запорно-регулирующее устройство

Формула изобретения

Запорно-регулирующее устройство, в корпусе которого с проходным каналом и отверстием в седле установлены плоский шибер с уплотнительной поверхностью и отверстием, соединенный со штоком привода, и поворотный запорный орган, состоящий из двух сопряженных друг с другом заслонок, одна из которых глухая, а другая - разгрузочная с отверстием, расположенный на оси вне зоны проходного канала и фиксируемый в открытом положении, при этом шток снабжен охватывающей его ступенчатой втулкой, установленной с возможностью осевого перемещения и фиксации ее в крайних положениях, причем на ступени меньшего диаметра выполнен паз, а поворотный запорный орган установлен с возможностью взаимодействия с указанным пазом, отличающееся тем, что глухая заслонка выполнена в виде вильчатого рычага, а паз на ступенчатой втулке выполнен сквозным и расположен на торцевой поверхности, при этом на штоке привода со стороны шибера выполнены выступы с возможностью взаимодействия с вильчатым рычагом, а сам шток привода выполнен составным из собственно штока и дополнительного штока, соединенных через упругий элемент.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к трубопроводной арматуре, а именно к отключающим устройствам с запорным элементом, совершающим скользящее движение вдоль седловой поверхности между впускным и выпускным каналами, и с поворотным запорным элементом, и может быть использовано для установки на технологических линиях газовых промыслов для перекрытия и регулирования потока транспортируемой среды.

Известно запорно-регулирующее устройство, в корпусе которого с проходным отверстием в седле установлены плоский шибер с уплотнительными поверхностями и отверстием и поворотный запорный элемент, фиксируемый в открытом положении, установленный вне зоны проходного отверстия, а уплотнительные поверхности шибера и седла герметизированы на всем диапазоне регулирования (а.с.№785579, 3 МПК F 16 К 3/00, приоритет от 17.10.75 г.)

Недостатком этого запорно-регулирующего устройства является использование двух приводов для запирания и регулирования транспортируемой среды, что усложняет конструкцию, управление и снижает надежность работы устройства.

Известно запорно-регулирующее устройство, содержащее корпус с проходным каналом с расположенным в нем седлом, плоским шибером с отверстием, установленным с возможностью перемещения посредством подвижного штока привода, поворотный запорный элемент, состоящий их двух сопряженных друг с другом заслонок, одна из которых, разгрузочная, выполнена с отверстием, причем заслонки установлены на оси, расположенной вне зоны проходного канала и перпендикулярной оси движения подвижного штока с возможностью фиксации в открытом положении. Подвижный шток выполнен ступенчатым, а ось снабжена кинематически связанным с заслонками выступом, установленным с возможностью взаимодействия с большей ступенью подвижного штока. (а.с.№1643836, 5 МПК F 16 К 3/00, приор. 30.05.88 г.)

Недостатком этого устройства является сложность конструкции, снижающая надежность работы устройства.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков, выбранным в качестве прототипа, является запорно-регулирующее устройство, в корпусе которого с проходным отверстием в седле установлены плоский шибер с уплотнительными поверхностями и отверстием, соединенный со штоком привода, и поворотный запорный элемент, фиксируемый в открытом положении, установленный вне зоны проходного отверстия, а уплотнительные поверхности шибера и седла герметизированы на всем диапазоне регулирования. Шток снабжен охватывающей его ступенчатой втулкой, установленной с возможностью осевого перемещения и фиксации ее в крайних положениях, причем на ступени меньшего диаметра выполнен паз, а поворотный запорный элемент установлен с возможностью взаимодействия с указанным пазом (а.с.№1203295,4 МПК F 16 К 3/00, приоритет от 05.07.84 г.)

Недостатком устройства является его низкая надежность, обусловленная наличием жесткой связи между штоком, ступенчатой втулкой, поворотным запорным элементом и плоским шибером, что при закрытии устройства приводит к значительным усилиям на поворотный запорный элемент со стороны штока, передаваемым через ступенчатую втулку, что приводит к повышенному износу, а также поломке поворотного запорного элемента и делает невозможным герметичное перекрытие потока.

Задача, достигаемая изобретением, состоит в том, чтобы создать такое техническое решение, при использовании которого обеспечивалась бы надежность работы, ремонтопригодность и долговечность устройства.

Для достижения названного технического результата в корпусе запорно-регулирующего устройства с проходным каналом и отверстием в седле установлены плоский шибер с уплотнительной поверхностью и отверстием, соединенный со штоком привода, и поворотный запорный орган, состоящий из двух сопряженных друг с другом заслонок, одна из которых - глухая, а другая - разгрузочная с отверстием, расположенный на оси вне зоны проходного канала и фиксируемый в открытом положении, при этом шток снабжен охватывающей его ступенчатой втулкой, установленной с возможностью осевого перемещения и фиксации ее в крайних положениях, причем на ступени меньшего диаметра выполнен паз, а поворотный запорный орган установлен с возможностью взаимодействия с указанным пазом.

Заявляемое запорно-регулирующее устройство отличается от прототипа тем, что глухая заслонка представляет собой вильчатый рычаг, а паз на ступенчатой втулке выполнен сквозным и расположен на торцевой поверхности, при этом на штоке привода со стороны шибера выполнен выступ с возможностью взаимодействия с вильчатым рычагом, а шток привода выполнен составным из собственно штока и дополнительного штока, соединенных через упругий элемент.

На фиг.1 изображен продольный разрез устройства в закрытом положении; на фиг.2- разрез по А-А на фиг.1.

Устройство содержит корпус 1, в котором выполнен осевой проходной канал 2. Внутри корпуса по оси проходного канала неподвижно установлено седло 3 с отверстием 4. В седле расположены направляющие элементы 5, плоский шибер 6 с уплотнительной поверхностью 7 и отверстием, вкладыш 8 и уплотнительный элемент 9, герметизирующий уплотнительные поверхности вкладыша и седла на всем диапазоне регулирования. В корпусе вне зоны проходного канала с помощью кронштейна 10 на оси 11 установлен поворотный запорный орган, представляющий собой две заслонки, одна из которых 12 - глухая выполнена в виде вильчатого рычага, а другая 13 - разгрузочная с отверстием 14. На поверхности заслонок установлены уплотнительные элементы 15 и 16 соответственно, герметизирующие уплотнительные поверхности заслонок и уплотнительную поверхность шибера. Плоский шибер и поворотный запорный орган через шток связаны с приводом (не показан), причем шток выполнен составным из собственно штока 17 и дополнительного штока 18, соединенных через упругий элемент 19. При этом собственно шток снабжен охватывающей его ступенчатой втулкой 20 с уплотнительными элементами 21 и 22, выполненной с разными эффективными площадями сечения на торцах, в результате чего ступенчатая втулка имеет возможность осевого перемещения совместно с собственно штоком, в котором имеется канал 23, сообщенный с атмосферой. На ступенчатой втулке, на ступени меньшего диаметра выполнен сквозной паз 24, расположенный на торцевой поверхности. Поворотный запорный орган установлен с возможностью взаимодействия через вильчатый рычаг с пазом ступенчатой втулки. Подвижность ступенчатой втулки ограничена крайними положениями перемещения (верхним и нижним). В нижнем положении ступенчатая втулка упирается в пробку 25, а верхнее положение соответствует крайнему верхнему положению собственно штока. На собственно штоке со стороны шибера выполнены выступы 26, взаимодействующие с вильчатым рычагом при закрытии поворотного запорного органа.

Устройство работает следующим образом. В исходном положении “закрыто” вильчатый рычаг 12 (глухая заслонка) прижимает разгрузочную заслонку 13 к уплотнительной поверхности 7 шибера 6 и перекрывает проходное отверстие шибера 6, прекращая подачу среды. При необходимости открытия устройства подают соответствующий сигнал на привод, который начинает перемещать дополнительный шток 18 с собственно штоком 17 вниз. Ступенчатая втулка 20 под действием давления текучей среды, из-за разных эффективных площадей сечения на торцах перемещается вниз вместе с собственно штоком 17 и поворачивает вильчатый рычаг 12, расположенный в пазу 24 ступенчатой втулки 20, открывая отверстие 14 в разгрузочной заслонке 13. При дальнейшем движении вильчатый рычаг 12 своим торцом, противоположным его уплотняющей поверхности, открывает разгрузочную заслонку 13. Перемещение вильчатого рычага 12 и заслонки 13 продолжается до тех пор, пока втулка 20 не достигнет пробки 25, ограничивающей ее перемещение, а штоки 18 и 17 продолжают свое движение вниз. После того, как шток 17 пройдет холостой ход в шибере 6, он перемещает шибер 6 с вкладышем 8 относительно седла 3, в результате чего проходное отверстие 4 в седле 3 частично открывается шибером 6 и происходит регулирование количества проходимой текучей среды.

При необходимости перекрытия потока проходящей текучей среды подают соответствующий сигнал на привод, который начинает перемещать штоки 18 и 17, соединенные через упругий элемент 19 вверх. Шток 17 перемещает шибер 6 вверх, полностью перекрывая проходное отверстие 4 в седле 3. При дальнейшем движении вверх шток 17 своими выступами 26 упирается в вильчатый рычаг 12 и поворотный запорный орган перемещается совместно со штоком 17. При этом вильчатый рычаг своей уплотнительной поверхностью перекрывает разгрузочное отверстие 14 в заслонке 13, которая, в свою очередь, перекрывает отверстие в шибере 6, прекращая подачу текучей среды и движение штока 17 и ступенчатой втулки 20, которые достигли своего крайнего верхнего положения. Дальнейшее движение штока 18 приведет к тому, что он переместится в свое крайнее верхнее положение и остановится вместе с приводом, сжимая упругий элемент 19 и предохраняя поворотный запорный орган от поломки.

Благодаря равномерному распределению осевой нагрузки повышается надежность работы устройства, обеспечивается ремонтопригодность и увеличивается долговечность запорно-регулирующего устройства.