фланца, заслонки, неподвижного вкладыша и в выходном канале корпуса установлены втулки. При этом втулка крышки корпуса выполнена с плавно уменьшающимся сечением отверстия, переходящим в отверстие втулки фланца, а втулка заслонки выполнена в виде цилиндрической детали с равномерно расположенными по периметру сечения осевыми отверстиями.
Недостатком данного устройства является недостаточная пропускная способность клапана ввиду отсутствия полнопроходного канала.
Технический результат - повышение срока эксплуатации устройства при высокой пропускной способности.
Технический результат достигается тем, что устройство запорно-регулирующее, выполнено в виде скрепленных корпуса и крышки с центральным проходным каналом, между которыми внутри установлены неподвижный плоский вкладыш и заслонка, и привода, осуществляющего перемещение заслонки, а в выходном канале корпуса установлена втулка. При этом корпус включает: плоский вкладыш, прикрепленный к торцевой внутренней части корпуса и втулку, установленную во всей центральной части вкладыша и части корпуса. Заслонка размещена в направляющих, прикрепленных к корпусу, и включает: плоский вкладыш, прикрепленный к ее торцевой части и расположенный со стороны вкладыша корпуса, и втулку, установленную во всей центральной части плоского вкладыша заслонки и части заслонки. При этом втулки заслонки и корпуса образуют единый центральный проходной канал.
Втулки заслонки, корпуса и выходного канала корпуса, а также вкладыши заслонки и корпуса выполняют из материала с высокой твердостью.
Крышка крепится к корпусу посредством гаек и шпилек.
Привод, осуществляющий перемещение заслонки, выполнен в виде рукоятки, осуществляющей перемещение винта-штока, и заслонки, прикрепленной к нему. Где винт-шток содержит указатель, показывающий величину пропускной способности клапана на шкале привода.
При этом втулка корпуса и втулка заслонки могут быть выполнены съемными и имеют отверстия, выбранные из любых геометрических форм и их комбинаций.
Сущность заявленного технического решения поясняется чертежами фиг.1-4, где на фигурах позициями обозначены следующие детали.
Конструкция устройства приведена на фиг. 1-4, где:
на фиг. 1 показан главный вид устройства в открытом положении в разрезе;
на фиг. 2 показан вид устройства сбоку (со снятой крышкой 20);
на фиг. 3 показан главный вид устройства в закрытом положении в разрезе;
на фиг. 4 показана выноска А - основные элементы затвора в сечении.
На фигурах изображены:
1-корпус;
2-защитная втулка;
3-вкладыш;
4-направляющая;
5-заслонка;
6-защитная втулка;
7-вкладыш;
8-винт-шток;
9-втулка;
10-рым-болт;
11-привод;
12-гайка ходовая;
13-упорный подшипник;
14-рукоятка;
15-втулка;
16-указатель;
17-шкала;
18-гайка;
19-шпилька;
20-крышка;
21-болт;
22-гайка;
23-кольцо резиновое уплотнительное;
24-кольцо защитное;
25-винт.
Устройство состоит из механизма регулирующего и привода.
Механизм регулирующий включает в себя корпус 1, в котором установлена неподвижная защитная втулка 2 с вкладышем 3. На вкладыше 3 между направляющими 4 находятся регулирующая заслонка 5 с защитной втулкой 6 и вкладышем 7. В пазе заслонки 5 установлен винт-шток 8.
Фиксированное вертикальное перемещение заслонки 5 обеспечивается направляющими 4, закрепленными неподвижно к торцу корпуса болтами 21.
Для защиты корпуса 1 и монтажного фланца на выходе устройства от эрозионного и абразивного износа, в нем расположена втулка 9 из сплава с высокой твердостью.
Для защиты проходных отверстий от эрозионного и абразивного износа в заслонке 5 и вкладыше 7 установлена защитная втулка 6 из сплава с высокой твердостью, для защиты проходного отверстия от эрозионного и абразивного износа в неподвижно установленном вкладыше 3 и проходного отверстия корпуса 1 установлена защитная втулка 2 из сплава с высокой твердостью.
Со стороны входа рабочей среды в корпус 1 установлена крышка 20, которая крепится к корпусу посредством гаек 18 и шпилек 19.
Для строповки при монтаже и демонтаже на трубопровод устройство оснащено рым-болтами 10.
Привод 11(фиг. 2) устанавливается в боковое отверстие корпуса 1 и крепится гайками 22.
Привод 11 выполнен в виде винта-штока 8 и ходовой гайки 12 с двумя упорными подшипниками 13. Возвратно-поступательное перемещение винта-штока 8 осуществляется вращением рукоятки 14, соединенной с ходовой гайкой 12 через втулку 15.
Величину пропускной способности определяют по положению указателя 16 относительно шкалы 17. Указатель 16 неподвижно закреплен на винте-штоке 8 винтом 25.
Устройство работает следующим образом.
Принцип работы заключается в изменении площади проходного сечения устройства за счет изменения положения регулирующей заслонки 5 с защитной втулкой 6 и вкладышем 7 относительно неподвижной защитной втулки 2 и вкладыша 3.
Необходимую величину пропускной способности устанавливают путем перемещения указателя 16 на соответствующую отметку шкалы 17.
у
у
Регулирование расхода рабочей среды от положения «ЗАКР.» до положения «100» % Kv по шкале 17 осуществляется вращением рукоятки 14 против часовой стрелки. Винт-шток 8 перемещает поступательно вверх заслонку 5 с защитной втулкой 6 и вкладышем 7 относительно неподвижной защитной втулки 2 и вкладыша 3. В результате проходное сечение в защитной втулке 2 увеличится, а указатель 16 переместится от отметки «ЗАКР.» до отметки «100» % Kv по шкале 17 (фиг. 1).
у
у
Регулирование расхода рабочей среды от положения «100» % Kv до положения «ЗАКР.» по шкале 17 осуществляется вращением рукоятки 14 по часовой стрелке. Винт-шток 8 перемещает поступательно вниз заслонку 5 с защитной втулкой 6 и вкладышем 7 относительно неподвижной защитной втулки 2 и вкладыша 3. В результате проходное сечение в защитной втулке 2 уменьшится, а указатель 16 переместится от отметки «100» % Kv до отметки «ЗАКР.» по шкале 17 (фиг. 2).
Новизна конструкции заключается в том, что предлагаемое запорно-регулирующее устройство способно выполнять функции регулирования расхода (давления) рабочей среды и обеспечивать в закрытом положении VI класс герметичности металл по металлу по ГОСТ 9544-2015 в течение определенного периода эксплуатации в зависимости от режимов и не ниже IV класса герметичности по ГОСТ 9544-2015 на протяжении всего оставшегося срока эксплуатации.
Достигнут высокий класс герметичности за счет притирки сопрягаемых поверхностей вкладышей 3 и 7, выполненных из твердого сплава ВК8, а также включением в конструкцию сменных защитных втулок 2 и 6, выполненных из твердого сплава ВК8, которые посредством уплотнительных резиновых колец 23 и защитных колец 24 обеспечивают высокий класс герметичности регулирующих элементов затвора.
Исключается эрозионный и абразивный износ поверхностей Б и В (фиг. 3) дорогостоящих вкладышей 3 и 7, функционально участвующих в сохранении герметичности устройства в закрытом положении, т.к. функции регулирования потока рабочей среды в предлагаемой конструкции возложены на сменные  защитные втулки 2 и 6, выполненных из твердого сплава ВК8, тем самым обеспечивается длительный срок эксплуатации устройства без нарушения технических характеристик (класса герметичности и пропускной характеристики).
В предлагаемом устройстве регулирующем шиберного типа за счет полнопроходной конструкции защитных втулок 2 и 6 (внутренний диаметр втулок соответствует условному проходу устройства) достигнута максимальная пропускная характеристика рабочей среды.
В предлагаемом устройстве имеется возможность изменять пропускную характеристику по требованию заказчиков данного типа продукции за счет изменения конфигурации проходного отверстия во втулках 2 и 6 (овальное отверстие, отверстие в виде паза, ряд цилиндрических отверстий и иных геометрических форм и их комбинаций) без замены дорогостоящих твердосплавных вкладышей 3 и 7.
В конструкции предлагаемого устройства регулирующего предусмотрена возможность замены быстро изнашиваемых деталей уплотнений штока 8 без демонтажа устройства с трубопровода, т.е. без перекрытия технологической линии и прекращения подачи транспортируемой среды.