ШИБЕРНАЯ ЗАДВИЖКА Российский патент 2022 года по МПК F16K11/20 F16K3/18 

Изобретение относится к трубопроводной арматуре высокого давления и может применяться, например, в нефтегазопроводах.

Известен дисковый поворотный клапан, см. патент RU 2182997, опубл. 27.05.2002. Бюл. №15, который относится к задвижкам с поворотным запорным органом. Изделие содержит корпус с входными и выходными отверстиями, седло, взаимодействующий с седлом запорный орган, выполненный в виде диска, механизм поворота и осевого перемещения которого выполнен в виде двух одинаковых цилиндропоршневых устройств, расположенных диаметрально-противоположно в плоскости перпендикулярной оси запорного органа, штоки которых соединены шарнирно-рычажной передачей и пружинами с диском, причем на одном из штоков выполнен участок с ходовой несамотормозящейся резьбой, взаимодействующей с ответной резьбой корпуса для осуществления поворота диска вокруг оси цилиндров при движении штоков.

К основным недостаткам этого устройства можно отнести сложность конструкции и невозможность ее работы в гидросистемах с повышенным давлением.

Известно устройство, патент RU 2147093, опубл. 27.03.2000. Бюл №9, где запорное устройство выполнено в виде тарелки с осью, установленной в горизонтальном канале каретки с возможностью передвижения ее в осевом направлении, а каретка под воздействием выдвижного шпинделя имеет возможность перемещения вместе с запорным устройством по вертикали, контактируя своими боковыми сторонами с направляющими корпуса. При перемещении каретки вниз до нижнего упора фиксирующее устройство освобождает ось тарелки, а наклонный к оси шпинделя шип, взаимодействуя с ответной впадиной на оси запорного органа (контакт «шип-паз»), перемещает его в сторону входного отверстия.

Использование механизма перемещения между шпинделем и осью тарелки, выполненного поверхностями типа «шип-паз», при рабочем давлении в трубопроводе возникает повышенное трение в контакте, что приводит к быстрому износу упомянутых поверхностей и сокращению ресурса изделия. Приведенные недостатки и наличие фиксирующих устройств между шпинделем, кареткой и осью тарелки еще более усложняет конструкцию изделия и ненадежность ее эксплуатации.

Из упомянутых задвижек наиболее близкой к заявляемому изделию является устройство, патент RU 2147093, F16K 3/14, которое принято за прототип.

Задачей предлагаемого технического решения является устранение вышеперечисленных недостатков и создание возможности применения задвижки в гидросистемах с повышенным давлением.

Упомянутый технический результат достигается за счет размещения в корпусе двух шпинделей с запорными устройствами, очередность применения которых в процессе рабочего цикла, «открывание и закрывание», создает возможность управлять запорными устройствами через соответствующий шпиндель под давлением рабочей среды без применения вспомогательных силовых агрегатов.

На Фиг. 1 изображен главный вид задвижки в закрытом положении.

На Фиг. 2 изображен главный вид задвижки в открытом положении.

На Фиг. 3 - разрез по А-А на Фиг. 2

На Фиг. 4 - разрез по В-В на Фиг. 2

На Фиг. 5 - вид В Фиг. 3

Предлагаемая задвижка содержит корпус 1, два отверстия 2 с установленными в них седлами 3, два телескопических шпинделя 4 с внутренними отверстиями 5, в которых с возможностью вертикального хода размещены штоки 6. Запорные устройства выполнены в форме дисков 7 и связаны через шарнирно-рычажные передачи 8 с верхними и нижними каретками 9 и 10, которые, в свою очередь, контактируют боковыми сторонами 11 с направляющими пазами 12 корпуса. В закрытом положении задвижки нижние каретки 10 своими гнездами на торцах зафиксированы на упорах 13. Верхняя часть шпинделя соединена фланцами 14 с выходным валом 15 меньшего диаметра, который проходит через подшипник 16, уплотнение 17, стопорное кольцо 18, крышку 19 и снабжен штурвалом 20. При этом в верхней части полости шпинделя выполнено отверстие 21 для сообщения с полостью корпуса, а отверстие 22 может использовано для внешнего гидравлического управления штоком 6. Для уменьшения трения между пазами корпуса и трущимися поверхностями боковых сторон кареток последние снабжены роликами 23. При необходимости для сброса давления из внутренней полости корпуса в закрытом положении задвижки существует система сброса давления 24, см. фиг. 1.

Работает предлагаемая задвижка следующим образом.

Вначале закрываем выходное отверстие, вращая соответствующий шпиндель. При вращении шпинделя верхняя каретка по резьбе перемещается вниз вместе с запорным устройством, штоком и нижней кареткой до фиксации гнезда каретки с упором в корпусе. После контакта шарнирно-рычажная передача перемещает запорное устройство к соответствующему седлу выходного отверстия, а попутный поток рабочей среды способствует этому и плотно прижимает диск. Остановленный поток на выходном отверстии позволяет второму запорному устройству под действием шпинделя легко перекрыть входное отверстие.

Открывание задвижки так же начинаем с выходного отверстия. В случае, если запертый объем рабочей среды в корпусе оказывает сопротивление открыванию выходного отверстия, включаем систему сброса давления 24, см. фиг. 1. Открыв выходное отверстие, давление и поток рабочей среды в трубопроводе будет способствовать подъему запорного устройства шпинделем входного отверстия.

Для управления изделием с двумя шпинделями и ускорения работы запорных устройств необходимо установить на выходных валах крышки изделия коробку передач, например, из четырех шестерен, которая позволит вращать одним штурвалом оба шпинделя одновременно или каждый раздельно, учитывая необходимость операции при выполнении «рабочего цикла».

Основным преимуществом предлагаемой задвижки является ее надежность при эксплуатации и может применяться в гидросистемах с повышенным давлением без применения силовых агрегатов для «открывания и закрывания» запорного устройства.

Изобретение относится к трубопроводной арматуре высокого давления и может применяться, например, в нефтегазопроводах. Предложена задвижка, в корпусе которой установлены два телескопических шпинделя с запорными устройствами, выполненными в виде дисков с ребрами жесткости и связанными через шарнирно-рычажные передачи с верхними и нижними каретками, которые выступающими боковыми сторонами контактируют с направляющими пазами корпуса, при этом верхние каретки внутренней резьбой взаимодействуют с наружной резьбой на соответствующих шпинделях, а нижние закреплены на штоках. Преимущество предлагаемой задвижки перед известными в том, что наличие двух шпинделей с запорными устройствами и очередность их применения в процессе рабочего цикла, «открывание и закрывание», создает возможность управлять запорными устройствами через соответствующий шпиндель под давлением рабочей среды без применения вспомогательных силовых агрегатов. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Шиберная задвижка, содержащая корпус с проходным каналом, направляющие и установленную с возможностью перемещения по ним под действием шпинделя каретку и упор для ограничения перемещения ее при перекрытии проходного канала, отличающаяся тем, что вблизи входного и выходного отверстий проходного канала установлены два телескопических шпинделя с запорными устройствами, выполненными в виде дисков и связанными через шарнирно-рычажные передачи с верхними и нижними каретками, боковыми сторонами контактирующие с направляющими пазами корпуса, при этом верхние каретки внутренней резьбой взаимодействуют с ответной на шпинделях, нижние закреплены на штоках, основания которых снабжены гнездами, выполненными в виде отверстий, для фиксации с соответствующими упорами корпуса, а свободными концами штоки установлены с возможностью вертикального хода в отверстиях шпинделей, где надштоковые полости связаны гидравлически через радиальные отверстия в шпинделе с полостью корпуса или с внешним источником давления, а при фиксации гнезд нижних кареток с упорами корпуса диски запорных устройств при содействии шарнирно-рычажных передач контактируют с седлами, установленными в отверстиях проходного канала.

2. Шиберная задвижка по п. 1, отличающаяся тем, что сопрягаемые поверхности боковых сторон кареток с соответствующими пазами корпуса снабжены подшипниками качения, например роликами.