Штурвальный ключ для открытия и закрытия штурвала задвижки запорной арматуры

Полезная модель относится к разным отраслям машиностроения, к монтажным инструментам, в частности к универсальным ключам для переключения потока нефти, газа и воды при подготовке и перекачке нефти, газа и воды, а именно при открытии или закрытии штурвалов задвижек запорной арматуры, которая находится в труднодоступных местах, например внутри колодцев.
Известен универсальный ключ для фиксирования деталей устьевой арматуры скважины, содержащий рукоятку и рабочую головку, состоящую из двух рычагов для сцепления рабочей головки и деталей устьевой арматуры скважины (патент RU № 165439, опубл. 20.10.2016). Рычаги расположены перпендикулярно рукоятке и параллельно друг другу с образованием открытого зева, при этом рабочая головка расположена на одном конце рукоятки. Ключ выполнен цельнолитым.
Недостатками устройства являются низкая эффективность и узкая область применения т.к. для полного оборота штурвала необходимо несколько раз переставлять устройство, что увеличивает время монтажа, а в труднодоступном месте ограничено его применение, также из-за своей конструктивной особенности является малопрочным при воздействии на него усилия на открытие и закрытие штурвала задвижки, отсутствие рычага выступающей части ребер жесткости с рукоятью позволяют отклоняться от своей вертикальной оси в процессе эксплуатации, высокая травмоопасность из-за наличия на нем конусообразного наконечника, что может привести к травме рабочего персонала.
Известен ключ для открытия (закрытия) клиновых задвижек, содержащий рукоятку, соединенную с рабочей поверхностью при помощи пальца, и штыри для удерживания направляющих штурвала задвижки (патент RU № 86264, опубл. 27.08.2009). Рабочая поверхность изготовлена в виде треугольника с тремя штырями для удерживания штурвала задвижки, и соединена при помощи пальца с рукояткой для складывания ключа вдвое.
Недостатками известной конструкции являются низкая эффективность и узкая область применения т.к. для полного оборота штурвала необходимо несколько раз переставлять устройство, что увеличивает время монтажа, а в труднодоступном месте ограничено его применение, также из-за своей конструктивной особенности возможно устойчивое зацепление с направляющими штурвала только в горизонтальном положении штурвала, а применение на наклонно расположенных штурвалах задвижки возникает опасность срыва устройства, в результате в процессе эксплуатации повышается травмоопасность для рабочего персонала. Также устройство является металлоемким, что неблагоприятно сказывается при переносе его на дальнее расстояние.
Техническими задачами являются повышение эффективности применения штурвального ключа за счет надежной фиксации при работе, исключения срыва, снижения времени монтажа/демонтажа задвижек, расширения возможности использования штурвального ключа при ближнем расположении штурвалов задвижек к емкостному оборудованию, что относится к коренным задвижкам РВС или запорной арматуры, которая находится внутри колодцев, а также снижение аварийных ситуаций и снижение металлоемкости.
Технические задачи решаются штурвальным ключом, содержащим рукоятку, соединенную с рабочей поверхностью при помощи пальца, и штыри для удерживания направляющей штурвала задвижки.
Новым является то, что рабочая поверхность выполнена из стали круглого сечения С-образной формы, изогнутой в плоскости приложения по окружности штурвала задвижки, на внутренней стороне рабочей поверхности винтом закреплена щека с шероховатой поверхностью, обеспечивающая фиксацию рабочей поверхности на штурвале задвижки после воздействия физических усилий, рукоятка выполнена с возможностью поворота на угол 90° относительно горизонтальной плоскости С-образной рабочей поверхности, а штыри выполнены в виде вилки с двумя зубцами, расположенными относительно друг друга под углом 35-55° и соединены с концом рабочей поверхности, изогнутым такой формы, обеспечивающей зацепление с одним из плеч направляющей штурвала задвижки.
На фиг. 1 изображен общий вид штурвального ключа.
На фиг. 2 изображен вид сбоку.
Штурвальный ключ содержит рукоятку 1, соединенную с рабочей поверхностью 2 при помощи пальца 3, и штыри 4 для удерживания направляющих 5 штурвала 6 задвижки. Рабочая поверхность 2 выполнена из проката стали круглого сечения, диаметром 20-25 мм, С-образной формы (серповидной), изогнутой в плоскости приложения крутящего момента по окружности штурвала задвижки. Радиус изгиба рабочей поверхности соответствует наружной поверхности штурвала задвижки. Длина серповидной части С-образной формы соответствует половине части штурвала задвижки. На внутренней стороне рабочей поверхности С-образной формы закреплена потайным винтом 7, щека 8 с шероховатой поверхностью, обеспечивающая фиксацию рабочей поверхности на штурвале 6 задвижки после воздействия на рукоять 1 физических усилий. При истирании шероховатой поверхности откручивают винт 7 и осуществляют смену щеки. Щека выполнена из стали 20 и имеет с двух сторон продольные проточки с полукруглыми выемками, с наружной стороны проточка, соответствующая форме вогнутой части рабочей поверхности, а с внутренней стороны проточка, соответствующая наружной поверхности штурвала. Длина и размер щеки подбирается исходя от размера диаметра и толщины штурвала задвижки. По центру щеки выполнено резьбовое отверстие, обеспечивающее крепление щеки 8 винтом 7 к внутренней стороне рабочей поверхности С-образной формы. Шероховатость с внутренней поверхности по отношению к штурвалу выполнена в виде насечек и имеет рельефную поверхность с высоким поверхностным трением. Один конец рабочей поверхности С-образной формы загнут перпендикулярно относительно С-образной формы рабочей поверхности и загиб выполнен Г-образной формы. На конце жестко (общим литьем) соединен с двумя штырями круглого сечения, диаметром, равным диаметру рабочей поверхности. Штыри выполнены в виде вилки с двумя зубцами цилиндрической формы длиной каждая по 60-100 мм, расположенными относительно друг друга под углом 35-55° и соединены литьем в конце рабочей поверхности по отношению к перпендикулярному загибу, высотой и изогнутой формой с соединяющимися элементами (плечами) в направлении к центру направляющей штурвала задвижки, обеспечивающими зацепление с направляющей штурвала задвижки без соскальзывания.
Другой конец рабочей поверхности С-образной формы имеет прямолинейный участок, к которому жестко соединено крепление П-образной формы со сквозными отверстиями в проушинах. Во внутрь П-образного крепления размещают расточенный прямоугольный конец рукоятки ключа, в котором выполнено сквозное фиксирующее отверстие. Соединение рукоятки с рабочим элементом С-образной формы происходит за счет соосности отверстий и установки в него пальца (штифта). При этом выпадение его ограничено из-за того, что он склепан. Такой вид соединения напоминает вилочный шарнир. Дополнительно рукоятка для работы в стесненных условиях имеет возможность поворота вверх или вниз на угол 90° относительно С-образной рабочей поверхности, что позволяет использовать штурвальный ключ без остановки в осложненных условиях, связанных со стесненными условиями подхода в ограниченном пространстве. При повороте рукоятки вверх на угол 90° относительно С-образной рабочей поверхности она принимает параллельное положение относительно загиба Г-образной формы загнутого конца рабочей поверхности. Рукоятка для ручного удержания и работы ключа выполнена длиной 300-400 мм, цилиндрической формы диаметром 25-30 мм. На рукоятке выполнено прорезиненное покрытие для удобства держания в руке. Рукоятку и рабочую поверхность штурвального ключа изготавливают литьем из высоколегированной стали, например, марки 09Г2С, также ключ может быть покрыт слоем краски, меди, оловом и т.д., который не вызывает искрообразование. Данное требование актуально для объектов нефтехимических комплексов и опасных производственных объектов. Штурвальный ключ надежно фиксируется при работе, а также позволяет расширить возможность его использования при ближнем расположении штурвалов задвижек к емкостному оборудованию, что относится к коренным задвижкам РВС или запорной арматуры которая находится в стесненных условиях внутри колодцев. Использование такого вида штурвального ключа повышает эффективность его применения за счет надежной фиксации при работе, исключения срыва, снижения времени открытия/закрытия задвижек, расширяет возможности использования штурвального ключа при ближнем расположении штурвалов задвижек к емкостному оборудованию, что относится к коренным задвижкам РВС или запорной арматуры, которая находится внутри колодцев, а также снижает аварийные ситуации и снижает металлоемкость.
Штурвальный ключ работает следующим образом.
Штыри 4 устанавливают в зацепление между двумя зубцами на плечо штурвала направляющей 5 штурвала 6 с помощью загиба конца рабочей поверхности, размещают рабочую поверхность С-образной формы с зацеплением щеки 8 на наружной поверхности штурвала, образуя вокруг половины окружности штурвала сочлененные зафиксированные поверхности с зазором 10-15 мм. С усилием нажатия на рукоятку 1, являющуюся средством передачи крутящего момента на штурвал задвижки рабочей поверхности, производят закрытие или открытие штока запорной арматуры.
При необходимости ключ переворачивают другой стороной и переставляют на противоположную сторону штурвала. Устанавливают штыри 4 в зацепление между двумя зубцами на направляющей 5 снизу штурвала 6 с помощью загиба конца рабочей поверхности, размещают рабочую поверхность С-образной формы с зацеплением щеки 8 на наружной поверхности штурвала, образуя вокруг половины окружности штурвала сочлененные зафиксированные поверхности. С усилением нажатия на рукоятку 1, являющуюся средством передачи крутящего момента к рабочей поверхности, производят завинчивание или отвинчивание штурвала.
На участках с затрудненным использованием рычажную рукоятку поднимают или опускают на угол 90° (в зависимости от условий доступа) и используют ее в виде штурвала задвижки оснащенной рукоятью. При таком условии операция по вращению становится похожа на вращение ручки мясорубки. Такой вариант хвата и способ применения данного ключа увеличивает скорость вращения штурвала и расширяет возможности использования ключа.
Применение штурвального ключа обеспечивает повышение эффективности применения штурвального ключа за счет надежной фиксации при работе, исключения срыва, снижения времени монтажа/демонтажа задвижек, расширения возможности использования штурвального ключа при ближнем расположении штурвалов задвижек к емкостному оборудованию, что относится к коренным задвижкам РВС или запорной арматуры, которая находится внутри колодцев, а также снижение аварийных ситуаций и снижение металлоемкости.