ПОЛУКОРПУС ШИБЕРНОЙ ЗАДВИЖКИ

Полезная модель относится к области нефтегазового и химического машиностроения и может быть использована в качестве регулирующего и запорного устройства на трубопроводах, транспортирующих нефть, газ или жидкость с рабочим давлением до 35 МПа с условным проходом 50-100 мм.
Известна конструкция полукорпуса, состоящего из патрубка, внешнего и внутреннего фланцев, по меньшей мере на одном конце патрубка выполнена резьба. Внешний фланец и/или внутренний фланец соединен с патрубком при помощи резьбового соединения со смятием резьбы (см. патент РФ на изобретение №2354875 по классу МПК F16K 3/06, заявл. 01.10.2007 г., опубл. 10.05.2009 г. «Полукорпус шиберной задвижки и шиберная задвижка»).
Недостатком известной конструкции полукорпуса шиберной задвижки является трудоемкость изготовления резьбовых и/или уплотнительных поверхностей, требующих высокой точности поверхностей сопряжения ответных деталей, при малейшем отклонении размеров в местах сопряжения деталей при изготовлении и в процессе эксплуатации задвижек велика вероятность разгерметизации корпусных деталей задвижек, конструкция полукорпусов, состоящих из двух-трех частей, соединенных посредством резьбы, вынуждает производить дальнейшую механическую обработку фланцев после сборки, что влечет за собой разработку специальной оснастки, при этом основным недостатком такой конструкции является то, что линия разъема деталей находится в области концентрации внутренних напряжений, причем пиковое значение напряжения приходится на место перехода с фланца на патрубок (шейку фланцевого соединения).
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемому полукорпусу шиберной задвижки и выбранным в качестве наиболее близкого аналога является полукорпус шиберной задвижки, состоящий из патрубка, внешнего и внутреннего фланцев (см. патент РФ на полезную модель №97789 по классу МПК F16K 3/06, Заявл. 24.11.2009 г., опубл. 20.09.2010 г. «Полукорпус шиберной задвижки»).
При этом в известной конструкции полукорпуса на одном конце патрубка выполнена резьба, оканчивающаяся кольцевой канавкой с установленным в ней упорным кольцом, внутренний фланец установлен на патрубок посредством стопорного кольца.
Недостатком известной конструкции полукорпуса шиберной задвижки является то, что полукорпус состоит из трех отдельных частей, внешний фланец соединен с патрубком посредством резьбового соединения, что влечет за собой увеличение трудоемкости изготовления полукорпуса, внутренний фланец установлен на патрубке посредством взаимодействия поверхностей, при этом на патрубке и внутреннем фланце выполнены канавки, в которых установлено стопорное кольцо, что также усложняет конструкцию полукорпуса. Кроме того, основным недостатком такой конструкции является то, что линия разъема деталей находится в области концентрации внутренних напряжений, что влечет за собой снижение прочностных характеристик корпусных деталей задвижки, повышает вероятность поломок полукорпуса и выхода из строя задвижки в целом.
Задачей предлагаемой полезной модели является создание полукорпуса шиберной задвижки с высокими прочностными характеристиками при одновременном снижении трудоемкости изготовления и достижении высокой степени герметичности.
Техническим результатом, позволяющим решить эту задачу, является изготовление полукорпуса из двух соединяемых деталей за счет наличия установочных поверхностей, выполненных в виде конуса и конусных расточек под приварку, причем конусные расточки каждой из соединяемых деталей расположены на расстоянии 11-200 мм от внутренней торцевой поверхности фланцев, следовательно, техническим результатом является смещение линии разъема соединяемых деталей полукорпуса из области концентрации внутренних напряжений.
Кроме того, задачей предлагаемой полезной модели является расширение арсенала технических средств, являющихся наиболее ответственными деталями в устройствах, обеспечивающих регулирование потока при транспортировке по трубопроводам нефти, газа или жидкости, следовательно, дополнительный технический результат заключается в реализации этого назначения.
Поставленная задача достигается тем, что в полукорпусе шиберной задвижки, состоящем из патрубка, внешнего и внутреннего фланцев, согласно полезной модели полукорпус выполнен из двух соединяемых деталей, одна из которых выполнена за одно целое с внешним фланцем, а другая выполнена за одно целое с внутренним фланцем, при этом соединяемые детали полукорпуса снабжены установочными поверхностями, выполненными в виде конуса, и конусными расточками под приварку, при этом конусные расточки каждой из соединяемых деталей расположены на расстоянии 11-200 мм от внутренней торцевой поверхности фланцев.
Установочные поверхности могут быть выполнены в виде конуса под углом 3-30°, длиной 10-20 мм, при этом толщина места контакта внутренней детали может быть равна 2,5-7,0 мм.
Проведенные исследования по патентным и научно-техническим источникам информации свидетельствуют о том, что предлагаемый полукорпус шиберной задвижки неизвестен, т.е. соответствует критерию «новизна».
Предлагаемый полукорпус шиберной задвижки может быть изготовлен на любом предприятии, специализирующемся в данной отрасли, т.к. для этого требуются известные материалы и стандартное оборудование, широко выпускаемое отечественной и зарубежной промышленностью.
Таким образом, заявляемый полукорпус шиберной задвижки соответствует критерию «промышленная применимость».
Выполнение полукорпуса из двух соединяемых деталей, одна из которых выполнена за одно целое с внешним фланцем, а другая выполнена за одно целое с внутренним фланцем из штампованной заготовки, позволяет сократить затраты на мех. обработку, упростить процесс изготовления полукорпуса, а снабжение соединяемых деталей полукорпуса установочными поверхностями, выполненными в виде конуса, и конусными расточками под приварку сократить время на сборку полукорпуса. При этом конусные расточки каждой из соединяемых частей расположены на расстоянии 11-200 мм от внутренней торцевой поверхности фланцев, что позволяет еще в большей степени увеличить прочностные характеристики, снизить трудоемкость изготовления.
Выполнение установочных поверхностей в виде конуса под углом 3-30°, длиной 10-20 мм, с толщиной места контакта внутренней детали, равной 2,5-7,0 мм, позволяет упростить процесс сборки полукорпуса, снизить трудоемкость его изготовления, достичь герметичности.
Таким образом, совокупность существенных признаков предлагаемого полукорпуса шиберной задвижки позволяет достичь заявленного технического результата, а именно смещения линии разъема соединяемых частей полукорпуса из области концентрации внутренних напряжений.
И, следовательно, решить поставленную задачу - создание полукорпуса шиберной задвижки с высокими прочностными характеристиками при одновременном снижении трудоемкости изготовления и сборки, достижении высокой степени герметичности.
Предлагаемая полезная модель поясняется чертежами:
На фиг. 1 - общий вид полукорпуса шиберной задвижки.
На фиг. 2 - выносной элемент А фиг. 1.
На фиг. 3 - Эпюра распределения изгибных напряжений на наружной поверхности шейки фланцевого соединения в продольном сечении полукорпуса.
Полукорпус шиберной задвижки состоит из патрубка 1, внешнего 2 и внутреннего 3 фланцев, полукорпус выполнен из двух соединяемых деталей 4, 5, одна из которых 4 выполнена за одно целое с внешним фланцем 2, а другая 5 выполнена за одно целое с внутренним фланцем 3, соединяемые детали 4, 5 полукорпуса снабжены установочными поверхностями, выполненными в виде конуса, и конусными расточками под приварку, при этом конусные расточки каждой из соединяемых деталей расположены на расстоянии 11-200 мм от внутренней торцевой поверхности фланцев.
Установочные поверхности могут быть выполнены в виде конуса под углом 3-30°, длиной 10-20 мм, при этом толщина места контакта внутренней детали равна 2,5-7,0 мм.
Полукорпус шиберной задвижки изготавливают следующим образом.
Отдельно изготавливают соединяемые детали 4, 5, при этом используют круглые заготовки, соразмерные фланцам 2, 3, далее выполняют установочные поверхности в виде конуса и конусные расточки под приварку в каждой детали 4, 5, при этом конусные расточки каждой из соединяемых деталей выполняют на расстоянии 11-200 мм от внутренней торцевой поверхности соответствующих фланцев, установочные поверхности выполняют в виде конуса под углом 3-30°, длиной 10-20 мм, с толщиной места контакта внутренней детали, равной 2,5-7,0 мм, затем приступают к сборке: производят соединение деталей 4, 5 путем вставки одной детали в другую через установочные поверхности и далее производят сварку, которую проводят в зоне затухания краевого эффекта от изгибных напряжений. Для осуществления процесса приварки достаточно одного приспособления для зажима деталей, предварительно соединенных друг с другом. В результате получаем полукорпус с высокими прочностными характеристиками, обладающий низкой трудоемкостью и высокими прочностными характеристиками и одновременно высокой степенью герметизации.