ВЕНТИЛЬ ИГОЛЬЧАТЫЙ ПОД МАНОМЕТР Российский патент 2013 года по МПК E21B34/16 F16K1/02 F16K41/04 

Изобретение относится к арматуростроению, а именно к оборудованию для эксплуатации трубопроводов, в частности предназначено для установки манометра, контролирующего давление транспортируемой среды по трубопроводу.

Известно дроссельное устройство, в котором в соединительный штуцер дроссельного устройства запрессована коническая резьбовая вставка с образованием винтового прохода. Угол конусности составляет 1-3°. На вставке имеется кольцевая канавка прямоугольного, полукруглого или трапецеидального сечения. Во вставке выполнены осевой и радиальный каналы, сообщенные с винтовым проходом. Резьба выполнена с плоскосрезанной вершиной шириной 0,2-0,4 мм и шагом 0,5-0,75 мм (Пат. №2117204 RU. Опубл. 10.08.1998 г.).

Однако известное дроссельное устройство предназначено для повышения эффективности дросселирования и эксплуатационной надежности в автомобильном транспорте.

Известно запорно-регулирующее устройство, в котором корпус имеет вид тройника с резьбой на его концах, выполнен из одного и того же материала, в виде соединенных между собой под углом 90° двух цилиндрических патрубков, заодно со сплошной перегородкой из того же материала, разделяющей внутренние полости каждого из патрубков на две части, при этом торец центрального патрубка, имеющий, по меньшей мере, два проходных отверстия и полированную поверхность скольжения, выполняет функции неподвижной запорно-регулирующей шайбы, а подвижная запорно-регулирующая шайба, выполненная заодно с рукояткой управления и штоком, а также с возможностью ограничения угла поворота, имеет, по меньшей мере, один закрытый коммутирующий паз, соответствующий по форме сечения одному из проходных отверстий неподвижной шайбы, кроме того, крепление и регулировка прижатия подвижной шайбы предусмотрены с помощью пружины, накидной гайки и резьбы на боковой поверхности центрального патрубка или на штуцере разъемного кожуха, состоящего из двух половинок (Пат. №2128796 RU. Опубл. 10.04.1999).

Известен вентиль, содержащий корпус с проходным отверстием, в котором крышка с уплотнением закреплена с помощью резьбового соединения в верхней части корпуса, шпиндель размещен на резьбе в цилиндрическом отверстии крышки с возможностью перемещения в осевом направлении, запорный орган выполнен в виде золотника, при этом золотник закреплен на конце шпинделя и перекрывает проходное отверстие в корпусе, кроме того первое из уплотнительных колец установлено в пазу золотника над выступом, выполненным над проходным отверстием корпуса, второе уплотнительное кольцо расположено в кольцевой проточке между шпинделем и крышкой, выступ выполнен со скосом под углом 20°…30° в сторону проходного отверстия корпуса, сечение проточки под второе уплотнительное кольцо выполнено в виде паза с коническим сужением в сторону, противоположную действию давления (Пат. №2262629 RU. Опубл. 20.10.2005).

Однако конструкция известного вентиля не предназначена для установки манометра.

Известна арматура устья скважины, содержащая корпус с каналом сообщения с полостью насосно-компрессорных труб (НКТ), каналом сообщения с межтрубным пространством и каналом сообщения полости НКТ с межтрубным пространством, в корпусе которой установлены конусная муфта для подвески труб, тарельчатый клапан-отсекатель и устьевой сальник для уплотнения полированного штока глубинного штангового насоса, запорные органы установлены в упомянутых каналах сообщения, соосно с запорным органом к корпусу арматуры герметично присоединена камера шлюзового типа. Камера содержит подвижный шток для захвата запорного органа и перемещения его в полость камеры., для разобщения полости камеры от рабочей полости арматуры камера содержит шиберный затвор, полость камеры сообщена с рабочей полостью арматуры каналом, а канал перекрыт игольчатым вентилем (Пат. №2168605 RU. Опубл. 10.06.2011).

Однако конструкция известной арматуры для устья скважины не предназначена для установки манометра.

Известен игольчатый вентиль, содержащий корпус с осевым каналом, выходящим в полость корпуса, установленный в полости корпуса на резьбе и соосно с ним шток с запирающей осевой канал иглой и гнездо под манометр, в котором шток выполнен с осевым каналом, сообщающим полость корпуса с гнездом под манометр, выполненное в конце штока, выходящего из корпуса вентиля (Пат. №8035 RU. Опубл. 16.10.1998 г.).

Однако известный игольчатый вентиль неудобен для визуального контроля показаний манометра при его управлении, кроме того не обладает надежностью уплотняющего кольца штока из-за его недолговечности и отсутствия возможности его подтягивания.

Известно устройство для герметизации устья скважины, состоящее из корпуса с центральным осевым ступенчатым и радиальными каналами, в котором размещены шаровые запорные органы с седлами, узлами поворота в виде фигурных муфт и узлами фиксации. В ступенчатом радиальном канале установлен управляемый клапан а виде пробки с осевыми каналами и шлицевым соединением на наружном торце. Между запорными органами выполнен радиальный канал, в котором установлена извлекаемая заглушка. Клапан управляется с помощью ключа, состоящего из основания с центральным осевым ступенчатым каналом, в котором установлены полый шток, уплотнительная манжета и грундбукса. Снаружи полого штока размешена нажимная втулка. На одном конце полого штока выполнен шлиц для управления клапаном, ответный шлицевому соединению на пробке, а на другом - гнездо с внутренней резьбой под манометр. Снаружи основания установлена накидная гайка, с помощью которой можно осуществить герметизацию полого штока относительно основания. Устройство устанавливают на устье скважины и соединяют с бурильной или лифтовой колонной. Трубный канал скважины перекрывают с помощью одного из запорных органов, второй остается резервным. Величину избыточного давления в трубном канале скважины определяют путем соединения ключа управления клапаном с радиальным каналом. Вращением полого штока вместе с пробкой открывают радиальный канал. Величину избыточного давления в трубном канале скважины отмечают по показаниям манометра, установленного на полом штоке. В случае необходимости через радиальный канал при закрытом одном шаровом запорном органе и открытом другом можно осуществить подачу утяжеленного промывочного раствора в трубный канал скважины (Пат. №2124114 RU. Опубл. 27.12.1998 г.).

Однако известное устройство для герметизации устья скважины, имеющее ключ управления клапаном, не обладает высокой помехозащищенностью при осуществлении контроля за давлением в трубопроводе из-за совмещения, в конструкции ключа управления клапаном, элементов выполняющих стравливание и измерение давления.

Задачей настоящего изобретения является достижение точности показаний манометра, путем повышения помехозащищенности манометра за счет сохранения коаксиальности осевых каналов, а так же повышение герметичности, долговечности и надежности конструкции, обеспечение удобного визуального считывания показаний манометра при эксплуатации вентиля.

Поставленная задача достигается тем, что в вентиле игольчатом под манометр, содержащем корпус, выполненный ступенчатым по наружной и внутренней цилиндрической поверхности, опосредовано соединенный со штоком, выполненным ступенчатым по наружной, внутренней цилиндрической поверхности и снабженным на одном конце резьбовым гнездом, грундбуксу, выполненную ступенчатой по наружной поверхности, соединительные, уплотняющие, крепежные элементы и элементы управления, корпус, посредством крепежного элемента, в котором внутренняя поверхность выполнена ступенчатой и выполнено смотровое окно, установленного с возможностью продольного перемещения, соединен с концом штока, снабженным резьбовым гнездом, крепежный элемент оснащен элементом управления, одна из ступеней грундбуксы по наружной поверхности, оснащена резьбой, при этом один торец грундбуксы расположен на сальниковом узле, а второй торец имеет возможность контакта со стопорным элементом, грундбукса соединена, посредством соединительного элемента с корпусом, в котором выполнено ступенчатое отверстие, ось последнего расположена перпендикулярно оси корпуса, при этом в отверстии установлены уплотняющий элемент и спускной клапан, кроме того конец штока, расположенный в корпусе, выполнен конусным и снабжен двумя сквозными радиальными каналами, при этом оси последних расположены с пересечением, резьбовое гнездо на другом конце штока оснащено уплотнительным элементом, а по наружной поверхности одной из ступеней штока и по внутренней поверхности одной из ступеней крепежного элемента выполнены кольцевые проточки, в которых размещено стопорное кольцо.

Целесообразно, для достижения более надежной герметизации и возможности восстановления формы сальниковых элементов близкой к первоначальной, сальниковый узел выполнить шевронным.

Целесообразно для предупреждения смещения коллегиальности в вентиле крепежный элемент выполнить в виде жесткой втулочной муфты, на боковой поверхности которой выполнить с противоположных сторон сквозные отверстия для закрепления в них элементов управления, при этом оси сквозных отверстий расположить коаксиально друг по отношению к другу.

Настоящее изобретение поясняют подробным описанием, схемами, на которых:

Фиг.1 - представлен общий вид в разрезе вентиля, согласно изобретению;

Фиг.2 - изображает в увеличенном масштабе часть конусного конца штока контактируемого с частью ступенчатой расточкой корпуса;

Фиг.3 - иллюстрирует в увеличенном масштабе часть поверхности ступени штока и внутренней поверхности крепежного элемента, в которых выполнены, соответственно кольцевые проточки с размещенным в них стопорным кольцом.

Вентиль под манометр содержит корпус 1, выполненный ступенчатым по наружной и внутренней цилиндрической поверхности(Фиг.1). Корпус 1 опосредовано соединен со штоком 2, выполненным ступенчатым по наружной, внутренней цилиндрической поверхности. Шток 2 снабжен на одном конце резьбовым гнездом 3 для установки и закрепления в нем манометра (на фиг.1 не показано). Резьбовое гнездо 3 штока 2 оснащено уплотнительным элементом 4. Конец штока 2, в котором выполнено резьбовое гнездо 3 посредством крепежного элемента 5, в котором внутренняя поверхность выполнена ступенчатой и выполнено смотровое окно 6 и установленного с возможностью продольного перемещения, соединен с корпусом 1. На внутренней поверхности крепежного элемента 5 и наружной поверхности корпуса 1, для их соединения и перемещения, выполнена резьба. Крепежный элемент оснащен элементами управления 7 и 8. Внутри крепежного элемента 5 расположена одна из ступеней грундбуксы 9, вторая ступень которой по наружной поверхности, оснащена резьбой. При этом один торец грундбуксы 9 расположен на сальниковом узле 10. Второй торец грундбуксы 9 имеет возможность контакта со стопорным элементом 11. Грундбукса 9 соединена, с корпусом 1, посредством соединительного элемента 12. С одной из сторон корпуса 1 выполнено ступенчатое отверстие 13. При этом ось последнего расположена перпендикулярно оси корпуса 1. В отверстии 13 установлены уплотняющий элемент 14 и спускной клапан 15.

Конец 16 штока 2, расположенный в корпусе 1, выполнен конусным (Фиг.2). Он снабжен двумя сквозными радиальными каналами 17 и 18. Оси отверстий 17 и 18 расположены с пересечением. В корпусе 1 выполнен осевой канал 19.

По наружной поверхности одной из ступеней штока 2, выполненной на конце с резьбовым гнездом 3 выполнена кольцевая проточка 20 (Фиг.3). По внутренней поверхности одной из ступеней крепежного элемента 5 выполнены кольцевая проточка 21. Между кольцевых проточек, соответственно 20 и 21, размещено стопорное кольцо 22.

Целесообразно, для достижения более надежной герметизации и возможности восстановления формы близкую к первоначальной, сальниковый узел 10 выполнить шевронным.

Целесообразно для предупреждения нарушения кооксиальности в вентиле крепежный элемент 5 выполнить в виде жесткой втулочной муфты, на боковой поверхности которой выполнить с противоположных сторон сквозные отверстия 23 и 24, оснащенные резьбой, для закрепления в них элементов управления 7 и 8 (Фиг.1). При этом оси сквозных отверстий 23 и 24 должны быть расположены коаксиально друг по отношению к другу. Кроме того на утонченном конце корпуса 1 выполнена резьба 25, а в корпусе - рабочая полость 26.

Вентиль игольчатый под манометр используют следующим образом.

Для замера давления в трубопроводе компонуют вентиль, размещая в корпусе последовательно сальниковый узел 10, грундбуксу 9, шток 2, который оснащают стопорным элементом 11, размещенным в проточке на штоке 2. Затем соединяют посредством резьбового соединения грундбуксу 9 через соединительный элемент 12 с корпусом 1. Последний соединяют с помощью крепежного элемента 5, оснащенного элементами управления 7 и 8, с концом штока 2, в котором имеется резьбовое гнездо 3 с уплотнительным элементом 4. При этом плотный контакт внутренней поверхности крепежного элемента 5 с наружной поверхностью штока 2 осуществляют посредством кольцевых проточек 20, 21 и стопорного кольца 22.

При замере давления в трубопроводе оператор закрепляет манометр (на фиг.1 не показано) в резьбовом гнезде 3 штока 2 и отвинчивает крепежный элемент 5, используя для этого элементы управления 7 и 8 (Фиг.1). Такая манипуляция открывает доступ рабочей жидкости из осевого канала 19 корпуса 1 в глухой осевой канал штока 2. Рабочая жидкость поступает в глухой осевой канал штока 2 через рабочую полость 26 корпуса 1 и сквозные радиальные каналы 17 и 18. В результате таких действий манометр сообщается с рабочей жидкостью находящейся в осевом канале 19 корпуса 1. Шток 2 при этом поступательно перемещается, но без осевого вращения, вдоль корпуса 1 по направлению к осевому каналу 19. Такое продольное перемещение позволяет обеспечивать удобное для оператора положение манометра при визуальном считывании его показаний. При изменении показаний манометра, из-за протечек рабочей среды в атмосферу через сальниковый узел 10, оператор, через смотровое окно 6 крепежного элемента 5, подтягивает соединительный элемент 12 при помощи ключа. Соединительный элемент 12 воздействует на сальниковый узел 10, посредством ступени грундбуксы 9 на которую опирается, тем самым уплотняя сальниковый узел 10 и предотвращая утечку рабочей жидкости. Для сброса давления из рабочей полости 26 корпуса 1 используют спускной клапан 15, который устанавливают в отверстии 13 корпуса 1 с использованием уплотняющего элемента 14.

Для достижения более надежной герметизации и возможности восстановления формы близкую к первоначальной сальникового узла 10 в процессе эксплуатации вентиля, сальниковый узел выполняют шевронным. При этом, шевронные манжеты в сальниковом узле 10 размещают между нажимного и опорного колец.

Для предупреждения нарушения коаксиальности при монтаже вентиля используют крепежный элемент 5, который выполняют в виде жесткой втулочной муфты, на боковой поверхности которой выполняют с противоположных сторон сквозные отверстия 23 и 24. В последних размещают посредством резьбового соединения элементы управления 7 и 8, которые располагаются в пространстве коаксиально друг по отношению к другу.

Предложенное изобретение позволяет достигать точности показаний манометра, путем повышения помехозащищенности манометра за счет сохранения коаксиальности осевых каналов,. Кроме того, повышает герметичность, долговечность и надежность конструкции, обеспечивает удобное визуальное считывание показаний манометра при эксплуатации вентиля.

Использование шевронного сальникового узла позволяет достичь более надежной герметизации и возможности восстановления его формы близкой к первоначальной.

Конструкция вентиля позволяет сохранять коаксиальность скомпонованных элементов конструкции, оснащенных сквозными каналами.

Изобретение относится к оборудованию для эксплуатации трубопроводов и может быть применено для установки манометра, контролирующего давление транспортируемой среды по трубопроводу. Вентиль игольчатый под манометр содержит корпус (1), опосредованно соединенный со штоком (2), снабженным на одном конце резьбовым гнездом (3). При этом в корпусе (1) расположены сальниковый узел (10), выполненный шевронным, грундбукса (9). Последняя соединена посредством соединительного элемента 12 с корпусом. Кроме того, корпус (1) с помощью резьбового соединения связан с крепежным элементом (5), который связан с помощью кольцевых проточек и стопорного кольца со штоком (2). Кроме того, корпус (1) оснащен спускным клапаном (15). Технический результат заключается в повышении точности показаний манометра, герметичности, долговечности и надежности конструкции. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Вентиль игольчатый под манометр, содержащий корпус, выполненный ступенчатым по наружной и внутренней цилиндрической поверхности, опосредовано соединен со штоком, выполненным ступенчатым по наружной, внутренней цилиндрической поверхности и снабженным на одном конце резьбовым гнездом, грундбуксу, выполненную ступенчатой по наружной поверхности, соединительные, уплотняющие, крепежные элементы и элементы управления, отличающийся тем, что корпус посредством крепежного элемента, в котором внутренняя поверхность выполнена ступенчатой и выполнено смотровое окно, установленного с возможностью продольного перемещения, соединен с концом штока, снабженным резьбовым гнездом, крепежный элемент оснащен элементом управления, одна из ступеней грундбуксы по наружной поверхности оснащена резьбой, при этом один торец грундбуксы расположен на сальниковом узле, а второй торец имеет возможность контакта со стопорным элементом, грундбукса соединена посредством соединительного элемента с корпусом, в котором выполнено ступенчатое отверстие, ось последнего расположена перпендикулярно оси корпуса, при этом в отверстии установлены уплотняющий элемент и спускной клапан, кроме того, конец штока, расположенный в корпусе, выполнен конусным и снабжен двумя сквозными радиальными каналами, при этом оси последних расположены с пересечением, резьбовое гнездо на другом конце штока оснащено уплотнительным элементом, а по наружной поверхности одной из ступеней штока и по внутренней поверхности одной из ступеней крепежного элемента выполнены проточки, в которых размещено стопорное кольцо.

2. Вентиль по п.1, отличающийся тем, что сальниковый узел выполнен шевронным.

3. Вентиль по п.1, отличающийся тем, что крепежный элемент выполнен в виде жесткой втулочной муфты, на боковой поверхности которой выполнены с противоположных сторон сквозные отверстия для закрепления в них элементов управления, при этом оси сквозных отверстий расположены коаксиально по отношению друг к другу.