Шиберная задвижка

Полезная модель относится к трубопроводной запорной арматуре, в частности к шиберным задвижкам, и может быть использована на трубопроводах при обслуживании скважин.
Известна шиберная задвижка [авт. св. СССР № 1265431, кл. F16К 3/14, 1986], в которой запорный диск снабжен осью, проходящей через каретку, перемещаемую под действием шпинделя по направляющим ребрам корпуса, а в момент закрытия - по наклонным поверхностям упоров, помещенных в боковых стенках корпуса. При этом между кареткой и осью запорного диска предусмотрен гарантированный зазор, благодаря которому после касания запорного диска происходит последующее горизонтальное перемещение диска вследствие продолжающегося движения каретки по наклонным поверхностям упоров. Данное устройство надежно работает только в вертикальном положении задвижки, что ограничивает область его применения.
Также известна шиберная задвижка [авт. св. СССР № 1430655, кл. F16К 3/02, опубл. 15.10.1988], содержащая корпус с проходным каналом, шибер, седла, ходовую гайку и шпиндель, связанный с шиберем. В известной задвижке при закрытом положении шибера прекращается движение жидкости в направлении к задвижке и в направлении от нее. Для того чтобы в трубопроводе, связанном с этой задвижкой, жидкость имела возможность двигаться только в одном направлении, к трубопроводу рядом с задвижкой соединяют с помощью трубы обратный клапан.
Задачей полезной модели является расширение технических возможностей шиберной задвижки путем предотвращения движения жидкости в одном направлении и обеспечения движения жидкости в другом направлении при закрытом положении шибера.
Указанная задача решается тем, что в шиберной задвижке, содержащей корпус с проходным каналом, шибер, седла, ходовую гайку и шпиндель, связанный с шиберем, новым является то, что с одной стенки шибера, обращенной к седлу, выполнена цилиндрическая выборка, расположенная соосно седлу при закрытом положении задвижки, при этом со дна этой выборки и соосно этой выборке выполнена сквозная цилиндрическая выборка с меньшим диаметром, снабженная полым цилиндром с радиальными отверстиями, причем на торце полого цилиндра, обращенного к цилиндрической выборке с большим диаметром, имеется цилиндрический выступ в виде диска, причем наружный диаметр диска выбран больше диаметра сквозной цилиндрической выборки и меньше диаметра цилиндрической выборки с большим диаметром, причем со свободного торца диска выполнено цилиндрическое углубление, причем на боковой стенке цилиндрической выборки с большим диаметром выполнен кольцевой паз, снабженный внутренним стопорным кольцом, причем в дно углубления диска упирается тонкий конец конической пружины сжатия, установленной в цилиндрическую выборку с большим диаметром, причем между пружиной сжатия и стопорным кольцом находится шайба, имеющая наружный диаметр, равный внутреннему диаметру цилиндрической выборки с большим диаметром, и внутренний диаметр, равный внутреннему диаметру большого конца конической пружины сжатия, причем под действием пружины сжатия диск плотно прилегает ко дну цилиндрической выборки с большим диаметром
На фиг. 1 изображена шиберная задвижка; на фиг. 2 изображен вид А фиг. 1.
Шиберная задвижка содержит корпус 1 с проходным каналом 2, шибер 3, седла 4, ходовую гайку 5 и шпиндель 6, связанный с шиберем 3. С одной стенки шибера 3, обращенной к седлу 4, выполнена цилиндрическая выборка 7, расположенная соосно седлу при закрытом положении задвижки. Со дна 8 этой выборки 7 и соосно этой выборке выполнена сквозная цилиндрическая выборка 9 с меньшим диаметром. Эта выборка 9 снабжена полым цилиндром 10 с радиальными отверстиями 11. На торце полого цилиндра 10, обращенного к цилиндрической выборке 7 с большим диаметром, имеется цилиндрический выступ 12 в виде диска 13. Наружный диаметр диска 13 выбран больше диаметра сквозной цилиндрической выборки 9 и меньше диаметра цилиндрической выборки 7 с большим диаметром. При таком соотношении размеров диска 13 он фиксируется от перемещения вправо (по фиг. 1). Также при этом между боковыми стенками диска 13 и цилиндрической выборки 7 остается зазор для движения жидкости после перемещения диска в крайнее левое положение. Со свободного торца диска 13 выполнено цилиндрическое углубление 14. На боковой стенке 15 цилиндрической выборки 7 с большим диаметром выполнен кольцевой паз 16 (фиг. 2), снабженный внутренним (эксцентрическим кольцом по ГОСТ 9301) стопорным кольцом 17. В дно углубления 14 диска 13 упирается тонкий конец 18 конической пружины сжатия 19, установленной в цилиндрическую выборку 7 с большим диаметром. Между пружиной сжатия 19 и стопорным кольцом 17 находится шайба 20, имеющая наружный диаметр, равный внутреннему диаметру цилиндрической выборки 7 с большим диаметром. Стопорное кольцо 17 имеет дугообразную форму и на него не может упираться пружина сжатия 19. Поэтому для упора этой пружины имеется шайба 20. Внутренний диаметр шайбы 20 выбран равным внутреннему диаметру большого конца 21 конической пружины сжатия 19, чтобы крайний виток большого конца 21 этой пружины полностью ложился на шайбу 20. Под действием пружины сжатия 19 диск 13 плотно прилегает ко дну 8 цилиндрической выборки 7 с большим диаметром. При выполнении диска 13 с углублением 14, а пружины сжатия 19 конической, эта пружина 19 располагается между шайбой 20 и диском 13 соосно цилиндрической выборке 7. Под действием такой соосно расположенной конической пружины сжатия 19 полый цилиндр 10 при движении не застревает (не заедает) в сквозной цилиндрической выборке 9.
Принцип работы задвижки заключается в следующем. При вращении с помощью штурвала гайки 5 шпиндель 6 опускает вниз шибер 3. Последний располагается напротив седел 4. При этом за счет того, что диск 13 плотно прилегает ко дну 8 цилиндрической выборки 7 с большим диаметром, жидкость не может двигаться с левого проходного канала 2 вправо. Однако, если давление жидкости в правом проходном канале 2 больше, чем в левом канале 2, то под действием давления жидкости, диск 13 вместе с полым цилиндром 10 перемещается влево. Пружина сжатия 19 сжимается. Диск 13 отходит влево от дна 8 цилиндрической выборки 7, а радиальные отверстия 11 располагаются в пространстве этой выборки 7. При этом жидкость через сквозную цилиндрическую выборку 9, полый цилиндр 10 и радиальные отверстия 11 поступает в цилиндрическую выборку 7. Оттуда жидкость через зазор между витками пружины сжатия 19, через отверстия шайбы 20, стопорного кольца 17 и левого седла 4 поступает в левый проходной канал 2. После снижения давления жидкости в правом проходном канале 2, под действием пружины сжатия 19 диск 13 прижимается ко дну 8 цилиндрической выборки 7. Диск 13 плотно прилегает ко дну 8 цилиндрической выборки 7. Поэтому прекращается движение жидкости в направлении от левого проходного канала 2 на правый проходной канал 2. При необходимости шибер 3 поднимают до отказа вверх. В этом случае седла 4 освобождаются от шибера 3 и жидкость может двигаться в оба направления.
Предлагаемая шиберная задвижка выполняет функцию запорной арматуры и функцию обратного клапана, а прототип служит только в качестве запорной арматуры. Поэтому по сравнению с прототипом в предложенной задвижке расширяются технические возможности. Это позволяет снизить количество соединений в трубопроводе и металлоемкость оборудования трубопровода.