ЗАПОРНАЯ АРМАТУРА "АННУШКА" Российский патент 2010 года по МПК F16K1/12 F16K31/53 

Изобретение относится к запорной трубопроводной арматуре для использования на прямолинейных горизонтальных участках нефтепроводов с условным диаметром от 500 мм и более, по которым транспортируется рабочая среда, не засоренная посторонними примесями.

Известен клапан запорный, который содержит корпус, затвор, седло с эластичным уплотнением и червячный привод затвора, включающий червяк и червячное колесо с ходовой резьбой на внутренней поверхности. Затвор выполнен в виде втулки с ходовой резьбой на наружной поверхности. Упомянутая резьба на ходовой поверхности взаимодействует с ходовой резьбой червячного колеса. В корпусе установлен штифт. Втулка снабжена пазом. Последний взаимодействует со штифтом (см. RU 2198335 С2, F16K 31/53, F16K 1/12, 10.02.2003).

Клапан отличается высокой пропускной способностью. Основным недостатком конструкции является расположение седла внутри прохода потока среды, что не позволяет значительно снизить гидравлическое сопротивление, а также затрудняет доступ при ремонте и обслуживании.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков, выбранным в качестве прототипа, является запорная трубопроводная арматура, в корпусе которой расположен запорный орган, выполненный в виде диска. Запорный орган перемещается зубчато-реечным механизмом поперек оси трубопровода и под действием силы тяжести запирает проход среды в трубопроводе (см. DE 197363 С, F16K 3/18, F16K 3/02, 15.04.1908).

Достоинством запорного устройства является полное освобождение прохода потока среды, вследствие чего гидравлическое сопротивление минимальное при открытом устройстве. Однако данное устройство может устанавливаться лишь на вертикальном участке трубопровода, имеющем небольшое давление транспортируемой среды. При этом устройство, имея сложную систему противовесов и большие габаритные размеры, не обеспечивает надежность запирания прохода транспортируемой среды.

Задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение - это расширение арсенала технических средств, предназначенных для установки на трубопроводах больших диаметров, снижение массы и габаритных размеров арматуры с сохранением в то же время основных достоинств известных технических средств, главным из которых является полное освобождение прохода рабочей среды в положении «открыто», вследствие чего гидравлическое сопротивление прохода транспортируемой среды минимальное.

Указанная задача решается за счет того, что запорная трубопроводная арматура содержит корпус, запорный орган, выполненный в виде диска, и седло. При этом перемещение диска, на котором закреплен шпиндель с тарелкой-клапаном, зубчато-реечным механизмом, зубчатая рейка которого жестко скреплена с диском, и запирание прохода среды управляющим элементом нажимного устройства осуществляется разными приводами последовательно. Для ограничения перемещения запорного органа-диска служат упоры. На днище корпуса предусмотрен амортизатор упора. Для фиксации положения подъема диска служит храповик, располагаемый снаружи корпуса. Нажимное устройство содержит штурвал, валик и червячную пару, от колеса которой приводится во вращательное движение тарелка-клапан. Последняя, вращаясь по резьбе шпинделя, движется поступательно вдоль оси трубопровода до соприкосновения с седлом, запирая проход среды. Седло запрессовано в корпус и скошено в месте посадки клапана под углом 45 град.

Представленное конструктивное решение запорной трубопроводной арматуры поясняется прилагаемыми чертежами.

В положении закрыто:

Фиг.1. Продольное сечение.

Фиг.2. Поперечное сечение.

Фиг.3. Вид сверху.

Фиг.4. Вид сверху. Сечение.

В положении открыто:

Фиг.5. Продольное сечение.

Фиг.6. Поперечное сечение.

Фиг.7. Вид сверху. Сечение.

Фиг.8. Общий вид в аксанометрии.

Представленные чертежи на фиг.1-8 включают:

1. Корпус запорной трубопроводной арматуры.

2. Запорный орган - диск основание для крепления шпинделя с тарелкой-клапаном.

3. Тарелка-клапан. Поверхность клапана в месте посадки в седло скошена под углом 45 град.

4. Шпиндель нажимного устройства, несущий тарелку-клапан.

5. Червячная пара нажимного устройства - привод пальчиковой передачи.

6. Пальцевая муфта, приводящая во вращение тарелку клапана на шпинделе.

7. Зубчато-реечный механизм подъема и опускания диска с клапаном.

8. Храповик-фиксатор движения подъема и опускания диска с клапаном.

9. Фиксатор-стопор червяка валика нажимного устройства.

10. Седло клапана в корпусе запорной арматуры. Со стороны сопряжения с тарелкой клапана скошено под углом 45 град.

11. Амортизатор упора зубчато-реечного механизма подъема и опускания диска с тарелкой клапаном.

12. Рым - приспособление для монтажа запорной арматуры.

13. Валик червячной пары нажимного устройства.

14. Управляющий элемент-валик зубчато-реечной передачи для подъема и опускания диска с тарелкой-клапаном.

15. Колесо червячной пары нажимного устройства - привод пальцевой муфты, передающей вращение тарелке-клапану.

Запорная трубопроводная арматура содержит: корпус 1, запорный орган 2, перемещаемый под действием управляющего элемента 7, и упоры, служащие для ограничения перемещения запорного органа.

В положении «открыто» диск запорного органа 2, являющийся основанием тарелки-клапана 3, находится в нижнем положении. Зубчатая рейка 7, механизма подъема и опускания клапана, жестко скрепленная с диском 2 основания тарелки клапана, упирается в выступ днища корпуса арматуры, на котором расположен амортизатор упора 11. Проход транспортируемой среды полностью открыт.

Для закрытия запорной трубопроводной арматуры нужно поворачивать штурвал валика управляющего элемента 14 по ходу часовой стрелки, передающего через зубчато-реечную передачу 7 движение диска с тарелкой-клапаном вверх до упора, находящегося в верхней части корпуса арматуры.

При подъеме диска 2 с тарелкой-клапаном 3 за 5-6 мм до упора срабатывает автоматический фиксатор 9 валика нажимного устройства 13 и разблокирует его.

Положение подъема диска 2 с клапаном фиксируется храповиком 8, посаженным снаружи корпуса на валик 14 вместе со штурвалом. Далее, вращая штурвал верхнего валика 13 нажимного устройства по часовой стрелке, посредством червячной пары 5 от колеса 15 которой, через пальцевую муфту 6, приводим во вращательное движение тарелку-клапан 3.

Сбегая по резьбе шпинделя 4, тарелка-клапан вращается, двигаясь поступательно вдоль оси трубопровода до соприкосновения с седлом 10, и запирает проход среды.

Для открытия запорной трубопроводной арматуры, вращаем штурвал валика 13 нажимного устройства против часовой стрелки. Тарелка-клапан отходит от седла 10, поворачиваясь по резьбе шпинделя 4 к колесу червячной пары 15 нажимного устройства до упора.

Далее, вручную поднимая защелку храповика 8 и вращая штурвал валика 14 подъема диска с клапаном против часовой стрелки, опускаем диск 2 с клапаном вниз до упора зубчатой рейки в выступ днища корпуса арматуры. Как только диск 2 с клапаном из своего верхнего положения опустится на 5-6 мм ниже верхнего упора, фиксатор 9 нажимного валика 13 автоматически перекроет возможность вращения этого валика.

Благодаря такой конструкции снижаются масса и габаритные размеры арматуры. Освобождается проход для транспортируемой среды, вследствие чего уменьшается ее гидравлическое сопротивление.

Запорная трубопроводная арматура предназначена для установки на прямолинейных горизонтальных участках нефтепроводов с условным диаметром 500 мм и более, по которым транспортируется рабочая среда, не засоренная посторонними примесями. Запорная трубопроводная арматура содержит корпус, запорный орган, выполненный в виде диска, и седло. При этом перемещение диска, на котором закреплен шпиндель с тарелкой-клапаном, зубчато-реечным механизмом, зубчатая рейка которого жестко скреплена с диском, и запирание прохода среды управляющим элементом нажимного устройства осуществляется разными приводами последовательно. Для ограничения перемещения запорного органа-диска служат упоры. На днище корпуса предусмотрен амортизатор упора. Для фиксации положения подъема диска служит храповик, располагаемый снаружи корпуса. Нажимное устройство содержит штурвал, валик и червячную пару, от колеса которой приводится во вращательное движение тарелка-клапан. Последняя, вращаясь по резьбе шпинделя, движется поступательно вдоль оси трубопровода до соприкосновения с седлом, запирая проход среды. Седло запрессовано в корпус и скошено в месте посадки клапана под углом 45 град. Благодаря такой конструкции снижаются масса и габаритные размеры арматуры. Освобождается проход для транспортируемой среды, вследствие чего уменьшается ее гидравлическое сопротивление. 8 ил.

Запорная трубопроводная арматура, содержащая корпус, запорный орган, выполненный в виде диска, и седло, отличающаяся тем, что перемещение диска, на котором закреплен шпиндель с тарелкой клапана, зубчато-реечным механизмом, зубчатая рейка которого жестко скреплена с диском, и запирание прохода среды управляющим элементом нажимного устройства осуществляется разными приводами последовательно, для ограничения перемещения запорного органа-диска служат упоры, на днище корпуса предусмотрен амортизатор упора, для фиксации положения подъема диска служит храповик, располагаемый снаружи корпуса, нажимное устройство содержит штурвал, валик и червячную пару, от колеса которой приводится во вращательное движение тарелка-клапан, которая, вращаясь по резьбе шпинделя, движется поступательно вдоль оси трубопровода до соприкосновения с седлом, запрессованным в корпус и скошенным в месте посадки клапана под углом 45°, запирая проход среды.