ЗАДВИЖКА Российский патент 2003 года по МПК F16K27/04 

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и может быть использовано в качестве запорного устройства на технологических линиях с высоким давлением среды в нефтегазодобывающей и нефтегазоперерабатывающей промышленности, энергетике, а также в других отраслях промышленности.

Известны задвижки, в которых уменьшение массогабаритных показателей достигается за счет применения сферической крышки, навертываемой на корпус (см. патент США 3152786, кл. 251-167, опублик. 1964 г). Однако такое крепление крышки к корпусу неприемлемо для задвижек с условным проходом более 80 мм, из-за ненадежности уплотнения соединения корпус - крышка, а также плохой ремонтопригодности.

Известны задвижки, в которых уменьшение габаритов и массы достигается за счет размещения в крышке приемного устройства для запорного органа, а размещение самой крышки выполнено внутри корпуса задвижки (см. а.с. 1052769. кл. F 16 K 3/316). Недостатком данной конструкции является значительная высота корпуса и большие габариты бугеля, что увеличивает металлоемкость и трудоемкость изготовления задвижки.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является задвижка для высоких давлений среды по а.с. 147407, кл. F 16 K 3/22, содержащая корпус с приварными магистральными фланцами и крышку, запорный орган, связанный с приводом. Запорный орган размещается в горловине корпуса при открытом положении задвижки, а центральный фланец корпуса размещен над приварными магистральными фланцами для обеспечения доступа к крепежным деталям задвижки при установке ее на трубопроводе. Недостаток известной задвижки заключается в том, что корпус получается значительным по высоте, его затруднительно отковать и механически обработать, в связи с этим центральный фланец выполнен приварным к горловине корпуса, так как для рабочих давлений свыше 35 МПа (350 кг/см²) применение литой арматуры не допускается согласно правилам Госгортехнадзора России (см. Правила устройства и безопасной эксплуатации технологических трубопроводов ПБ 03-108-96, п. 4.25). Такая конструкция корпуса увеличивает металлоемкость и трудоемкость изготовления задвижки, ее габариты и массу.

Целью изобретения является повышение технологичности изготовления задвижки, уменьшение ее массы и габаритов. Указанная цель достигается тем, что задвижка, содержащая корпус с приварными магистральными фланцами и крышку, запорный орган, связанный с приводом, содержит центральный фланец кованого корпуса, который снабжен выемками, выполненными в одной плоскости с торцевыми поверхностями корпуса, и максимально приближен к оси магистрального прохода задвижки, а кованая крышка выполнена куполообразной формы, при этом внутренняя полость крышки копирует форму сечения запорного органа, а фланец крышки удален от центрального фланца корпуса на величину, обеспечивающую размещение крепежных деталей крышки, без увеличения габаритов ее фланца в диаметральном направлении.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемая задвижка отличается тем, что центральный фланец кованого корпуса снабжен выемками, выполненными в одной плоскости с торцевыми поверхностями корпуса, и максимально приближен к оси магистрального прохода задвижки, а кованая крышка выполнена куполообразной формы, при этом внутренняя полость крышки копирует форму сечения запорного органа, а фланец крышки удален от центрального фланца корпуса на величину, обеспечивающую размещение крепежных деталей крышки без увеличения габаритов ее фланца в диаметральном направлении. Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна".

Анализ известных технических решений в исследуемой области техники позволил выявить в них отдельные признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, но в них не подтверждена возможность влияния этих признаков на технологичность изготовления корпуса и крышки методом штамповки, обладающим наилучшими эксплуатационными свойствами: прочностью, жесткостью, износостойкостью, необходимыми для эксплуатации задвижки под высоким давлением среды, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "изобретательский уровень".

Для получения заготовки кованого корпуса, близкой по форме к готовой детали, с целью уменьшения ее массы и габаритов, повышения технологичности изготовления путем снижения объема механической обработки, корпус имеет минимально возможную длину, определяемую выемками, выполненными на центральном фланце, который максимально приближен к оси прохода так, что дальнейшее его приближение приводит к нарушению работоспособности задвижки. Это проявляется или в заклинивании запорного органа из-за его разворота под действием силы тяжести относительно направляющих корпуса в начальный период закрытия полностью открытой задвижки, работающей на вертикальном трубопроводе, или в потери герметичности корпуса из-за уменьшения толщины стенки под крепежными отверстиями центрального фланца, расположенными в плоскости оси прохода. Выполнение плоскости разъема штампа корпуса перпендикулярно оси прохода позволяет при минимально возможной длине корпуса, в задвижках с условным проходом свыше 80 мм, прошивать отверстие в нем при штамповке, а затем с минимальной трудоемкостью и необходимой точностью за одну установку корпуса механически обрабатывать поверхности под оба седла и нижнюю часть камеры с направляющими - под запорный орган, что повышает точность и снижает трудоемкость изготовления. Максимальное приближение центрального фланца корпуса к оси прохода позволяет снизить трудоемкость фрезерования верхней части камеры под запорный орган, то есть повысить технологичность изготовления корпуса. Так как диаметр центрального фланца корпуса получается больше его длины, то для обеспечения доступа к сварному шву при сварке корпуса с магистральными фланцами на центральном фланце корпуса выполнены выемки, расположенные в одной плоскости с торцевыми поверхностями корпуса, или смещенные относительно их на величину допуска изготовления.

Для получения заготовки кованой крышки, близкой по форме к готовой детали, с целью уменьшения ее массы и габаритов, повышения технологичности изготовления путем снижения объема механической обработки, внутренняя полость круглой куполообразной крышки полностью копирует форму сечения запорного органа, расположенного в плоскости, перпендикулярной оси прохода, и формируется в штампе на всю требуемую глубину. Для этого плоскость разъема штампа выполнена по фланцу, который удален от центрального фланца корпуса на величину, позволяющую не только отковать крышку, но и разместить гайки крепления крышки без увеличения габаритов ее фланца в диаметральном направлении за счет куполообразной формы крышки, обеспечивающей размещение слесарного инструмента при монтаже крышки на корпус задвижки.

Сущность заявляемого технического решения поясняется чертежами: на фиг.1 изображена задвижка, продольный разрез; на фиг.2 изображена задвижка, вид сверху в разрезе; на фиг.3 изображена задвижка, поперечный разрез.

В корпусе 1, контуры заготовки которого показаны линиями "а", установлены седла 2, между которыми расположен запорный орган 3, соединенный штоком 4 с приводом. В расточке корпуса 1 установлена крышка 5, закрепленная на нем с помощью шпилек 6 и гаек 7. На центральном фланце корпуса 1 выполнены выемки "б", позволяющие обеспечить доступ к сварному шву при сварке ввертных магистральных фланцев 8 к корпусу 1, и разместить шпильки 9 с гайками 10 при креплении ответного фланца 11, для обеспечения минимальной строительной длины L задвижки.

При открытии задвижки запорный орган 3 перемещается по направляющим "в" корпуса 1 вверх в положение "г", размещаясь во внутренней полости крышки 5, полностью копирующей форму сечения запорного органа в плоскости, перпендикулярной оси прохода.

Такие технические решения, как максимальное приближение центрального фланца корпуса к оси прохода с введением на нем выемок, выполненных в одной плоскости с торцевыми поверхностями корпуса, и выполнение крышки куполообразной формы, копирующей внутренней полостью форму сечения запорного органа, с удалением ее фланца от фланца корпуса без увеличения ее габаритов в диаметральном направлении, позволяют получить заготовки корпуса и крышки близкими к форме готовых деталей методом штамповки, обладающими наилучшими эксплуатационными свойствами: прочностью, жесткостью, износостойкостью, необходимыми для эксплуатации задвижки под высоким давлением среды, и тем самым повысить технологичность изготовления задвижки, уменьшить ее массу и габариты.

Изобретение относится к области трубопроводной арматуры и предназначено для использования в качестве запорного устройства на технологических линиях с высоким давлением среды в нефтедобывающей и нефтегазоперерабатывающей промышленности, энергетике и других отраслях промышленности. Задвижка для высоких давлений среды содержит корпус с приварными магистральными фланцами и крышку, запорный орган, связанный с приводом. Центральный фланец кованого корпуса снабжен выемками. Выемки выполнены в одной плоскости с торцевыми поверхностями корпуса. Центральный фланец корпуса максимально приближен к оси магистрального прохода задвижки. Кованая крышка выполнена куполообразной формы. Внутренняя полость крышки копирует форму сечения запорного органа. Фланец крышки удален от центрального фланца корпуса на величину, обеспечивающую размещение крепежных деталей крышки без увеличения габаритов ее фланца в диаметральном направлении. Изобретение направлено на повышение технологичности изготовления задвижки, уменьшения ее массы и габаритов. 3 ил.

Задвижка для высоких давлений среды, содержащая корпус с приварными магистральными фланцами и крышку, запорный орган, связанный с приводом, отличающаяся тем, что центральный фланец кованого корпуса снабжен выемками, выполненными в одной плоскости с торцевыми поверхностями корпуса, и максимально приближен к оси магистрального прохода задвижки, а кованая крышка выполнена куполообразной формы, при этом внутренняя полость крышки копирует форму сечения запорного органа, а фланец крышки удален от центрального фланца корпуса на величину, обеспечивающую размещение крепежных деталей крышки без увеличения габаритов ее фланца в диаметральном направлении.