переключатель потока

Формула изобретения

Переключатель потока, включающий корпус с входным радиальным патрубком и выходными цилиндрическими патрубками, расположенными по обе его стороны, съемные седла, запорный орган с приводным валом, отличающийся тем, что запорный орган снабжен цилиндрическим и конусными участками, а также направляющими, соосно расположенными с его осью, причем сквозной канал для приводного вала выполнен на цилиндрическом участке, съемные седла выполнены с конусными посадочными участками, а средняя часть корпуса на участке входного радиального патрубка расположена эксцентрично относительно выходных цилиндрических патрубков, на приводной вал жестко посажена эксцентричная втулка, кинематически связанная с ползуном, размещенным в сквозном канале запорного органа перпендикулярно оси приводного вала, направляющие расположены в переходных патрубках, соединенных с выходными цилиндрическими патрубками.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к арматуростроению, а именно к оборудованию систем трубопроводного транспорта, и может быть использовано в нефтяной промышленности, в частности, в системах поддержания пластового давления (ППД) при нефтедобыче.

Известен переключатель потока, содержащий корпус с подводящими и отводящими патрубками, заслонку (запорный орган), вал и привод (SU 836431 A, кл. F 16 K 11/02, 07.06.1981).

Недостатками данной конструкции являются ограниченность применения по давлению и расходу и низкая эксплуатационная надежность из-за возникновения ударов при переводе заслонки (запорного органа) из одного положения в другое.

Известен также многоходовой кран, содержащий корпус, в котором установлен запорный орган, выполненный в виде шаровой пробки с внутренней гильзой, проходные диаметральные и радиальные отверстия и приводной вал (SU 752089 A, кл. F 16 K 11/12, 30.07.1980).

К основным недостаткам данной конструкции относятся высокая трудоемкость изготовления из-за наличия большого количества деталей с жесткими допусками и нетехнологичностью шаровых поверхностей для обработки и низкая эксплуатационная надежность, обусловленная частым заклиниванием шаровой пробки в корпусе и возникновением гидроудара при переключении потока.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, включающее корпус с входным радиальным патрубком и выходными цилиндрическими патрубками, расположенными по обе стороны, съемные седла, запорный орган с приводным валом (GB 2166847 A, кл. F 16 K 1/12, фиг.3.4, 14.05.1986).

Недостатками устройства являются:

- высокая трудоемкость изготовления, обусловленная наличием большого количества деталей, требующих точного изготовления;

- недостаточная эксплуатационная надежность при работе со средами, вызывающими коррозию.

Задачей изобретения является повышение эксплуатационной надежности и снижение трудоемкости изготовления.

Технический результат изобретения достигается тем, что в переключателе потока, включающем корпус с входным радиальным патрубком и выходными цилиндрическими патрубками, расположенными по обе его стороны, съемные седла, запорный орган с приводным валом, запорный орган снабжен цилиндрическим и конусными участками, а также направляющими, соосно расположенными с его осью, причем сквозной канал для приводного вала выполнен на цилиндрическом участке; съемные седла выполнены с конусными посадочными участками, а средняя часть корпуса на участке входного радиального патрубка расположена эксцентрично относительно выходных цилиндрических патрубков; на приводной вал жестко посажена эксцентричная втулка, кинематически связанная с ползуном, размещенным в проходном канале запорного органа перпендикулярно оси приводного вала; направляющие расположены в переходных патрубках, соединенных с выходными цилиндрическими патрубками.

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг.1 схематически изображен переключатель потока (продольный разрез); на фиг.2 - разрез по А-А на фиг.1.

Переключатель потока состоит из корпуса 1, имеющего форму тройника, продольная часть которого по бокам состоит из выходных цилиндрических патрубков 2 и 3 с фланцами 4 и 5, а средняя часть 6 представляет собой цилиндр большего диаметра, чем выходные цилиндрические патрубки 2 и 3, эксцентрично расположена по отношению к боковым участкам и снабжена входным патрубком 7 со стороны эксцентриситета (на фиг.2). В выходных цилиндрических патрубках 2 и 3 установлены съемные седла 8 с конусными посадочными участками, напоминающие собой седла конусных тарельчатых клапанов. В центральной части тройника 1 установлен запорный орган 9, выполненный с цилиндрическим участком и конусными посадочными участками 10 на концах. На цилиндрическом участке выполнен сквозной канал для приводного вала. Запорный орган 9 снабжен ползуном 11, имеющим степень свободы относительно первого по оси входного патрубка 7. В ползуне 11 выполнено сквозное отверстие 12. В центральной части тройника 1 выполнено сквозное отверстие 13, ось которого перпендикулярна оси входного патрубка 7 и пересекает продольную ось выходных цилиндрических патрубков 2 и 3. В сквозном отверстии 13 установлен вал 14 (фиг.2), несущий на себе эксцентричную втулку 15, входящую в сквозное отверстие 12 ползуна 11, расположенного в сквозном канале запорного органа 9. Внутренние полости тройника 1 отделены от атмосферы с помощью уплотнений 16. На концах вала 14 имеются симметрично расположенные рукоятки 17 для переключения потока на другую ветвь. Запорный орган 9 на концах соединен через шпильки 18 с направляющими 19, соосно расположенными с его осью в присоединительных тройнику 1 переходных патрубках 20 и 21 и представляющими собой втулки с тремя ребрами, опирающимися на внутреннюю поверхность переходных патрубков 20 и 21.

Работа переключателя потока протекает следующим образом.

Поворотом рукоятки 17 по часовой стрелке поворачиваем вал 14, вместе с ним эксцентричную втулку 15. Последняя толкает ползун 11 вправо. Происходит перемещение ползуна 11 с запорным органом 9 вправо и одновременно ползун 11 перемещается в проходном канале запорного органа 9 в направлении входного патрубка 7. Перекачиваемая среда из полости "а" частично начинает переходить в полость "б" через образовавшийся зазор между съемным седлом 8 и конусным посадочным участком 10 запорного органа 9. При этом из полости "а" вода все еще направляется в полость "в" через имеющийся зазор между съемным седлом 8 и конусным посадочным участком 10. Когда рукоятка 17 займет крайнее положение, запорный орган 9 своим конусным посадочным участком 10 садится на конусную поверхность съемного седла 8. После чего осуществляется запирание полостей "а" и "в" и полное открытие полостей "а" и "б".

При перемещении рукоятки 17 в противоположном направлении эксцентричная втулка 15 через вал 14 толкает ползун 11 и через него запорный орган 9 влево, и постепенно начинают открываться полости "а" и "в" и происходит постепенное закрытие полостей "а" и "б".

При достижении рукоятки 17 крайнего положения полости "а" и "в" полностью открыты, а полости "а" и "б" закрыты.

Применение данного технического решения в системах трубопроводного транспорта позволяет повысить эксплуатационную надежность за счет выбора конструкции уплотнения полостей, благодаря выбору механизма привода, обеспечивающего поступательное движение запорного органа с плавным уменьшением кольцевого зазора (сечения); устранить возможность появления гидроудара при переключении потока на другую ветвь трубопровода, что достигается уменьшением концентричного кольцевого зазора на одном конце запорного органа, а также снизить трудоемкость изготовления благодаря снижению количества деталей, требующих точного изготовления.