ШИБЕРНАЯ ЗАДВИЖКА Российский патент 2003 года по МПК F16K41/04 

Изобретение относится к трубопроводной арматуре, а именно к шиберным задвижкам с ручным, гидро- или пневмоприводом высокого давления.

Известна шиберная задвижка, содержащая корпус с крышкой, установленный в корпусе шибер, снабженный седлами и штоком с уплотнительным узлом (см. Молчанов Г.В., Молчанов А.Г. Машины и оборудование для добычи нефти и газа. М.: Недра, 1984, с. 94, рис.IV.12).

В известной шиберной задвижке уплотнительное устройство штока установлено в крышке.

Недостатком известного устройства является низкая надежность вследствие невозможности профилактического осмотра и замены уплотнительного устройства штока под давлением.

Известна шиберная задвижка, содержащая корпус с крышкой, установленный в корпусе шибер, снабженный седлами и штоком с уплотнительным узлом (см. Молчанов Г.В., Молчанов А.Г. Машины и оборудование для добычи нефти и газа. М.: Недра, 1984, с. 95, рис.IV.13).

Известная шиберная задвижка снабжена штуцером для принудительной подачи смазки в уплотнительный узел. Подача смазки в уплотнительный узел позволяет снизить износ пары трения, однако существует невозможность осмотра и замены уплотнительного устройства без съема крышки и под давлением.

Наиболее близким к заявляемому устройству, принятым в качестве прототипа, является шиберная задвижка, содержащая корпус с крышкой, установленный в корпусе шибер, снабженный седлами и штоком с уплотнительными узлами, установленными с образованием между ними кольцевой полости, соединенной с полостью задвижки через отсечное устройство и через нормально закрытый клапан - с атмосферой (см. описание к патенту США 5732731, МПК F 16 К 41/04, 1998).

Снабжение штока дополнительным уплотнительным узлом позволяет путем изоляции кольцевой полости от полости задвижки включить в работу нижний уплотнительный узел. При этом возможна замена верхнего уплотнителя при наличии давления внутри задвижки.

Недостатком известного устройства является возможность появления утечек на неограниченное время через рабочее верхнее уплотнение при его выходе из строя. Устранение утечек через верхний уплотнитель и переключение в работу нижнего уплотнителя производится вручную.

Предлагаемым изобретением решается задача повышения надежности в работе за счет улучшения эксплуатационных качеств и расширения функциональных возможностей путем автоматического переключения в работу нижнего уплотнителя при выходе из строя верхнего и исключения доступа рабочей среды в рабочий верхний уплотнитель.

Для достижения указанного технического результата в шиберной задвижке, содержащей корпус с крышкой, размещенный в корпусе шибер, снабженный седлами и штоком с уплотнительными узлами, установленными с образованием между ними кольцевой полости, соединенной с полостью задвижки через отсечное устройство и через нормально закрытый клапан - с атмосферой, согласно изобретению отсечное устройство выполнено в виде цилиндра с поршнем с образованием смежных полостей, одна из которых сообщена с полостью корпуса, а другая - с кольцевой полостью, причем цилиндр снабжен штоком, имеющим возможность взаимодействия одним концом с поршнем, а другим - выхода в атмосферу.

Шток цилиндра выполнен полым и снабжен обратно закрытым клапаном.

Предлагаемая шиберная задвижка иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1-3.

На фиг.1 показан общий вид шиберной задвижки (продольный разрез).

На фиг.2 представлено отсечное устройство.

На фиг.3 - вариант исполнения отсечного устройства.

Шиберная задвижка содержит корпус 1 с крышкой 2, установленные в корпусе 1 шибер 3 со штоком 4 и приводом 5 и седла 6 с уплотнителями 7. Шток 4 снабжен уплотнительными узлами 8 и 9, установленными с образованием между ними кольцевой полости 10.

Кольцевая полость 10 соединена с атмосферой через канал 11 и нормально закрытый клапан 12.

С полостью 13 корпуса 1 кольцевая полость 10 соединена через размещенное в крышке 2 отсечное устройство. Отсечное устройство выполнено в виде цилиндра 14, разделенного поршнем 15 на смежные полости 16 и 17. Полость 16 соединена каналом 18 с кольцевой полостью 10, а полость 17 - каналом 19 с полостью 13 корпуса 1.

Цилиндр 14 снабжен полым штоком 20, закрепленным посредством резьбового соединения с возможностью взаимодействия с поршнем 15. Внутри полого штока 20 установлен нормально закрытый обратный клапан 21 для нагнетания смазки в полости 10 и 17.

Шток 20 может быть жестко соединен с поршнем 15 (фиг.3).

Шиберная задвижка работает следующим образом.

Перед эксплуатацией полости 10, 13, 16 и 17 заполняют смазкой. Полости 10 и 17 заполняют смазкой, например через шток 20 и клапан 21. Клапан для подачи смазки в полости 13 и 16 условно не показан. При закрытом положении шиберной задвижки седла 6 прижаты к шиберу 3. В зависимости от герметичности уплотнителей 7 шибера 3 давление в полости 13 может меняться от нуля до рабочего. Одновременно изменяется давление в полостях 16, 17 и 10 соответственно давлению в полости 13 корпуса 1.

Уплотнительный узел 9 не испытывает перепада давления и поэтому при обычной работе практически не изнашивается.

Перепад давления испытывает лишь уплотнительный узел 8, поэтому он быстрее изнашивается.

При проверке состояния уплотнения 9 шток 20 перемещают влево до упора с поршнем 15 и открывают нормально закрытый клапан 12. Отсутствие течи через клапан 12 показывает нормальную работу уплотнительного узла 9.

При потере герметичности уплотнителя 8 жидкость из полости 17 поступает в полость 10 и постепенно вытекает наружу. Давление в полости 17 падает и поршень 15 под действием перепада давления перемещается в крайнее правое положение. С падением давления в полости 17 одновременно падает давление и в полости 10 и в работу автоматически включается уплотнитель 9.

Для замены уплотнения 8 сначала снимают привод 5, затем уплотнение 8. Съема крышки 2 при замене уплотнения 8 не производят. После замены уплотнения 8 сборку шиберной задвижки осуществляют в обратном порядке. Затем полость 17 заполняют смазкой через клапан 21, переместив предварительно шток 20 с поршнем 15 в крайнее левое положение. Затем шток 20 перемещают в исходное положение (вправо).

Так как полость 17 изолирована от полости 13 полостью 16 и поршнем 15 и заполнена чистой смазывающей жидкостью, то в уплотнительный элемент 8 не проникают абразивные частицы и газ в случае, когда задвижка установлена на газовой магистрали.

Устройство на фиг.3 работает аналогичным образом. При появлении утечек через верхнее уплотнение 8 поршень 15 со штоком 20 перемещается вправо, вытесняя смазку из полости 17 наружу. По положению штока 20 относительно цилиндра 14 определяется целостность рабочего верхнего уплотнителя 8.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет автоматически переключить рабочую среду на уплотнительный узел 9 при выходе из строя уплотнения 8, исключая перетечку рабочей среды, что повышает надежность работы заявляемого устройства.

Изобретение относится к арматуростроению и предназначено для перекрытия трубопроводов шиберными задвижками с ручным гидро- или пневмоприводом высокого давления, расширяет функциональные возможности, повышает эксплуатационные качества и надежность работы. Шиберная задвижка содержит корпус, крышку, шибер и шток с уплотнительными узлами. Последние установлены с образованием между ними кольцевой полости. Эта полость соединена с атмосферной через нормально закрытый клапан. С полостью задвижки эта полость соединена через отсечное устройство. Отсечное устройство выполнено в виде цилиндра, разделенного поршнем на смежные полости. Одна из смежных полостей сообщена с кольцевой полостью, другая - с полостью корпуса. Цилиндр снабжен штоком с выходом в атмосферу, имеющим возможность взаимодействовать с поршнем. Шток цилиндра выполнен полым и снабжен обратно закрытым клапаном. Изобретение направлено на расширение функциональных возможностей, повышение эксплуатационных качеств и надежности работы шиберной задвижки. 3 ил.

Шиберная задвижка, содержащая корпус с крышкой, установленный в корпусе шибер, снабженный седлами и штоком с уплотнительными узлами, установленными с образованием между ними кольцевой полости, соединенной с полостью задвижки через отсечное устройство и через нормально закрытый клапан - с атмосферой, отличающаяся тем, что отсечное устройство выполнено в виде цилиндра с поршнем с образованием смежных полостей, одна из которых сообщена с полостью корпуса, а другая - с кольцевой полостью, причем цилиндр снабжен штоком с выходом в атмосферу, имеющим возможность взаимодействия с поршнем, при этом шток цилиндра выполнен полым и снабжен обратно закрытым клапаном.