Шиберная задвижка

Полезная модель относится к области нефтяного и химического машиностроения и может быть использована в качестве запирающего устройства на трубопроводах, транспортирующих нефть или техническую воду, а также для перекрытия каналов устьевой арматуры фонтанных, насосных и нагнетательных скважин при промышленной добыче нефти.
Известны шиберные задвижки, например US 4432387, образованные полукорпусами с патрубками и с внутренними фланцами, в полости, образованной внутренними фланцами, установлен шибер, взаимодействующий с приводным валом. Их недостатком является сложность изготовления и большая металлоемкость, связанные с необходимостью изготовления полукорпусов из цельной заготовки. Известны шиберные задвижки с патрубками, которые крепятся к внешней поверхности внутренних фланцев, при помощи болтов или шпилек, например, JP60132177, US6691981. Их недостатком является низкая прочность и надежность, поскольку, при больших давлениях возможно разрушение соединений, нарушение герметичности.
Известна шиберная задвижка RU70954, выбранная в качестве прототипа, содержащая корпус, выполненный из двух полукорпусов, образованных патрубком и внешним и внутренним фланцами, патрубок соединен с внутренним фланцем при помощи резьбового соединения, в полости, образованной патрубками, внутренними фланцами и распорным кольцом, установлен шибер и зубчатый венец. Ее недостатком является необходимость использования распорного кольца, что усложняет производство и сборку шиберной задвижки. Кроме того, требуется упрочнение (например, термообработка) плоского внутреннего фланца, поскольку, он может деформироваться под давлением рабочей жидкости, последующая механическая обработка более твердой детали усложняется.
Техническим результатом полезной модели является упрощение изготовления и сборки шиберной задвижки.
Технический результат достигается в шиберной задвижке, содержащей корпус, состоящий из двух соединенных между собой полукорпусов. Каждый полукорпус состоит из патрубка с внешним и с внутренним фланцами, патрубок соединен с внутренним фланцем при помощи резьбового соединения, на обращенных друг к другу поверхностях внутренних фланцев, выполнены выточки, образующие с патрубками полость, в которой, с возможностью поворота в своей плоскости, размещены шибер и зубчатый венец, взаимодействующий с приводным валом. Патрубок соединен с внешним фланцем при помощи резьбового соединения. Между патрубком и внутренним фланцем установлен уплотнительный элемент. В выточке патрубка установлено седло, контактирующее с шибером через подшипник скольжения.
Полезная модель поясняется чертежами:
фиг. 1 – шиберная задвижка;
фиг. 2 – полукорпус;
фиг. 3 – полукорпус.
Шиберная задвижка содержит корпус, состоящий из двух соединенных между собой полукорпусов. Каждый полукорпус состоит из патрубка 1 с внешним и с внутренним фланцами 2, 3. Патрубок 1 соединен с внутренним фланцем 3 при помощи резьбового соединения 4.
На обращенных друг к другу поверхностях 5 внутренних фланцев 3, выполнены выточки 6, образующие с патрубками 1, а именно, с торцевыми поверхностями 15 патрубков 1, обращенных к шиберу 7, полость. Таким образом, патрубок 1 устанавливается во внутреннем фланце 3 на всю толщину внутреннего фланца 3 с выточкой 6. В этой полости, с возможностью поворота в своей плоскости, размещены шибер 7 с проходным отверстием и зубчатый венец 8, взаимодействующий с приводным валом 9.
Выточки 6 создают ребра жесткости во внутренних фланцах 3, благодаря чему, не требуется дополнительное упрочнение внутренних фланцев 3. Последующая механическая обработка неупрочненных деталей также упрощается.
Между патрубком 1 и внутренним фланцем 3 установлен уплотнительный элемент 10, выполненный в виде кольца. В выточке 11 патрубка 1 установлено седло 12, контактирующее с шибером 7 через кольцевой подшипник скольжения 13, выполненный, например, из фторопласта.
Проходный канал для жидкости через задвижку, таким образом, сформирован каналом патрубка 1, седлом 12 и проходным отверстием шибера 7. В совокупности с соединением патрубка 1 с внутренним фланцем 3 через резьбовое соединение 4 в сквозном отверстии внутреннего фланца 3, а также, с использованием уплотнительных элементов, это обеспечивает прочность шиберной задвижки и ее герметичность.
Зубчатый венец 8 может быть внешним или внутренним (на рисунках показан вариант с внешним зубчатым венцом 8). Для повышения технологичности изготовления и повышения ремонтопригодности шиберной задвижки, внешний зубчатый венец 8 может быть выполнен съемным. При этом он установлен в секторном вырезе в шибере 7.
Патрубок 1 также соединен с внешним фланцем 2 при помощи резьбового соединения.
Между полукорпусами, в канавке 16, выполненной в одном внутреннем фланце 3 (как показано на рисунках) или в двух внутренних фланцах устанавливают уплотнительное кольцо.
Шиберная задвижка изготавливается и работает следующим образом.
Отдельно изготавливается патрубок 1 и внутренний фланец 3. Патрубок 1 и внешний фланец 2 могут быть изготовлены из цельной заготовки или отдельно. Внутренний фланец 3 (и внешний фланец 2, если он изготавливается отдельно от патрубка 1) при помощи резьбового соединения 4 устанавливается на патрубке 1. При этом, для обеспечения герметичности, между внутренним фланцем 3 и патрубком 1 устанавливаются уплотнительные элементы 10, выполненные, например, из мягкого металла, фторопласта, эластичного полимерного материала, резины и т.п. Изготовление безфланцевых патрубков 1 снижает металлоемкость и повышает технологичность изготовления полукорпусов.
Выточка 11 для установки седла 12 может быть изготовлена в патрубке 1 как до, так и после сборки полукорпуса. Производится установка элементов задвижки, в частности, седел 12, шибера 7, зубчатого венца 8 между собранными полукорпусами, которые затем стягиваются болтами. Герметичность между полукорпусами обеспечивается уплотнительным кольцом в канавке 16. При работе задвижки, шибер 7 поворачивается в своей плоскости, открывая или закрывая проход для жидкости.
Шиберная задвижка с описанными полукорпусами характеризуется пониженной металлоемкостью производства за счет изготовления патрубка и фланцев из отдельных заготовок. Использование уплотнительных элементов обеспечивает герметичность соединения между деталями полукорпуса шиберной задвижки.