запорно-регулирующее устройство

Формула изобретения

Запорно-регулирующее устройство, в корпусе которого с входным и выходным каналами и проходным отверстием в седле установлены шибер с уплотнительной поверхностью и отверстием, соединенный со штоком привода, и запорный орган, отличающееся тем, что запорный орган расположен в отверстии шибера и выполнен в виде шаровой пробки со шпинделем, установленным со стороны штока параллельно ему, в верхней части которого радиально неподвижно установлен штифт с концами, выступающими за диаметр последнего, а в корпусе навстречу шпинделю расположена неподвижная втулка с радиальными пазами, причем концы штифта шпинделя расположены в радиальных пазах втулки и обеспечивают поворот шпинделя во втулке на угол 90° при открытии (закрытии) устройства, при этом в шибере навстречу штоку выполнен канал, соединяющий входной канал с отверстием в шибере, а на торце штока со стороны шибера установлен уплотнительный элемент с возможностью перекрытия канала в шибере при закрытии устройства.

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 может быть использовано для установки на технологических линиях газовых промыслов для перекрытия и регулирования потока транспортируемой среды.

Известно запорно-регулирующее устройство, в корпусе которого с проходным отверстием в седле установлены плоский шибер с уплотнительными поверхностями и отверстием и поворотный запорный элемент, фиксируемый в открытом положении, установленный вне зоны проходного отверстия, а уплотнительные поверхности шибера и седла герметизированы на всем диапазоне регулирования (а.с. №785579, 3МПК F16K 3/00, приоритет от 17.10.75 г.)

Недостатком этого запорно-регулирующего устройства является использование двух приводов для запирания и регулирования транспортируемой среды, что усложняет конструкцию, управление и снижает надежность работы устройства.

Известно запорно-регулирующее устройство, в корпусе которого с проходным отверстием в седле установлены плоский шибер с уплотнительными поверхностями и отверстием, соединенный со штоком привода, и поворотный запорный элемент, фиксируемый в открытом положении, установленный вне зоны проходного отверстия, а уплотнительные поверхности шибера и седла герметизированы на всем диапазоне регулирования. Шток снабжен охватывающей его ступенчатой втулкой, установленной с возможностью осевого перемещения и фиксации ее в крайних положениях, причем на ступени меньшего диаметра выполнен паз, а поворотный запорный элемент установлен с возможностью взаимодействия с указанным пазом (а.с. №1203295, 4МПК F16K 3/00, приоритет от 05.07.84 г.)

Недостатком устройства является его низкая надежность, обусловленная наличием жесткой связи между штоком, ступенчатой втулкой, поворотным запорным элементом и плоским шибером, что при закрытии устройства приводит к значительным усилиям на поворотный запорный элемент со стороны штока, передаваемым через ступенчатую втулку, что приводит к повышенному износу, а также поломке поворотного запорного элемента и делает невозможным герметичное перекрытие потока.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков, выбранным в качестве прототипа, является запорно-регулирующее устройство, в корпусе которого с проходным каналом и отверстием в седле установлены плоский шибер с уплотнительной поверхностью и отверстием, соединенный со штоком привода, и поворотный запорный орган, состоящий из двух сопряженных друг с другом заслонок, одна из которых глухая, а другая - разгрузочная с отверстием, расположенный на оси вне зоны проходного канала и фиксируемый в открытом положении, при этом шток снабжен охватывающей его ступенчатой втулкой, установленной с возможностью осевого перемещения и фиксации ее в крайних положениях, причем на ступени меньшего диаметра выполнен паз, а поворотный запорный орган установлен с возможностью взаимодействия с указанным пазом, при этом глухая заслонка выполнена в виде вильчатого рычага, а паз на ступенчатой втулке выполнен сквозным и расположен на торцевой поверхности, причем на штоке привода со стороны шибера выполнены выступы с возможностью взаимодействия с вильчатым рычагом, а сам шток привода выполнен составным из собственно штока и дополнительного штока, соединенных через упругий элемент (патент РФ №2238466, 7МПК F16K 3/02, приоритет от 23.10.2002 г.)

Недостатком устройства является сложность конструкции, снижающая надежность работы устройства.

Задача, достигаемая изобретением, состоит в том, чтобы создать такое техническое решение, при использовании которого обеспечивалась бы надежность работы и повышались ремонтопригодность и долговечность устройства.

Для достижения названного технического результата в корпусе запорно-регулирующего устройства с входным и выходным каналами и проходным отверстием в седле установлены шибер с уплотнительной поверхностью и отверстием, соединенный со штоком привода, и запорный орган.

Заявляемое запорно-регулирующее устройство отличается от прототипа тем, что запорный орган расположен в отверстии шибера и выполнен в виде шаровой пробки со шпинделем, установленным со стороны штока параллельно ему, в верхней части которого радиально неподвижно установлен штифт с концами, выступающими за диаметр последнего, а в корпусе навстречу шпинделю расположена неподвижная втулка с радиальными пазами, причем концы штифта шпинделя расположены в радиальных пазах втулки и обеспечивают поворот шпинделя во втулке на угол 90 градусов при открытии (закрытии) устройства, при этом в шибере навстречу штоку выполнен канал, соединяющий входной канал с отверстием в шибере, а на торце штока со стороны шибера установлен уплотнительный элемент с возможностью перекрытия канала в шибере при закрытии устройства.

Предлагаемое изобретение изображено на чертеже, где на фиг.1 изображен продольный разрез устройства в закрытом положении, на фиг.2 - вид А на фиг.1 (крышка снята).

Устройство содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 каналами и проходным отверстием 4. Внутри корпуса расположено седло 5 с отверстием 6. В седле между направляющими 7 установлены шибер 8 с уплотнительной поверхностью 9 и отверстием 10, вкладыш 11 и уплотнительный элемент 12, герметизирующий уплотнительные поверхности шибера и седла на всем диапазоне регулирования. Шибер соединен со штоком 13 привода 14.

В отверстии шибера расположен запорный орган, выполненный в виде шаровой пробки 15 со шпинделем 16, установленным со стороны штока параллельно ему. В верхней части 17 шпинделя радиально неподвижно установлен штифт 18 с концами 19, выступающими за диаметр шпинделя. В шаровой пробке выполнено проходное отверстие 20, диаметр которого больше, чем диаметр отверстия во вкладыше.

В корпусе навстречу шпинделю расположена неподвижная втулка 21 с радиальными пазами 22, выполненными под углом к вертикальной оси, причем концы штифта шпинделя расположены в радиальных пазах втулки и обеспечивают поворот шпинделя во втулке на угол 90 градусов при открытии (закрытии) устройства.

В шибере навстречу штоку выполнен канал 23, соединяющий входной канал с отверстием в шибере. На торце штока со стороны шибера установлен уплотнительный элемент 24 с возможностью перекрытия канала в шибере при закрытии устройства.

Устройство работает следующим образом. В исходном положении "закрыто" шток 13 привода 14 находится в своем крайнем нижнем положении и уплотнительным элементом 24 перекрывает канал 23 в шибере 8, который упирается в корпус 1, при этом шаровая пробка 15 находится в закрытом положении и под давлением транспортируемой среды перекрывает проходное отверстие 10 шибера 8, прекращая подачу среды.

При необходимости открытия устройства подают соответствующий сигнал на привод 14, который начинает перемещать шток 13 вверх, открывая канал 23 в шибере 8 и соединяя входной канал 2 с отверстием 10 в шибере 8 для разгрузки шаровой пробки 15 перед ее открытием. После того как шток 13 пройдет холостой ход в шибере 8, он перемещает шибер 8 с вкладышем 11 вверх относительно седла 5. При этом концы 19 штифта 18 шпинделя 16 перемещаются в пазах 22 неподвижной втулки 21, поворачивая шаровую пробку 15 против часовой стрелки и частично открывая ее проходное отверстие 20. После того как проходное отверстие 6 в седле 5 частично откроется шибером 8, начнется регулирование количества транспортируемой среды. При этом проходное отверстие 20 в шаровой пробке 15 будет уже значительно открыто и дальнейшее одновременное перемещение шибера 8 относительно седла 5 при регулировании и поворот шаровой пробки 15 на открытие будут происходить при перепаде давления только на шибере 8, так как проходное отверстие 20 в шаровой пробке 15 всегда будет больше отверстия 10 в шибере 8. В крайнем верхнем положении шибера 8 его проходное отверстие 10 будет полностью открыто, так же как и проходное отверстие 20 в шаровой пробке 15, обеспечивая максимальный расход транспортируемой среды.

При необходимости перекрытия потока транспортируемой среды подают соответствующий сигнал на привод 14, шток 13 которого начинает перемещать шибер 8 с вкладышем 11 относительно седла 3 вниз, и одновременно с этим концы 19 штифта 18 шпинделя 16 перемещаются в пазах 22 неподвижной втулки 21, поворачивая шаровую пробку 15 по часовой стрелке в закрытое положение. После того как шибер 8 полностью перекроет проходное отверстие 6 в седле 5, регулирование количества транспортируемой среды прекратится, однако проходное отверстие 20 в шаровой пробке 15 еще будет частично открыто. Дальнейшее движение штока 13 вниз приведет к тому, что он переместится в свое крайнее нижнее положение и уплотнительным элементом 24 перекроет канал 23 в шибере 8, при этом шаровая пробка 15 переместится в закрытое положение и под давлением транспортируемой среды перекроет проходное отверстие 10 шибера 8, прекращая подачу среды.

Благодаря упрощению конструкции повышается надежность работы, обеспечивается ремонтопригодность и увеличивается долговечность запорно-регулирующего устройства.