Клиновая задвижка с самоустанавливающимися седлами

 

Изобретение предназначено для перекрытия потока рабочей среды задвижкой с жестким клином и самоустанавливающимися седлами и используется, например, в нефтедобывающей промышленности. Задвижка содержит корпус, крышку, жесткий клин и самоустанавливающиеся седла. Последние выполнены цилиндрической формы, снабжены шипами и установлены в расточке корпуса с зазорами, необходимыми для свободной установки седел. Седла уплотнены относительно корпуса кольцом из пластичного материала, например графлексом, поджатием клина. Такое выполнение позволяет повысить герметичность задвижки при высоких давлениях рабочей среды, повысить срок службы и снизить трудоемкость ее изготовления. 2 ил.

Изобретение относится к трубопроводной арматуре, в частности к задвижкам с жестким клином, и используется в нефтедобывающей промышленности.

Известна клиновая задвижка с самоустанавливающимися седлами (см. а.с. N 147407), в которой герметичность по запорному органу достигается путем самоустановки седел. Для этого седла выполнены сферическими и зафиксированы в корпусе стопорными резьбовыми кольцами. Седла уплотняются в гнездах внутри корпуса по площади кольцевого касания за счет усилия, получаемого от клина. Поворот седел в гнездах происходит без нарушения контакта между соприкасающимися поверхностями. Гнезда в корпусе выполнены коническими.

Но при работе данной задвижки при высоких давлениях в момент самоустановки седел происходит проскальзывание находящегося в контакте металла седла и корпуса, причем когда клин будет дожимать в своем конечном положении седла, происходит интенсивный износ сферической поверхности седел вдоль оси клина и гнезда, вследствие больших контактных напряжений и чтобы создать герметичное соединение между сферической поверхностью седла и конической поверхностью корпуса необходимы большие контактные напряжения металла. Создать их можно усилием клина, приводящегося в действие шпинделем с насаженными на нем маховиком. В этой связи возникают дополнительные усилия на резьбе гайки шпинделя и как следствие износ этой пары и повышенный износ уплотнительных поверхностей, постоянное смятие металла в зоне герметизации корпуса и седла и, если учесть, что седло от вращения вокруг своей оси не зафиксировано, то можно сделать вывод, что герметичность в данном соединении будет не полной. При этом еще сложна технология изготовления сферической поверхности седла и конической поверхности конуса.

Задачей изобретения является повышение герметичности задвижки с жестким клином и самоустанавливающимися седлами при высоких давлениях, повышение срока службы и снижение трудоемкости при изготовлении.

Технический результат достигается тем, что седла выполнены цилиндрической формы со ступенькой и снабжены шипами, устанавливаются в расточке корпуса с зазорами, необходимыми для свободной самоустановки седла, причем седла уплотнены относительно корпуса по плоскости ступени кольцом из пластичного материала, например графлексом, поджатием клина.

На фиг. 1 показан общий вид задвижки, на фиг. 2 - узел 1 на фиг. 1.

Задвижка состоит из корпуса 1, крышки 2, седел 3, жесткого клина 4, управляющего шпинделя 5 с маховиком 6, закрепленного в шипниковом узле 7, уплотнительных колец 8, изготовленных из пластичного материала.

Седла фиксируются в корпусе своими шипами 9, получаемыми деформацией металла в специальные расточки А корпуса после их установки и обеспечивающими их подвижность между крайними положениями, которые определяет зазор Б - от максимального нуля. Величина зазора Б определяет полную деформацию уплотнительных колец 8, необходимую для создания герметичности между корпусом и седлами. Кроме этого, корпус имеет расточки, обеспечивающие гарантированные зазоры В и Г между корпусом и седлами, обеспечивающие самоустановки седел и компенсирующие допуски угловых размеров клина и седел при их изготовлении. Герметичность по запорному органу достигается шлифовкой поверхности клина и седла и их полным прилеганием друг к другу.

При закрытии задвижки опускающийся клин 4 заходит между седлами 3. Как только седла самоустановятся по клину и наступит полная герметичность, на клин со стороны движения рабочей среды начинает действовать сила, равная произведению удельного давления рабочей среды на площадь проходного сечения седла. Так как клин и шпиндель между собой подвижны, клин вместе с седлом начинает перемещаться и сжимать уплотнительное кольцо 8 тем сильнее, чем больше удельное давление рабочей среды. Клин 4 и седло 3 как бы "плавают" на уплотнительном кольце 8, а материал кольца за счет упругих свойств равномерно сжимается, обеспечивая зазор В одинаковым во всех точках и обеспечивая герметичность между корпусом и седлом.

Формула изобретения

Клиновая задвижка, содержащая корпус, крышку, жесткий клин, самоустанавливающиеся седла, отличающаяся тем, что седла выполнены цилиндрической формы и снабжены шипами, устанавливаются в расточке корпуса с зазорами, необходимыми для свободной установки седел, причем седла уплотнены относительно корпуса кольцом из пластичного материала, например графлексом, поджатием клина.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2