запорно-регулирующее устройство

Формула изобретения

Запорно-регулирующее устройство, содержащее корпус с проходным каналом, седло, плоский шибер с уплотнительными поверхностями и отверстием, соединенный штоком с приводом, поворотный запорный орган в виде заслонки, размещенный на шибере и связанный с механизмом фиксации, при этом устройство снабжено чувствительным элементом, размещенным на корпусе параллельно приводу и выполненным в виде подпружиненного штока с выступом на конце, а механизм фиксации выполнен в виде двух упоров, один из которых установлен на заслонке, перпендикулярно ей, отличающееся тем, что в выступе штока перпендикулярно проходному каналу выполнен паз, в котором расположено связанное с ним короткое плечо другого упора, установленного на оси с возможностью поворота на ней, при этом его длинное плечо размещено с возможностью взаимодействия с упором на заслонке на всем диапазоне перемещения плоского шибера.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к трубопроводной арматуре, а именно к отключающим устройствам с запорным элементом, совершающим скользящее движение вдоль седловой поверхности между впускным и выпускным каналами и с поворотным запорным элементом. Устройство может быть использовано для установки на технологических линиях газокон-денсатных промыслов для регулирования расхода газового потока и автоматического перекрытия трубопровода при аварийном повышении или понижении давления в нем.

Известно запорно-регулирующее устройство, содержащее корпус с проходным каналом и седло, в котором установлены управляемые воздействием подвижного штока, соединенного с приводом, плоский шибер с отверстием и поворотный запорный элемент, расположенный вне зоны проходного отверстия, при этом шток снабжен охватывающей его втулкой, установленной с возможностью осевого перемещения совместно со штоком и ограниченной крайними положениями перемещения, при этом на втулке выполнен паз, находящийся во взаимодействии с запорным элементом (а.с. СССР №1203295, кл. F 16 K 3/00, 1984 г).

Известно запорно-регулирующее устройство, в корпусе которого с проходным каналом и отверстием в седле установлены управляемый воздействием подвижного штока, соединенного с приводом, плоский шибер с отверстием и поворотный запорный орган типа заслонки, расположенный на оси вне зоны проходного канала и устанавливаемый в открытое положение самостоятельным приводом и фиксируемый в этом положении фиксирующим элементом (а.с. СССР №785579, кл. F 16 K 3/00, 1980 г).

Недостатком известных запорно-регулирующих устройств является невозможность автоматического перекрытия трубопровода природного газа при аварийном повышении и падении давления в нем.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков, выбранным в качестве прототипа, является запорно-регулирующее устройство, содержащее корпус с проходным каналом, седло, плоский шибер с уплотнительными поверхностями и отверстием, соединенный штоком с приводом, поворотный запорный орган в виде заслонки, связанный с механизмом фиксации, при этом устройство снабжено кронштейном и чувствительным элементом, размещенным на корпусе, причем чувствительный элемент выполнен в виде подпружиненного штока с выступом на торце, а механизм фиксации выполнен в виде упоров, один из которых установлен на заслонке, перпендикулярно ей, а другой размещен на кронштейне с возможностью поворота и выполнен с пазом (а.с. СССР №1740841, кл. F 16 К 3/00, 16.03.90 г).

Недостатком запорно-регулирующего устройства является сложность конструкции, обусловленная отсутствием жесткой кинематической связи между штоком и упором, размещенном на кронштейне.

Задача, достигаемая изобретением, состоит в том, чтобы создать такое техническое решение, при использовании которого упрощалась бы конструкция устройства и повышалась надежность его работы.

Для достижения названого технического результата запорно-регулирующее устройство содержит корпус с проходным каналом, седло, плоский шибер с уплотнительными поверхностями и отверстием, соединенный штоком с приводом, поворотный запорный орган в виде заслонки, размещенный на шибере и связанный с механизмом фиксации, при этом устройство снабжено чувствительным элементом, размещенным на корпусе параллельно приводу и выполненным в виде подпружиненного штока с выступом на конце, а механизм фиксации выполнен в виде двух упоров, один из которых установлен на заслонке, перпендикулярно ей.

Заявляемое запорно-регулирующее устройство отличается от прототипа тем, что в выступе штока перпендикулярно проходному каналу выполнен паз, в котором расположено связанное с ним короткое плечо другого упора, установленного на оси с возможностью поворота на ней, при этом его длинное плечо размещено с возможностью взаимодействия с упором на заслонке на всем диапазоне перемещения плоского шибера.

Предлагаемое изобретение изображено на чертеже, где на фиг.1 изображен продольный разрез устройства в открытом положении. На фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Запорно-регулирующее устройство содержит корпус 1 с проходным каналом 2. В корпусе соосно проходному каналу установлено неподвижное седло 3 с отверстием 4 и уплотнительный элемент 5. В седле между направляющими 6 установлен плоский шибер 7 с уплотнительными поверхностями 8, 9 и отверстием 10, вкладыш 11 с отверстием 12 и уплотнительный элемент 13, герметизирующий уплотнительную поверхность 9 шибера и седло на всем диапазоне регулирования. Шибер связан со штоком 14 привода 15. На шибере вне зоны отверстия на оси 16, расположенной в кронштейне 17, установлен поворотный запорный орган 18 типа заслонки с уплотнительным элементом 19.

Запорный орган в открытом положении связан с механизмом фиксации, выполненным в виде двух упоров, один из которых упор 20 установлен на заслонке, перпендикулярно ей.

В корпусе параллельно движению шибера расположен чувствительный элемент 21, выполненный в виде нагруженного пружинами 22, 23 штока 24, с выступом 25 на конце. В выступе штока перпендикулярно проходному каналу выполнен паз 26. В пазу выступа штока расположено связанное с ним осью 27 короткое плечо другого упора 28. Упор 28 установлен на оси 29 с возможностью поворота на ней. Длинное плечо упора 28 размещено с возможностью взаимодействия с упором 20 в открытом положении заслонки на всем диапазоне перемещения плоского шибера.

Пределы срабатывания чувствительного элемента от понижения и повышения давления от допустимого устанавливаются колпаками 30, 31.

Устройство работает следующим образом.

При необходимости регулирования расхода транспортируемой среды, например газового потока, подают соответствующий сигнал на привод 15, который начинает перемещать шток 14 вниз. Шток 14 перемещает плоский шибер 7 с вкладышем 11 относительно седла 3, в результате чего отверстие 4 в седле 3 частично перекрывается шибером 7 и происходит регулирование расхода газового потока. При этом поворотный запорный орган 18 перемещается вместе с шибером 7, а его упор 20 скользит по упору 28, удерживая запорный орган 18 в открытом положении. Упор 28, в свою очередь, удерживается в радиальном положении штоком 24 чувствительного элемента 21.

При повышении давления в корпусе 1 устройства выше установленного колпаком 31 шток 24 выталкивается наружу, преодолевая усилие пружины 23 и поворачивая упор 28 на оси 29. В результате длинное плечо упора 28 освобождает упор 20 поворотного запорного органа 18, который под собственным весом поворачивается на оси 16 кронштейна 17 и опускается на уплотнительную поверхность 8 шибера 7, перекрывая отверстие 10 и прекращая подачу газового потока.

При понижении давления в корпусе 1 устройства ниже установленного колпаком 30 усилие пружины 22 преодолевает выталкивающее усилие штока 24, перемещает его внутрь корпуса 1 и поворачивает упор 28 на оси 29. В результате длинное плечо упора 28 освобождает упор 20 поворотного запорного органа 18, который под собственным весом поворачивается на оси 16 кронштейна 17 и опускается на уплотнительную поверхность 8 шибера 7, перекрывая отверстие 10 и прекращая подачу газового потока.

При необходимости перекрытия газового потока подают максимальный по величине сигнал на привод 15, шток 14 которого перемещает шибер 7 в крайнее нижнее положение. При этом плоский шибер 7 в конечном положении почти полностью перекрывает отверстие 4 в седле 3, уменьшая подачу газового потока. Давление в корпусе 1 устройства повышается до максимально возможного, т.е. почти до статического давления, при этом шток 24 выталкивается наружу, преодолевая усилие пружины 23 и поворачивая упор 28 на оси 29. В результате длинное плечо упора 28 освобождает упор 20 поворотного запорного органа 18, который под собственным весом поворачивается на оси 16 кронштейна 17 и опускается на уплотнительную поверхность 8 шибера 7, перекрывая отверстие 10 и прекращая подачу газового потока.

Открытие поворотного запорного органа 18 осуществляется вручную.

Благодаря введению жесткой кинематической связи между штоком чувствительного элемента и упором упрощается конструкция устройства и повышается надежность его работы.