Задвижка дисковая

Полезная модель относится к области нефтяного и химического машиностроения и может быть использована в качестве запирающего и регулирующего устройства на трубопроводах и каналах скважин, транспортирующих рабочую среду, например нефть, техническую воду.
Из уровня техники известен нефтяной затвор (патент US №917970, опубл. 13.04.1909 г.), состоящий из двух соединенных между собой полукорпусов, в которых симметрично выполнены цилиндрические радиусные расточки, между которыми установлена на оси дисковая задвижка, имеющая на двух третях своего размера зубчатый венец, взаимодействующий с зубчатой шестерней, закрепленной на приводном валу, установленном на подшипниках скольжения в выемке и отверстии, выполненных соответственно в левом и правом полукорпусах.
К недостаткам данного нефтяного затвора можно отнести следующее:
- отсутствие механизма смазки зубчатых шестерен приводит к снижению работоспособности нефтяного затвора;
- отсутствие съемных седел, установленных в расточках полукорпусов, приводит к невозможности проведения ремонта нефтяного затвора;
- крепление к трубопроводу при помощи конической трубной резьбы, усложняет установку на трубопроводе;
- отсутствие уплотнений в соединении заслонки и полукорпусов приводит к негерметичной работе нефтяного затвора;
- наличие двух валов: вал-шестерня для перемещения заслонки и вал стопорный для фиксации положения заслонки усложняет конструкцию и эксплуатацию нефтяного затвора.
Известна задвижка (патент РФ №2286499, МПК F16K 3/06, опубл. 10.05.2006 г.), содержащая корпус, состоящий из двух соединенных между собой полукорпусов, между которыми закреплено промежуточное кольцо, в полости которого с возможностью поворота в своей плоскости размещен шибер, зубчатый венец, установленный с возможностью поворота и взаимодействующий с приводным валом, притом зубчатый венец установлен в полости, образованной шибером, промежуточным кольцом и полукорпусами, а в шибере выполнен уступ с возможностью взаимодействия с зубчатым венцом. Указатель положения шибера выполнен в виде пары винт-гайка, винт установлен на приводном валу, а гайка удерживается от проворота корпусом указателя положения шибера и установлена с возможностью поступательного движения.
К недостаткам конструкции устройства можно отнести следующее:
- наличие промежуточного кольца между полукорпусами усложняет конструкцию задвижки, требует достаточно высокой точности изготовления сопрягаемых деталей, увеличивает количество технологических и контрольных операций, количество измерительного инструмента при ее изготовлении, требует дополнительных затрат рабочего времени, все это повышает себестоимость изделия;
- подача смазочной жидкости и консерванта с применением клапана нагнетательного к зубчатому зацеплению затруднена из-за отсутствия подающего канала;
- в процессе работы задвижки в положении «открыто» при длительной эксплуатации имеет место изменение свойств смазочной и консервирующей жидкостей, появление окислов, что приводит к неполному «открытию», «закрытию» шибера.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является задвижка дисковая (патент РФ №2547200, МПК F16K 3/06, опубл. 10.04.2015 г.), содержащая корпус из двух соединенных между собой полукорпусов, шибер с зубчатым венцом в радиусной расточке, установленный в расточке полукорпуса на оси вращения с возможностью взаимодействия с зубьями приводного вала, установленного на подшипниках скольжения, при этом устройство снабжено подпятником, размещенным в цилиндрической расточке полукорпуса и выполненным в виде стакана, на внешней цилиндрической поверхности которого выполнен ряд продольных пазов, совмещенных с поперечными пазами, выполненными на его днище с коническим отверстием внутри, обращенным большим основанием конуса к приводному валу, на торце которого выполнено отверстие и установлен шарик с возможностью взаимодействия с поверхностью конуса в теле подпятника, причем в шибере на периферийных участках радиусной расточки выполнены карманы, а подшипник скольжения размещен внутри подпятника.
Недостатки данной конструкции заключаются в следующем.
Существенная разница в конструкциях и технологиях изготовления полукорпусов увеличивает количество технологических и контрольных операций, требует повышенных материальных затрат, затрат рабочего времени на механическую обработку и контрольные операции, что повышает себестоимость продукции. Кроме того, большая камера между зубчатым венцом и цилиндрической расточкой увеличивают расход смазочной жидкости и консерванта.
Техническим результатом полезной модели является повышение технологичности изготовления дисковой задвижки вследствие упрощения ее конструкции.
Технический результат достигается задвижкой дисковой, содержащей корпус из двух соединенных между собой полукорпусов, образующих осевой канал, между которыми в цилиндрических радиусных расточках размещен дисковый шибер с осевым отверстием и с закрепленным в его дуговой радиусной расточке зубчатым венцом с возможностью взаимодействия с зубьями шестерни приводного вала, установленного в полукорпусах и связанного с механизмом вращения приводного вала для открытия - закрытия шибера, причем дисковый шибер закреплен на оси вращения, установленной между полукорпусами.
В отличие от прототипа цилиндрические радиусные расточки в полукорпусах выполнены симметрично, а приводной вал закреплен на втулках, установленных в полукорпусах.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показана задвижка дисковая, на фиг. 2 - дисковый шибер.
Задвижка дисковая состоит из корпуса, образованного левым 1 и правым 2 полукорпусами, образующими осевой канал 3 для прохода рабочей жидкости. В полукорпусах выполнены симметричные цилиндрические радиусные расточки, образующие единую расточку 4, в которой на оси 5 установлен шибер 6 с осевым отверстием 7 (фиг. 2) для соединения осевого канала 3, обеспечивающего проход рабочей жидкости и с дуговой радиусной расточкой 8, которая снабжена зубчатым венцом 9, кинематически связанным с приводным валом 10, установленным на левой 11 и правой 12 втулках, зафиксированных соответственно в левом и правом полукорпусах. Левый полукорпус 1 снабжен воздушным (на чертеже не показан) и нагнетательным 13 клапанами. Клапан воздушный предназначен для проведения технического обслуживания задвижки дисковой: слив конденсата, продувка внутренней полости. Клапан нагнетательный 13 установлен на резьбе и его проточный канал гидравлически связан с отверстиями 14, выполненными в торце приводного вала 10. Отверстия 14, в свою очередь, связаны гидравлически с дуговой радиусной расточкой 8 (фиг. 2), которая выполнена в дисковом шибере 6 в виде дуги, угол раскрытия которой достаточен для обеспечения открытия - закрытия задвижки при нахождении приводного вала 10 в крайнем правом или крайнем левом положениях. В теле дискового шибера 6 выполнено осевое отверстие 7 для прохода рабочей жидкости, а на периферии дуговой радиусной расточки 8 выполнены карманы 15 (фиг. 2) для накопления окалины и механических примесей. В левом 1 и правом 2 полукорпусах вокруг осевого канала 3 выполнены симметричные технологические расточки 16, в которых размещены седла 17, поджатые к поверхности шибера 5 пружинами или полиуретановыми кольцами 18. Технологический зазор между левым 1 и правым 2 полукорпусами герметизирован уплотнительными кольцами 19. Изоляция кольцевого зазора между приводным валом 10 и правой втулкой 12, зафиксированной от выворачивания стопорной втулкой 20, обеспечивается комплектом уплотнительных колец 21. На выходной конец приводного вала 10 закреплена рукоятка 22 для вращения приводного вала.
Работа задвижки дисковой.
Задвижку присоединительными фланцами (на чертеже не обозначены) монтируют на месте применения. На чертеже фиг. 1 задвижка показана в положении гидравлической связи осевого канала 3, образованного в левом и правом полукорпусах. В этом положении задвижка открыта на пропуск рабочей жидкости. Седла 17 усилием пружин (полиуретановых колец) 18 поджаты к торцевым поверхностям шибера 6. Закрытие задвижки производят при помощи рукоятки 22 вращения приводного вала, закрепленной на приводном валу 10. Вращением приводного вала 10 приводят во вращение шибер 6 на оси 5 с выведением из взаимодействия с седлами 17 по месту расположения осевого отверстия 7 шибера 6. Открывают клапан нагнетательный 13 и осуществляют подачу под давлением смазки внутрь, откуда смазка по отверстиям 14 в приводном вале 10 поступает внутрь дуговой радиусной расточки 8 к контактирующим зубьям венца 9 и зубьям приводного вала 10 по зазору между шибером 6 и внутренней поверхностью расточки 4, образованной в полукорпусах 1 и 2. Посредством нагнетательного клапана 13 осуществляют подачу консервирующей жидкости для заполнения всей свободной внутренней полости, находящейся внутри расточки 4 в полукорпусах 1 и 2, и дуговой радиусной расточки 8, находящейся на шибере 6. При длительной эксплуатации задвижки возможно изменение в худшую сторону смазочных свойств масел, например, их окисление или попадание окалины, механических частиц. Для удаления механических частиц на периферии дуговой радиусной расточки 8 в теле шибера 6 выполнены карманы 15 для накопления осадка, который удаляют при проведении технического обслуживания задвижки дисковой через клапан воздушный.
Таким образом, изготовление полукорпусов с симметричными цилиндрическими радиусными расточками упрощает конструкцию и повышает технологичность их изготовления, позволяет унифицировать конструкцию и технологию изготовления левого и правого полукорпусов, а замена подшипников скольжения на втулки также упрощает конструкцию дисковой задвижки.