ЗАДВИЖКА ДИСКОВАЯ

2
2
Изобретение относится к области нефтяного и химического машиностроения и может быть использовано в качестве запирающего и регулирующего устройства на трубопроводах, транспортирующих агрессивную рабочую среду, например нефть с высоким объемным содержанием СО и НС, техническую воду под давлением до 35 МПа, а также для перекрытия каналов устьевой арматуры фонтанных, насосных и нагнетательных скважин.
Известна задвижка, использующаяся в глубоководных трубопроводах высокого давления, при добыче нефти с шельфа, по патенту GB 2277573, включающая цельный корпус, уплотняющие подпружиненные седла, шибер с набором
проходных отверстий разного размера для регулирования потока жидкости. Ее недостатками являются низкая ремонтопригодность и сложный ненадежный привод, являющийся следствием особенностей цельнокорпусной конструкции глубоководной задвижки. Другим недостатком является то, что рабочее давление и агрессивная среда воздействуют на привод, действующий на зубчатый венец, и могут вывести его из строя.
Известна задвижка по патенту RU 2228474, содержащая корпус, состоящий из двух соединенных полукорпусов, в которых установлены подпружиненные седла с проходными каналами, между седлами с возможностью поворота размещен дисковый шибер с проходным отверстием. В проходном отверстии шибера установлен сменный штуцер с проходным отверстием, в каждом из полукорпусов напротив друг друга выполнены сквозные отверстия для смены штуцера, закрытые пробками. Недостатком данной задвижки является сложность регулирования расхода жидкости, которая достигается за счет замены штуцера через отверстия в полукорпусах. При этом смена штуцера производится при закрытой задвижке, то есть с остановкой технологического процесса.
Известна задвижка по патенту RU 2246652, содержащая корпус, состоящий из двух соединенных между собой полукорпусов, между которыми с возможностью поворота в своей плоскости размещен дисковый шибер с зубчатым сектором, взаимодействующим с приводной шестерней. Полукорпуса соединены между собой бандажом, состоящим из двух полуколец П-образного сечения, дисковый шибер имеет не менее двух проходных отверстий разного диаметра, оси которых расположены на одинаковом расстоянии друг от друга, равном 0,85... 1,2 диаметра наибольшего проходного отверстия, причем зубчатый сектор на дисковом шибере выполнен замкнутым. Недостатком данной задвижки является недостаточная разобщенность полости задвижки, находящейся под воздействием агрессивной среды с высоким давлением, и приводного механизма: при поворотах шибера рабочая
среда из проходных отверстий и через зазоры между шибером и полукорпусами попадает к приводной шестерне.
Известна задвижка по патенту RU 2307967, выбранная в качестве прототипа, содержащая корпус, состоящий из двух полукорпусов, разделенных распорным кольцом, с установленными в них седлами с проходными каналами, между полукорпусами с возможностью поворота вокруг своей оси размещен дисковый шибер с зубчатым венцом и с проходными отверстиями разного диаметра, которые при повороте дискового шибера поочередно совмещаются с проходными каналами в седлах, вал-шестерню. Распорное кольцо выполнено с секторным вырезом, в котором установлена зубчатая или червячная передача, которая может быть выполнена из двух шестерен, соединенная с валом-шестерней и зубчатым венцом дискового шибера. Задвижка содержит приводной механизм, содержащий корпус, состоящий из двух полукорпусов, при этом вал-шестерня установлен в корпусе приводного механизма. Зубчатая передача также может быть установлена в корпусе приводного механизма. Дисковый шибер выполнен составным, из раздельных зубчатого венца, минералокерамической вставки с проходными отверстиями и втулки. Полукорпуса задвижки и приводного механизма выполнены в виде тел вращения. Вал-шестерня соединен с лимбом. Каждое седло снабжено пружиной и уплотнительными кольцами, изолирующими пружину. В полукорпусах задвижки, по краю дискового шибера, установлены уплотнительные кольца. Недостатком данной задвижки является необходимость переустановки приводного рычага, вызванного ограниченностью его движения в данной конструкции. Для поворота шиберного диска на 360 градусов необходимо провернуть рычаг на 720 градусов, с 2 заменами. Другими недостатком является необходимость позиционирования задвижки на трубопроводах, для обеспечения возможности вращения рычага.
Целью изобретения является уменьшение габаритов и металлоемкости задвижки. При этом повышается надежность задвижки, за счет разобщения полости
задвижки с элементами приводного механизма и добавления дополнительного уплотнения на внешнем корпусе.
Технический результат достигается в задвижке, содержащей корпус, состоящий из двух полукорпусов, разделенных распорными втулками. Между полукорпусами с возможностью поворота вокруг своей оси помещен дисковый шибер с зубчатым венцом и с одним проходным отверстием. При повороте дискового шибера на 90 градусов происходит полное перекрытие проходного отверстия. Шибер через вспомогательную шестерню соединен с приводным колесом внутреннего зацепления, одновременно являющимся общим корпусом. На приводном колесе расположена рукоятка, необходимая для его поворота. Полукорпусы задвижки выполнены в виде тел вращения с отверстиями для похода шпилек, соединяющих присоединительные фланцы между собой. В полукорпусах установлены седла с проходными каналами. Каждое седло снабжено пружиной и уплотнительными кольцами. На дисковом шибере, по краю, расположены уплотнительные кольца. На приводном колесе по наружному контуру так же установлены дополнительные уплотнительные кольца.
Задвижка показана на чертежах:
фиг.1 - задвижка;
фиг.2 - задвижка (фронтальный вид);
фиг.3 - задвижка со штурвалом (вариант, фронтальный вид);
фиг.4 - дисковый шибер с одним проходным отверстием;
фиг.5 - дисковый шибер с отверстиями под штуцера (вариант);
фиг.6 - дисковый шибер с отверстиями для плавного пуска (вариант).
Задвижка (фиг.1) состоит из корпуса, образованного двумя полукорпусами 1 с установленными в них седлами 2, имеющими проходные каналы 3. Между полукорпусами 1 установлены распорно-уплотнительные втулки 4. Дисковый шибер 5 (фиг.4) установлен между полукорпусами 1 с возможностью поворота вокруг своей оси 6. В качестве ограничителя поворота шибера
в полукорпуса установлен стопорный штифт 7, перемещающийся в секторном вырезе, выполненном в шибере.
По краю дискового шибера установлены уплотнительные кольца 14.
В шибере возможно выполнение:
1. одного отверстия для прохода жидкости (фиг.4);
2. несколько отверстий, со вставленными штуцерами 8 (фиг.5);
3. несколько отверстий для плавного пуска и закрытия потока жидкости (фиг.6).
Шибер 6 посредством промежуточной шестерни 13 соединен с корпусом 9, который, выполнен в виде зубчатого колеса внутреннего зацепления, имеющего проточки под уплотнение 10 и отверстие под установку рукоятки 11 (фиг.2) или несколько отверстий под установку штурвала 12 (фиг.3).
Полукорпуса стянуты между собой с помощью винтов 15.
Задвижка работает следующим образом.
Открытие-закрытие или регулирование потока рабочей среды через проходные каналы 3 достигается при повороте дискового шибера. При вращении корпуса 9 за рукоятку 11 или штурвал 12 крутящий момент передается через шестерню 13 на шибер 5, при этом происходит его поворот вокруг оси 6, открывая, закрывая или меняя проходные отверстия (штуцера 8) разного диаметра. Размер и количество проходных отверстий зависит от диаметра шибера и диаметра седел 2.
Уплотнительные кольца 14 создают дополнительный контур уплотнений, с помощью которого удерживается избыточное давление, попадающее в пространство между дисковым шибером 5 и полукорпусами при поворотах шибера. Зазоры между полукорпусами и дисковым шибером выполнены таким образом, чтобы контур уплотнений 14 удерживал избыточное давление между полукорпусом и шибером.
Сборка задвижки, замена деталей упрощены за счет использования полукорпусов 1 и корпуса 9, выполненных для технологичности изготовления и обработки в виде тел вращения.