ШИБЕРНАЯ ЗАДВИЖКА

Полезная модель относится к трубопроводной арматуре, предназначенной для использования на трубопроводах, в частности к запорной арматуре, служащей для перекрытия потока среды.
Известна шиберная задвижка, описанная в патенте на полезную модель Российской Федерации №63893, опубликованном 10.06.2007. Шиберная задвижка, содержит корпус с проходным каналом для рабочей среды и уплотнительными седлами для подъемного шибера, который снабжен сквозным проходным отверстием и торцевыми уплотнительными поверхностями, образующими с уплотнительными поверхностями седел затвор, эластичное уплотнение, седла установлены в корпусе упруго-жестко, каждое седло снабжено направляющей пластиной для шибера, уплотнительная поверхность каждого седла выполнена на направляющей пластине, при этом вся торцевая уплотнительная поверхность шибера на протяжении всего его хода находится в контакте с уплотнительной поверхностью седла.
Недостатками приведенной шиберной задвижки являются: литой корпус, сложная и ненадежная система герметизации, требующая высокоточной настройки, низкая надежность и возможность внезапных отказов в работе вследствие отсутствия устройства сброса давления, контроля герметичности и узла контроля протечек.
Известна задвижка плоскошиберная, выбранная за прототип, опубликованная в сети Интернет (http://www.rtmt.ru/file/23395ca6/PHGT.pdf). Задвижка плоскошиберная состоит из сварного корпуса с укрепляющими ребрами и крышкой с вальцово-фланцевым креплением, внутри корпуса помещен узел затвора в виде плоского шибера с двумя напряженными седлами. Задвижка имеет упругий запорный механизм с дельтовым резиновым уплотнением, повернутое шиберное отверстие. Шибер перемещается в плоскости, перпендикулярной оси прохода среды через корпус, при помощи шпинделя. Шпиндель с ходовой гайкой образует резьбовую пару, которая при вращении одного из этих элементов обеспечивает перемещение шибера в нужном направлении. Шпиндель одним концом внутри корпуса соединен с затвором, а другим - проходит через крышку и сальниковый узел для соединения с элементом управления задвижкой. Шибер и шпиндель обработаны противокоррозийным средством. Задвижка может быть снабжена электроприводом во взрывозащитном исполнении.
Недостатком известного технического решения является низкая надежность устройства и сложность в обслуживании и ремонте, так как отсутствуют средства контроля над работой задвижки. Работа задвижки не контролируется, а, следовательно, некоторые сбои в функционировании плоскошиберной задвижки могут остаться не замеченными и привести к нештатным ситуациям. При отсутствии герметичности в узлах задвижки и протечке, место и степень повреждения невозможно определить без демонтажа и отключения задвижки от трубопровода.
Техническим результатом заявляемой шиберной задвижки является повышение надежности устройства, а так же упрощение обслуживания и диагностики шиберной задвижки.
Указанный технический результат достигается тем, что шиберная задвижка состоящая из сварного корпуса с укрепляющими ребрами и крышкой, внутри корпуса размещен шибер между двумя седлами с уплотнениями, в верхней части корпуса установлен шпиндель одним концом внутри корпуса соединенный с затвором, а другим - проходящий через крышку и сальниковый узел для соединения с элементом управления задвижкой, отличающийся тем, что крышка изготовлена из листового проката и поковки с проушинами и двумя фланцами, одним для крепления к корпусу, другим для установки стойки со шпинделем внутри и бугельным узлом, в сальниковом узле имеется спускной клапан и нагнетательный клапан, в стойке напротив сальникового узла размещены смотровые окна, внутри корпуса расположен дренажный трубопровод оборудованный шаровым краном, выведенным наружу, имеется устройство контроля протечек, состоящее из датчиков давления, шаровых кранов, разделительных сосудов, фитингов, трубопроводов и системы обогрева.
За счет того, что крышка изготовлена из листового проката и поковки с проушинами и двумя фланцами, одним для крепления к корпусу, другим для установки стойки со шпинделем внутри и бугельным узлом, в сальниковом узле имеется спускной клапан и нагнетательный клапан, в стойке напротив сальникового узла размещены смотровые окна, внутри корпуса расположен дренажный трубопровод оборудованный шаровым краном, выведенным наружу, имеется устройство контроля протечек, состоящее из датчиков давления, шаровых кранов, разделительных сосудов, фитингов, трубопроводов и системы обогрева повышается надежность устройства, а так же упрощается обслуживание и диагностика шиберной задвижки.
Таким образом, совокупность заявляемых признаков позволяет повысить надежность устройства, а так же упростить обслуживание и диагностику шиберной задвижки.
Заявляемая шиберная задвижка обладает новизной, отличаясь от прототипа перечисленными выше признаками, и обеспечивает достижение усматриваемого заявителем технического результата.
Заявляемая полезная модель может найти широкое применение в трубопроводах системы измерения количества и показателей качества нефти, в технологических трубопроводах нефтеперекачивающих станций магистральных нефтепроводов.
Заявляемое устройство поясняется чертежами, где представлены:
на фиг. 1 - Общий вид;
на фиг. 2 - Шиберная задвижка в разрезе;
на фиг. 3 - Шиберная задвижка с системой обогрева.
Задвижка состоит из сварного корпуса 1 с укрепляющими ребрами 2 и крышкой 3, внутри корпуса 1 размещен шибер 4 между двумя седлами 5 с уплотнениями 6, в верхней части корпуса 1 установлен шпиндель 6 одним концом внутри корпуса 1 соединенный с шибером 4, а другим - проходящий через крышку 3 и сальниковый узел (фиг. 2, Б) для соединения с элементом управления шиберной задвижкой задвижкой.
Корпус 1 представляет собой сварную конструкцию из листового проката (фланец корпуса 7, короб корпуса 8, днище 9, ребра 2) и заготовок из поковок (боковые патрубки 10). Некоторые ребра 11 функционально служат для строповки изделия.
Крышка 3 - сварная, из листового проката и поковки, функционально состоит из фланца 12 для крепления к корпусу 1 и фланца 13 для крепления стойки 14. На крышке 3 имеются проушины 15 для строповки.
Седла 5 - подпружиненные подвижные, размещенные в патрубках 10 корпуса 1, совместно с кольцами уплотнительными 16 и шибером 4 составляют «узел затвора».
Стойка 14 в сборе состоит из трубной заготовки 17 с нижним фланцем 18 для соединения с крышкой 3 и бугельным узлом сверху. Бугельный узел служит для размещения в нем ходовой передачи: кулачковая резьбовая втулка 19 - шпиндель 6. Кулачковая резьбовая втулка приводится в движение электроприводом 20. Для визуального контроля положения шибера 4 служит указатель 21, расположенный на шпинделе 6. При закрытии или открытии шибера 4 риска на указателе 21 совмещается с рисками на торце каждого из смотровых окон 22. Шибер 4 изготовлен из листового проката, имеет износостойкое, антикоррозионное никелевое покрытие на основе карбида кремния; шпиндель 6 изготовлен из поковки коррозионно-стойкой стали.
Узел затвора, обеспечивающий герметичное перекрытие проходного сечения задвижки, состоит из шибера 4, двух подвижных седел 5 с уплотнительными кольцами 16 в патрубках корпуса 10. Для защиты корпусных деталей от повышенного давления в результате нагрева задвижки узел затвора имеет систему автосброса, при достижении давления в корпусе до 1,3 PN (рабочего давления) происходит автосброс в патрубок с рабочим давлением. Уплотнение «седло 5 - корпус 1» состоит из двух колец уплотнения 23.
Для контроля герметичности затвора и промывки нижней части внутренней полости корпуса 1 служит дренажный трубопровод 24 и шаровой кран 25. Дренажный трубопровод 24, изготовленный из коррозионностойкой стали, расположен как внутри корпуса 1, так и частично снаружи (выше крышки 3). Для стравливания давления из полости корпуса 1 используется шаровой кран 26.
Узел сальника состоит из втулки сальника 27, фланца сальника 28, колец уплотнительных из терморасширенного графита 29, кольца промежуточного 30 и кольца поднабивочного 31.
В сальниковом узле имеется спускной клапан 32, который позволяет повысить безопасность при замене сальниковой набивки путем предварительной проверки герметичности верхнего седла задвижки перед ослаблением стягивающих набивку шпилек. Для подачи смазки в сальниковый узел используется нагнетательный клапан 33. В стойке предусмотрена возможность замены сальникового уплотнения через смотровые окна 22 без демонтажа электропривода 20 и стойки 14 задвижки.
Уплотнение разъема соединения «корпус 1-крышка 3» состоит из двух кольцевых прокладок 34, 35. Первичное уплотнение из эластомера - 34, вторичное из терморасширенного графита с применением нержавеющей стали - 35. Внедрение вторичного уплотнения 35 позволяет обеспечить герметичность при выходе из строя первичного уплотнения 34, что так же повышает общую надежность конструкции.
Устройство контроля протечек, обеспечивающий дистанционный и местный контроль протечек. Состоит из шаровых кранов 36, датчиков избыточного давления 37, разделительных сосудов 38; фитингов 39, трубопроводов 40 и системы обогрева 41.
Устройство контроля протечек крепится на раме 42, что позволяет перемещать уже собранное устройство отдельно от задвижки.
Устройство контроля протечек имеет систему обогрева 41, реализуемую при помощи греющего кабеля 43 под теплоизоляцией 44. В конструкции предусмотрены разделительные сосуды 38, заполняемые незамерзающей жидкостью. Применение разделительных сосудов 38 с одной стороны предохраняет от замерзания участок импульсной линии перед датчиком избыточного давления 37, с другой стороны предохраняет чувствительные элементы измерительных приборов от механических и др. примесей измеряемой среды. Внедрение вышеуказанного оборудования позволяет обеспечить работоспособность устройства контроля протечек задвижки шиберной листовой в температурном диапазоне от - 40 до +40°C.
При необходимости перекрытия потока рабочей среды на электропривод подается команда на закрытие задвижки. При передаче вращательного движения выходного вала электропривода на шпиндель через кулачковую резьбовую втулку, оно преобразуется в поступательное перемещение шпинделя и находящегося в зацеплении с ним шибера. Шибер поднимается или опускается, соответственно закрывая или открывая проходное сечение задвижки. Положение задвижки при поставке - «ОТКРЫТО», при этом шибер и шпиндель находятся в нижнем крайнем положении, а проходное отверстие шибера совмещено с проходными отверстиями патрубков задвижки. При включении электропривода на закрытие, кулачковая втулка бугельного узла вращается по часовой стрелки и поднимает шпиндель и шибер вверх. В крайнем верхнем положении «ЗАКРЫТО» шибер полностью перекрывает проходное отверстие патрубков задвижки.
В крайних положениях отключение электропривода производится при срабатывании концевых выключателей. В случае их отказа отключение электропривода произойдет от срабатывания выключателей муфты ограничения крутящего момента:
- при ходе вниз (на открытие) - при упоре гайки ограничительной в упорное кольцо бугельного узла стойки;
- при ходе вверх (на закрытие) - при упоре бурта шпинделя в конус наплавки кольца верхнего уплотнения в крышке.
Герметичность по затвору обеспечивается двумя узлами уплотнений, постоянно поджатыми к шиберу:
- «входной» узел (со стороны подачи давления) - герметичен за счет поджатая к шиберу узла уплотнения усилием пружин и перепадом давления «входной патрубок - полость корпуса»;
- «выходной» узел - герметичен за счет поджатия шибера к узлу уплотнения перепадом давления между входным и выходным патрубками.
В сальниковом узле имеется спускной клапан, при замене сальниковой набивки предварительно проводится проверка герметичности верхнего седла задвижки с помощью клапана, перед ослаблением стягивающих набивку шпилек. Для подачи смазки в сальниковый узел используется нагнетательный клапан. В стойке предусмотрена возможность замены сальникового уплотнения через смотровые окна без демонтажа электропривода и стойки задвижки.
Устройство контроля протечек позволяет вести замер давления по нескольким измерительным схемам:
- контроль протечек между входным патрубком и полостью корпуса;
- контроль протечек между выходным патрубком и полостью корпуса;
- контроль протечек между входным и выходным патрубком.
Конструкция устройства контроля протечек предусматривает возможность замены датчиков избыточного давления на дифференциальный датчик, что позволяет вести контроль разницы давлений в измеряемых полостях.
- местный и дистанционный контроль реализуется при помощи датчиков избыточного давления, имеющих как местную индикацию, так и возможность передачи измеряемых параметров по цифровому каналу.
При понижении температуры воздуха включается система обогрева, что предотвращает замерзание и обеспечивает бесперебойную работу системы в широком диапазоне температур.