ТРЕХХОДОВОЙ КЛАПАН

Полезная модель относится к арматуростроению и может быть использована в различных устройствах, переключающих потоки жидкостей и газов, в частности, в переключателях потока для установок измерения дебита скважинной жидкости и газа.
Известен трехходовой клапан (1), содержащий корпус с крышкой, снабженный седлами с коническими уплотнительными поверхностями, в котором размещен полый запорный орган с коническими торцовыми уплотнительными поверхностями и штоком, демпфер с пружинами, снабженный настроечными гайками для настройки положения полого запорного органа, привод перемещения полого запорного органа с винтовой ходовой парой, разделитель потоков, расположенный внутри корпуса и снабженный защитными кольцами, датчики конечных положений полого запорного органа, элемент крепления привода перемещения полого запорного органа.
Недостатком известного устройства является низкая наработка на отказ вследствие:
- износа рабочих поверхностей взаимодействующих элементов;
- перекоса элементов клапана;
- малоэффективной схемы смазки винтовой ходовой пары;
- сбоя датчиков конечных положений полого запорного органа. Известен трехходовой клапан (2), содержащий корпус с крышкой, снабженный седлами с коническими уплотнительными поверхностями, полый запорный орган с коническими торцовыми уплотнительными поверхностями и штоком, снабженный бесконтактными выключателями, привод перемещения полого запорного органа с винтовой ходовой парой, элемент крепления которого выполнен в виде стойки, расположенной на крышке, имеющей трубчатую форму и снабженной базоцентрирующими фланцами, демпфер с пружинами, снабженный настроечными гайками для настройки положения полого запорного органа, ступенчатый стакан, размещенный в корпусе демпфера, с полостью для масляной ванны системы принудительной смазки винтовой ходовой пары, ходовой винт которой установлен в отверстии вала привода, а ходовая гайка размещена в ступенчатом стакане, над которой расположена полость для размещения смазки, вытесняемой ходовым винтом, разделитель потоков, расположенный внутри корпуса и снабженный защитными кольцами.
Недостатком известного устройства является низкая наработка на отказ, трудности в установке и транспортировке вследствие:
- малоэффективной защиты от разбрызгивания смазки за пределы масляной ванны и негерметичности соединения стакана масляной ванны с корпусом демпфера;
- отсутствия возможности контроля уровня смазки в масляной ванне;
- выкручивания штока запорного цилиндра из упора демпфера;
- отсутствия возможности установки трехходового клапана наклонно. Задачей предлагаемого технического решения является увеличение ресурса работы клапана, повышение его надежности, а также улучшение эксплуатационных характеристик при установке и транспортировке клапана.
Это достигается тем, что в трехходовом клапане, содержащим корпус с крышкой, снабженный седлами с коническими уплотнительными поверхностями, полый запорный орган с коническими торцовыми уплотнительными поверхностями и штоком, снабженный бесконтактными выключателями, привод перемещения полого запорного органа с винтовой ходовой парой, элемент крепления которого выполнен в виде стойки, расположенной на крышке, имеющей трубчатую форму и снабженной базоцентрирующими фланцами, демпфер с пружинами, снабженный настроечными гайками для настройки положения полого запорного органа, ступенчатый стакан, размещенный в корпусе демпфера, с полостью для масляной ванны системы принудительной смазки винтовой ходовой пары, ходовой винт которой установлен в отверстии вала, а ходовая гайка размещена в ступенчатом стакане, над которой расположена полость для размещения смазки, вытесняемой ходовым винтом, разделитель потоков, расположенный внутри корпуса и снабженный защитными кольцами, согласно полезной модели, ходовая гайка установлена на опорном кольце, имеющим соосные отверстия для перетока смазки, установленным в верхней части ступенчатого стакана при помощи разрезной гайки с устройством от саморазвинчивания, в нижней части корпуса привода перемещения установлен верхний маслоотражатель с маслосъемной манжетой, установленной на его наружной поверхности, в верхней части корпуса демпфера установлен нижний маслоотражатель с уплотнительным кольцом для предотвращения утечек между маслоотражателем и корпусом демпфера и маслоуказатель, снабженный уплотнительным кольцом, для контроля уровня смазки в масляной ванне, при этом маслосъемная манжета верхнего маслоотражателя выполнена с возможностью установки во внутрь нижнего маслоотражателя, в нижней части демпфера установлен упор, при этом на штоке запорного цилиндра выполнено отверстие, а на хвостовике упора демпфера выполнены вырезы, в которые после совмещения с отверстием в штоке вставляется шплинт, препятствующий выворачиванию штока из демпфера, ступенчатый стакан масляной ванны выполнен с уплотнительным элементом для предотвращения утечек смазки между корпусом демпфера и стаканом.
Установка ходовой гайки на опорном кольце, имеющим соосные отверстия для отекания смазки, при помощи разрезной гайки с устройством от саморазвинчивания повышает ресурс работы клапана и его надежность.
Установка в нижней части корпуса привода верхнего маслоотражателя с установленной на его наружной поверхности маслосъемной манжетой, выполненной с возможностью установки во внутрь нижнего маслоотражателя, позволяет сокращать расход смазки, что снижает эксплуатационные расходы, увеличивает ресурс работы клапана и его надежность.
Установка в верхней части корпуса демпфера нижнего маслоотражателя с уплотнительным кольцом позволяет экономить потребление масла, что снижает эксплуатационные расходы, увеличивает межремонтный период, и предотвращать протечки между маслоотражателем и корпусом демпфера, что повышает герметичность клапана, тем самым повышается его надежность и увеличивается ресурс работы. Установка маслоуказателя, оснащенного уплотнительным кольцом, позволяет контролировать уровень смазки в масляной ванне, что позволяет увеличить ресурс и надежность клапана.
Установка в нижней части демпфера упора и выполнение на штоке запорного цилиндра отверстия, а на хвостовике упора демпфера вырезов, в которые после совмещения с отверстием в штоке устанавливается шплинт, препятствует выворачиванию штока из демпфера, что позволяет увеличить ресурс работы клапана и повысить его надежность.
Выполнение ступенчатого стакана масляной ванны с уплотнительным элементом позволяет предотвращать утечки смазки между корпусом демпфера и стаканом, что повышает герметичность клапана, тем самым сокращается межремонтный период и увеличивается ресурс работы клапана.
Кроме того, выполнение верхнего маслоотражателя с маслосъемной манжетой, нижнего маслоотражателя с уплотнительным кольцом, ступенчатого стакана масляной ванны с уплотнительным элементом обеспечивают защиту от утечек смазки при установке и транспортировке клапана в наклонном положении, что позволяет улучшить эксплуатационные характеристики клапана.
На фиг.1 изображен предлагаемый трехходовой клапан. На фиг.2 - опорное кольцо с установленной на нем ходовой гайкой и масляная ванна с маслоуказателем. На фиг.3 - нижний и верхний маслоотражатели. На фиг.4 - устройство, препятствующее выворачиванию штока из демпфера.
Трехходовой клапан содержит (фиг.1) корпус 1 с крышкой 2, разделитель потоков 3, содержащий защитные кольца 4 и 5 и служащий направляющей для полого запорного органа 6, жестко соединенного со штоком 7. Клапан снабжен седлами 8 и 9 с коническими уплотнительными поверхностями. На крышке 2 расположена стойка 10, выполненная в виде трубы с базоцентрирующими фланцами с размещенными на ней бесконтактными выключателями 11 и 12. К верхнему фланцу стойки 10 присоединен привод перемещения 13 полого запорного органа 6. На верхнем конце штока 7 расположен демпфер 14. В корпусе демпфера 14 размещен ступенчатый стакан 15, полость которого служит масляной ванной принудительной смазки окунанием ходового винта 16 привода перемещения 13 полого запорного органа 6. На корпусе демпфера 14 размещены настроечные гайки верхняя 17 и нижняя 18, служащие для настройки положения полого запорного органа 6. В верхней части ступенчатого стакана 15 установлено опорное кольцо 19 (фиг.2), имеющее соосные отверстия 20 для перетока смазки при погружении ходового винта 16 в масляную ванну. На опорном кольце 19 установлена ходовая гайка 21. Ходовая гайка 21 центрируется установкой в расточку опорного кольца 19. Ходовая гайка 21 прижата к опорному кольцу 19 при помощи разрезной гайки 22 с устройством от саморазвинчивания. Над ходовой гайкой 21 расположена полость 23 для размещения смазки, вытесняемой ходовым винтом 16. В верхней части демпфера 14 установлен нижний маслоотражатель 24 (фиг.3) с уплотнительным кольцом 25 для предотвращения утечек смазки. Нижний маслоотражатель 24 закреплен в демпфере 14. В нижней части привода перемещения 13 установлен верхний маслоотражатель 26 (фиг.3) с маслосъемной манжетой 27, препятствующей разбрызгиванию смазки. Маслосъемная манжета 27 верхнего маслоотражателя 26 (фиг.3) установлена во внутрь нижнего маслоотражателя 24. В верхней части демпфера 14 установлен маслоуказатель 28 с уплотнительным кольцом 29 (фиг.2), позволяющим контролировать уровень смазки в масляной ванне. В нижней части демпфера 14 установлен упор 30 (фиг.3), в который вкручен шток 7. На хвостовике упора 30 (фиг.4) выполнены вырезы 31. На штоке выполнено отверстие 32. После совмещения с отверстием 32 в вырезы 31 вставляется шплинт 33 для предотвращения выворачивания штока 7 из демпфера 18. Между корпусом демпфера 14 и ступенчатым стаканом 15 (фиг.2). установлен уплотнительный элемент 34.
Трехходовой клапан работает следующим образом.
При включении привода перемещения 13 полого запорного органа 6 ходовая гайка 21, поднимаясь по ходовому винту 16, через демпфер 14 перемещает полый запорный орган 6 по разделителю потоков 3, ступенчатый стакан 15 так же перемещается вверх, при этом ходовой винт 16 погружается в масляную ванну, вытесняя смазку через соосные отверстия 20 опорного кольца 19 в полость 23. Смазка, разбрызгиваясь с ходового винта 16, попадает на маслоотражатели 24 и 26, тем самым предотвращается разбрызгивание смазки за пределы масляной ванны. При достижении нижней настроечной гайки 17 уровня бесконтактного выключателя 11, обеспечивающего создание необходимого усилия смыкания конических уплотнительных поверхностей полого запорного органа 6 и седла 8, происходит выключение привода 13. В этом положении клапан обеспечивает сообщение патрубков А и В и герметичное запирание патрубка Б.
При включении привода 13 в противоположном направлении полый запорный орган 6 перемещается по разделителю потоков 3 в нижнее крайнее положение, при этом ступенчатый стакан 15 демпфера 14 перемещается вниз и смазка через соосные отверстия 20 опорного кольца 19 сливается в нижнюю часть масляной ванны. Смазка, разбрызгиваясь с ходового винта, попадает на маслоотражатели 24 и 26, тем самым предотвращается разбрызгивание смазки за пределы масляной ванны. Маслосъемная манжета 27 верхнего маслоотражателя 26 препятствует выходу за пределы масляной ванны распыленных за счет высоких оборотов ходового винта 16 частиц смазки и счищает смазку с внутренней поверхности нижнего маслоотражателя 24. При достижении верхней настроечной гайкой 18 уровня бесконтактного выключателя 12, обеспечивающего создание необходимого усилия смыкания конических уплотнительных поверхностей полого запорного органа 6 и седла 9, происходит выключение привода 13. В этом положении клапан обеспечивает сообщение патрубков А и Б и герметичное запирание патрубка В.
Предлагаемая конструкция трехходового клапана позволяет повысить его ресурс, надежность, удобство обслуживания, улучшить эксплутационные характеристики.