ПОРШНЕВАЯ ЗАДВИЖКА
PISTON VALVE

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и может быть использовано  в нефтяной, химической и других отраслях промышленности.
Известна поршневая задвижка для загрязненных сред. Она содержит корпус с направляющей камерой, сообщенной через обратный клапан с источником очищающей среды, и цилиндрический запорный орган с установленными на его наружной поверхности уплотнениями одностороннего действия. Причем внутри запорного органа образована герметичная полость, в которой установлен поршень со сквозным отверстием, а задвижка снабжена пустотелым штоком, жестко соединяющим поршень с корпусом, через который подпоршневая полость сообщена с источником очищающей среды, причем в отверстии поршня установлен обратный клапан, а в верхней зоне надпоршневой полости в запорном органе выполнены каналы, перекрываемые уплотнениями одностороннего действия (а.с. SU 1151747, кл. F16K 3/28, 1985).
Недостатком указанной задвижки являются отсутствие возможности перекрытия потока рабочей силы при аварийных ситуациях в автоматическом режиме, недостаточная надежность работы, обусловленная сложностью конструкции, проявляющейся в наличии сравнительно большого количества уплотнительных элементов.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является гидравлическая поршневая задвижка содержащая поршень-шибер, имеющий канавки, соединенные между собой, заполненные гидравлическим маслом и создающие лабиринтное уплотнение между поршнем-шибером и гильзой. А указатель положения поршня-шибера одновременно выполняет функции ограничителя хода поршня-шибера и предотвращает поворот последнего, а в аккумуляторе механической энергии пружины имеют различное направление навивки и при сборке чередуются между собой, а также между пружинами и поршнем расположена пята, имеющая нижнюю выпуклую сферическую поверхность, а верхняя поверхность поршня-шибера имеет форму внутреннего конуса, причем пята содержит отверстие для указателя, а также возможна установка в нижней части соединяющих канавок ползунов с заполнением всех канавок гидропастой, а также возможна установка в зазоре между пятой и поршнем-шибером дополнительного упругого уплотнения (а.с. RU 2126921 С1, F16K 3/24, 1999).
Недостатком указанной задвижки является необходимость постоянной работы компрессорной установки для обеспечения удержания поршня-шибера в верхнем положении для обеспечения прохода рабочей среды через задвижку. Выполнение аккумулятора механической энергии с несколькими пружинами в верхней части корпуса, воздействующими на поршень-шибер, при возникновении аварии на компрессорной установке или на магистрали управления задвижкой приведет к нежелательному перекрытию рабочей среды через задвижку действием пружин, установленных в верхней части корпуса. В данной ситуации также отсутствует возможность быстрого открытия задвижки для прохода рабочей среды.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение надежности работы задвижки при стихийных бедствиях и аварийных ситуациях.
Данная задача решается за счет того, что поршневая задвижка содержит корпус с уплотняющей втулкой, два поршня-шибера, два штока, две крышки, две опорные вогнутые площадки, отличается тем, что корпус выполнен в виде крестовины с двумя резьбовыми отверстиями, заглушенными пробками, уплотняющая втулка размещена в центре корпуса, с двух сторон введены поршни-шиберы, выполненные с полостями, с днищами и торцевыми уплотнениями, днища скреплены со штоками с выходами через герметические уплотнения в крышках, на концах штоков размещены опорные вогнутые площадки, внутренней поверхностью корпуса, торцами уплотняющей втулки, полостями поршней-шиберов и крышками образованы две емкости, заполненные гидравлическим маслом.
Технический результат достигается тем, что размещение в корпусе задвижки двух поршней-шиберов дает возможность проведения профилактического ремонта без снятия с трубопровода. В результате обеспечивается надежность работы задвижки при аварийных ситуациях и стихийных бедствиях.
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображено: на фиг.1 - общий вид поршневой задвижки; на фиг.2 - поршневая задвижка в рабочем положении; на фиг.3 - поршневая задвижка в закрытом положении; на фиг.4 - поршневая задвижка в закрытом положении; на фиг.5 - поршневая задвижка в состоянии ремонта.
Предлагаемая конструкция поршневой задвижки состоит из корпуса 1, выполненного в виде крестовины с двумя резьбовыми отверстиями 2, заглушенными пробками 3. В центре корпуса 1 размещена уплотняющая втулка 4 с торцами 5, с двух сторон уплотняющей втулки 4 введены два поршня-шибера 6, выполненные с днищами 7, торцевыми уплотнениями 8, выполненными в виде кольцевых проточек и полостями 9. Два штока 10 герметично скреплены с днищами 7 с выходом через герметическое уплотнение 11 в крышках 12 с прорезями 13 и упорами 14. На концах штоков имеются опорные вогнутые площадки 15, между корпусом 1 и крышками 12 размещены кольцевые уплотнения 16, скрепленные болтами 17. Внутренней поверхностью корпуса 1, торцами 5 уплотняющей втулки 4, полостями 9 и крышками 12 образованы две емкости, заполненные гидравлическим маслом (фиг.1).
Задвижка работает следующим образом. Перед установкой задвижки на трубопровод поршни-шиберы разводят до упоров 14 крышки 12, вывертывают пробки 3 и заливают гидравлическое масло, которое через прорези 13 заполняет емкости, образованные внутренней поверхностью корпуса 1, торцевыми поверхностями уплотняющей втулки 4, полостью 9 и крышками 12, заглушают пробками 3. Масло в емкости находится в статическом состоянии, это обеспечивается плотностью контакта поршней-шиберов 6 с уплотняющей втулкой 4, герметическими уплотнениями штоков 10 и проходящей через задвижку средой. При обычном режиме работы закрытие и открытие задвижки производится вручную воздействием на опорные вогнутые площадки (фиг.2).
При возникновении стихийного бедствия, а именно пожара, на нефтяной скважине температура вокруг задвижки резко возрастает, что приводит к нагреву емкостей с маслом, которое закипает, растет давление, которое воздействует на днище поршней-шиберов и приводит их к встречному движению до полного прижатия кольцевых уплотнений, перекрывая проходящую через задвижку среду (фиг.3).
Наличие опорных вогнутых площадок 15 на концах штоков 10, скрепленных с днищами 7, поршней-шиберов 6, обеспечивает дистанционное перекрытие проходящей через задвижку среды действием водяной струи из брандспойта на опорную вогнутую площадку 15. Струи при этом меняют движение на обратное, а на вогнутой поверхности создается область повышенного давления, что приводит поршень-шибер 6 в движение до кольцевого уплотнения противолежащего поршня-шибера 6, надежно перекрывая проходящую через задвижку среду (фиг.4).
Для проведения профилактического ремонта правым поршнем-шибером перекрывают проходящую через задвижку среду, при этом левый поршень-шибер находится в нерабочем состоянии, что позволяет развернуть болты, слить масло, извлечь поршень-шибер и произвести профилактический ремонт.
После проведения ремонта установить поршень-шибер на прежнее место и перекрыть им проходящую через задвижку среду, при этом правый поршень-шибер перемещается под действием левого поршня-шибера до упора 14 крышки 12 и занимает нерабочее положение, что дает возможность развернуть болты и произвести профилактический ремонт правого поршня-шибера (фиг.5).