108 КБ - Промавтоматика

(19)
RU (11) 2238466 (13) C2
(51) 7 F16K3/02
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ
ЗНАКАМ
(РОСПАТЕНТ)
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
(12)
к патенту Российской Федерации
Статус: по данным на 02.03.2007 - действует
(14) Дата публикации: 2004.10.20
(21) Регистрационный номер заявки:
2002128563/06
(22) Дата подачи заявки: 2002.10.23
(24) Дата начала отсчета срока действия
патента: 2002.10.23
(43) Дата публикации заявки: 2004.05.20
(45) Опубликовано: 2004.10.20
(56) Аналоги изобретения: SU 1203295 А,
07.01.1986.
RU 2103579 C1, 27.01.1998.
SU 1831623 A3, 30.07.1993.
GB 1587875 A, 08.04.1981.
FR 2695184 A1, 04.03.1994.
DE 2439645 A1, 27.03.1975.
EP 0467292 A1, 22.01.1992.
(72) Имя изобретателя: Коблев А.Н. (RU);
Миронцев В.Г. (RU); Бырко В.Я. (RU)
(73) Имя патентообладателя: ОАО "НПО
"Промавтоматика" (RU)
(98) Адрес для переписки: 350051,
г.Краснодар, ул. Дзержинского, 34, ОАО
"СПКБ Промавтоматика", А.Ф.
Поезжаеву
(54) ЗАПОРНО-РЕГУЛИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО
Изобретение относится к трубопроводной арматуре, в частности к отключающим устройствам с
запорным элементом, совершающим скользящее движение вдоль седловой поверхности между
впускным и выпускным каналами, и с поворотным запорным элементом, и предназначено для
использования на технологических линиях газовых промыслов для перекрытия и регулирования
потока транспортируемой среды. 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. Запорный орган
состоит из двух сопряженных друг с другом заслонок. Одна из заслонок - глухая. Другая разгрузочная с отверстием. Запорный орган расположен на оси вне зоны проходного канала и
фиксируется в открытом положении. Шток снабжен охватывающей его ступенчатой втулкой.
Втулка установлена с возможностью осевого перемещения и фиксации ее в крайних положениях.
На ступени меньшего диаметра выполнен паз. Поворотный запорный орган установлен с
возможностью взаимодействия с указанным пазом. Глухая заслонка выполнена в виде вильчатого
рычага. Паз на ступенчатой втулке выполнен сквозным и расположен на торцевой поверхности. На
штоке привода со стороны шибера выполнены выступы с возможностью взаимодействия с
вильчатым рычагом. Сам шток привода выполнен составным из собственно штока и
дополнительного штока. Эти части штока соединены через упругий элемент. Изобретение
направлено на повышение надежности работы, обеспечение ремонтопригодности и повышение
долговечности работы запорно-регулирующего устройства. 2 ил.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
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 АА 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 запорнорегулирующего устройства.
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.
РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2