ЗАПОРНАЯ АРМАТУРА 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.
Известна шиберная задвижка [Описание изобретения к авторскому свидетельству SU 517733, приоритет от 14.02.1975, опубликовано 16.06.1976], включающая: корпус, крышку, шибер, шток, привод. В корпусе установлены входной и выходной патрубки с подвижными седлами, принудительно уплотняемыми на ее рабочей поверхности. Подвижные седла соединены с патрубками подвижным соединением, с использованием уплотнительных элементов, обеспечивающих его герметичность. В месте подвижного сопряжения «шпиндель - отверстие в крышке» установлен сальниковый узел. Шпиндель приводится в движение посредством приводного устройства. На шибере по обеим сторонам в плоскостях, параллельных оси проходного сечения жестко установлены две рамки, а на поверхности седел выполнены пазы, в которых расположены продольные стороны рамок, перемещаемые в пазах седел своей передней частью и заклиниваемые в них в обоих крайних положениях.
Недостатком известной конструкции [Описание изобретения к авторскому свидетельству SU 517733, приоритет от 14.02.1975, опубликовано 16.06.1976], является ее сложность и невысокая долговечность. В известной конструкции отсутствуют направляющие для движения шибера, в результате чего при «открытии-закрытии» задвижки будет происходить колебательное движение шибера вместе со связанными через рамки подвижными седлами, что приведет к преждевременному выходу из строя уплотнительных элементов подвижного соединения седел с патрубками и появлению дополнительных динамических нагрузок на шпиндель и связанный с ним привод. Кроме того, в результате износа контактирующих поверхностей рамок шибера и пазов подвижных седел может произойти потеря герметичности перекрытия потока рабочей среды.
Известна прямоточная задвижка [Описание изобретения к авторскому свидетельству SU 394614, приоритет от 18.01.1971, опубликовано 22.08.1973], содержащая плоский шибер, в котором встроена плашка, постоянно прижимаемая пружиной к уплотнительным поверхностям седел входного и выходного патрубков. Плашка выполнена в виде дифференциального поршня, меньшая рабочая поверхность которого связана с входной полостью задвижки через отверстие в шибере, а большая рабочая поверхность соединена с выходной полостью задвижки каналом в теле плашки. По бокам плоского шибера выполнены два ряда канавок с шариками, распределяющими усилия, передаваемые на шибер. В корпусе напротив двух рядов шариков шибера сделаны соответствующие беговые дорожки, выполняющие роль направляющих для движения шибера.
Недостатком известной конструкции [Описание изобретения к авторскому свидетельству SU 394614, приоритет от 18.01.1971, опубликовано 22.08.1973] является ее сложность и износ беговых дорожек, выполняющих роль направляющих, кроме того при нахождении рабочей среды во внутренней полости задвижки будет происходить заиливание шариков и беговых дорожек, что может привести к заклиниваю шибера в промежуточном положении. Наличие встроенной в шибер плашки существенно усложняет конструкцию и снижает ее технологичность.
Наиболее близкой по существенным признакам к конструкции предлагаемого устройства и взятой за прототип является известная конструкция [Описание изобретения к патенту RU 2342579, приоритет от 18.12.2006, опубликовано 27.12.2008] шиберной задвижки, включающая корпус с подшиберным пространством, крышку с сальниковым узлом, входной и выходной патрубки, уплотнительные седла, подъемный шибер со сквозным проходным отверстием, направляющие пластины для шибера, шток, соединяющий шибер с приводом. Направляющие пластины выполнены заодно с уплотнительными седлами и снабжены уплотнительными поверхностями для шибера.
Недостатком известной конструкции [Описание изобретения к патенту RU 2342579, приоритет от 18.12.2006, опубликовано 27.12.2008] является повышенный износ сопряженных поверхностей соединения «шибер-седло», происходящий при движении шибера из положения задвижки «открыто» в «закрыто» и обратно.
Технический результат предлагаемой конструкции запорной арматуры для магистрального трубопровода заключается в снижении интенсивности износа сопрягаемых поверхностей подъемного шибера и уплотнительных седел путем снижения коэффициента трения между ними, а также снижении нагрузки на привод.
Достигается технический результат тем, что в запорной арматуре для магистрального трубопровода, включающей корпус, входной и выходной патрубки с уплотнительными седлами, крышку с сальниковым узлом, подъемный шибер, шток, привод, выше и ниже уплотнительных седел установлены смазывающие элементы, выполненные из твердого смазочного материала, причем эти элементы снабжены устройствами их прижима к подъемному шиберу.
На фиг. 1 представлена запорная арматура для магистрального трубопровода в продольном разрезе в положении «открыто». На фиг. 2 представлена запорная арматура для магистрального трубопровода в продольном разрезе в положении «закрыто».
Запорная арматура для магистрального трубопровода включает корпус 1, с подшиберным пространством 2, входной 3 и выходной 4 патрубки с уплотнительными седлами 5, 6, соответственно, крышку 7 с сальниковым узлом 8, подъемный шибер 9 со сквозным проходным отверстием 10, шток 11, связывающий подъемный шибер 9 с приводом 12. Выше уплотнительных седел 5, 6 входного 3 и выходного 4 патрубков со стороны плоских рабочих поверхностей 21, 22 подъемного шибера 9 установлены смазывающие элементы 13, 14, выполненные из твердого смазочного материала. В качестве твердого смазочного материала может быть использован, например, графит или молибден. Аналогичные смазывающие элементы 15, 16 установлены ниже уплотнительных седел 5, 6 входного 3 и выходного 4 патрубков со стороны плоских рабочих поверхностей 21, 22 подъемного шибера 9. Смазывающие элементы 13, 14, 15, 16 снабжены прижимными устройствами 17, 18, 19, 20, обеспечивающими их плотное примыкание к плоским рабочим поверхностям 21, 22 подъемного шибера 9. В качестве прижимных устройств 17, 18, 19, 20 могут быть использованы пружины сжатия.
Благодаря наличию смазывающих элементов 13, 14, 15, 16 плоские рабочие поверхности 21, 22 подъемного шибера 9 при его движении будут принудительно смазываться, в результате чего снизится коэффициент трения между плоскими рабочими поверхностями 21, 22 подъемного шибера 9 и уплотнительными седлами 5, 6 входного 3 и выходного 4 патрубков, а, следовательно, и интенсивность износа сопрягаемых плоских рабочих поверхностей 21, 22 подъемного шибера 9 и уплотнительных седел 5, 6 входного 3 и выходного 4 патрубков, также благодаря этому произойдет и снижение нагрузки на привод.
Работает предлагаемая запорная арматура для магистрального трубопровода следующим образом.
При нахождении запорной арматуры для магистрального трубопровода в положении «открыто» подъемный шибер 9 находится в нижнем положении, таким образом, что сквозное проходное отверстие 10 в нем находится напротив входного 3 и выходного 4 патрубков.
При необходимости перекрытия потока рабочей среды, транспортируемой по трубопроводу через запорную арматуру для магистрального трубопровода, привод 12 через шток 11 обеспечивает поступательное движение подъемного шибера 9 вверх. При этом смазывающие элементы 15, 16, прижимаемые прижимными устройствами 19, 20 к плоским рабочим поверхностям 21, 22 подъемного шибера 9 будут обеспечивать принудительное смазывание плоских рабочих поверхностей 21, 22 подъемного шибера 9 сопрягаемых с рабочими поверхностями уплотнительных седел 5, 6 входного 3 и выходного 4 патрубков в результате чего снизится коэффициент трения между упомянутыми сопрягаемыми поверхностями, а, следовательно, их износ будет сведен к минимуму и уменьшится нагрузка на привод.
При движении подъемного шибера 9 вниз в направлении открытия движения потоку рабочей среды смазывающие элементы 13, 14, прижимаемые прижимными устройствами 17, 18 к плоским рабочим поверхностям 21, 22 подъемного шибера 9 будут обеспечивать принудительное смазывание плоских рабочих поверхностей 21, 22 подъемного шибера 9 сопрягаемых с рабочими поверхностями уплотнительных седел 5, 6 входного 3 и выходного 4 патрубков в результате чего снизится коэффициент трения между упомянутыми сопрягаемыми поверхностями, а, следовательно, их износ будет сведен к минимуму и уменьшится нагрузка на привод.
Предлагаемая запорная арматура для магистрального трубопровода обладает высоким сроком службы благодаря снижению интенсивности износа сопрягаемых плоских рабочих поверхностей 21, 22 подъемного шибера 9 и уплотнительных седел 5, 6 входного 3 и выходного 4 патрубков за счет снижения коэффициента трения между ними путем обеспечения их принудительной смазки.