Затвор шиберной задвижки



Затвор шиберной задвижки
Затвор шиберной задвижки
Затвор шиберной задвижки
Затвор шиберной задвижки
Затвор шиберной задвижки
Затвор шиберной задвижки
Затвор шиберной задвижки

 


Владельцы патента RU 2594450:

Закрытое акционерное общество "Алексинский завод тяжелой промышленной арматуры" (ЗАО "Тяжпромарматура") (RU)

Изобретение относится к области арматуростроения и может быть использовано в шиберных задвижках. В затворе шиберной задвижки, имеющей плоский шибер с проходным отверстием, седла, расположенные соосно проходному отверстию патрубков, снабженные уплотнительными и опорными элементами, в соответствии с техническим решением, уплотнительный элемент представляет собой комбинированное уплотнение, включающее зафиксированные радиусный уплотнительный элемент и расположенный перед ним со стороны прохода уплотнительный элемент, обеспечивающий чистящую функцию, а седло выполнено разборным с жесткой заделкой (в замок) уплотнительных и опорных элементов. Изобретение направлено на обеспечение разборности конструкции седла, а также защиты уплотнительных элементов седла затвора шиберной задвижки от механических примесей, содержащихся в транспортируемой среде, за счет оптимального расположения входящих в состав конструкции элементов. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Изобретение относится к области арматуростроения и может быть использовано в шиберных задвижках любых типов с плоским шибером, предназначенных для эксплуатации в качестве запорного устройства на магистральных газопроводах, конденсатопроводах и нефтепродуктопроводах, в технологических схемах перекачивающих станций и резервуарных парков для газовой, нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности.

Из уровня техники известны многочисленные варианты исполнения шиберных задвижек, а также узлов, их составляющих.

Так, из патента РФ №2128308 известна задвижка шиберная с подвижными седлами и независимыми опорными втулками, в которой каждая независимая опорная втулка закреплена внутри корпуса с возможностью образования между опорной втулкой и соответствующим подвижным седлом кольцевого зазора, а уплотнительный элемент со стороны, обращенной к шиберу, выполнен по радиусу.

Для уменьшения габаритных размеров опорных втулок при сохранении устойчивости к эксплуатационным нагрузкам их изготавливают из металла, обеспечивающего наименьший коэффициент трения при скольжении по металлическому шиберу, каким является дорогостоящая бронза. Мелкие примеси, находящиеся в рабочей среде, попав между шибером и опорной втулкой, могут привести к повреждениям рабочей поверхности шибера при его поджатии к опорной втулке под действием перепада давления рабочей среды и, как следствие, к потере герметичности затвора. Поэтому в условиях работы изделия коэффициент трения в задвижке, имеющей пару металлический шибер-металлическая опорная втулка, является более высоким по сравнению с парой металлический шибер-полимерные опоры, из-за чего требуется более высокий крутящий момент для управления задвижкой, что является основным недостатком уплотнительной системы и всей задвижки в целом.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому изобретению является уплотнительная система промышленных задвижек (запорный узел), содержащая корпус с проходными отверстиями, установленными в нем седлами и шибером с запорной частью (патент EP 2 366 920).

Недостатки известной конструкции уплотнительной системы затвора задвижки заключаются в следующем. Уплотнительные элементы (60а, 60b) и (70а, 70b) воспринимают эксплуатационную нагрузку, вызванную осевым перемещением шибера под действием давления среды и возвратно-поступательным движением шибера при перестановке из положения «закрыто» в положение «открыто», что существенно сокращает ресурс изделия. Конструкция не исключает вырывание из седла уплотнительных элементов из эластомера (70а, 70b) под воздействием давления и скоростного потока транспортируемой среды, а также при низкой температуре эксплуатации. При износе или повреждении уплотнительных и предохранительных элементов седла отсутствует возможность их замены без применения специального оборудования и технологий.

Задачей технического решения является повышение надежности узла затвора шиберных задвижек, снижение необходимого для управления задвижкой усилия (крутящего момента), а также достижение ремонтопригодности седла, в том числе и в полевых условиях.

Технический результат, достигаемый при использовании заявляемого изобретения заключается в обеспечении разборности конструкции седла, а также защиты уплотнительных элементов седла затвора шиберной задвижки от механических примесей, содержащихся в транспортируемой среде за счет оптимального расположения входящих в состав конструкции элементов.

Поставленная задача решается тем, что в затворе шиберной задвижки, имеющей плоский шибер с проходным отверстием, седла, расположенные соосно проходному отверстию патрубков, снабженные уплотнительными и опорными элементами, в соответствии с техническим решением, уплотнительный элемент представляет собой комбинированное уплотнение, включающее зафиксированные радиусный уплотнительный элемент и расположенный перед ним со стороны прохода уплотнительный элемент, обеспечивающий чистящую функцию, а седло выполнено разборным с жесткой заделкой (в замок) уплотнительных и опорных элементов. Радиусный уплотнительный элемент выполнен из эластомерного материала, а уплотнительный элемент, обеспечивающий чистящую функцию, выполнен из полимерного материала. Седло снабжено разнесенным опорным подшипником, выполненным в виде отдельных опор из полимерного материала. Седло также может быть снабжено кольцевой проточкой, обеспечивающей улавливание крупных механических примесей и выполненной в седле со стороны прохода.

Заявляемое изобретение поясняется следующими чертежами.

На фиг.1 представлен общий вид затвора шиберной задвижки;

на фиг.2 представлен узел затвора;

на фиг.3 отражен способ заделки уплотнительных элементов в седле;

на фиг.4 представлен общий вид затвора в положении «закрыто» при перепаде давления;

на фиг.5 показаны условия работы затвора в положении «закрыто» при перепаде давления;

на фиг.6 схематично представлено седло шиберной задвижки.

Позициями на чертежах обозначены:

1 - корпус;

2 - шпиндель;

3 - шибер;

4, 11 - нажимные кольца;

5, 12 - седло;

6, 13 - пружина;

7, 14 - кольцо уплотнительное;

8, 15 - опоры;

9, 16 - радиусный уплотнительный элемент;

10, 17 - уплотнительный элемент (чистящий);

18, 19 - патрубки;

20, 21 - кольцевые проточки.

Затвор шиберной задвижки (представлен на фиг.1) состоит из плоского шибера (3) с проходным отверстием, находящимся между двумя седлами (5 и 12), которые расположены в гнездах корпуса (1) соосно проходному отверстию патрубков (18 и 19) и имеют возможность осевого перемещения. Шибер (3) выполнен с возможностью перемещения из положения «открыто» в положение «закрыто» и обратно, совершая возвратно-поступательные движения посредством шпинделя (2), связанного с приводным механизмом (на фиг.1 не показан). Седла (5, 12) имеют разборную конструкцию с жесткой заделкой (в замок) при помощи нажимных колец (4 и 11), радиусных уплотнительных элементов (9, 16), уплотнительных элементов (10, 17), совмещающих функцию чистильщика, и разнесенного опорного подшипника, состоящего из отдельных опор (8, 15). Седла (5 и 12) поджаты к шиберу (3) пружинами (6, 13) и герметизируются с корпусом (1) кольцами уплотнительными (7, 14). На седлах (5 и 12) могут быть выполнены проточки (20, 21), выполненные на обойме седла со стороны прохода для улавливания крупных механических примесей и исключения их заволакивания под радиусные уплотнительные элементы (9, 16) и уплотнительные элементы (10, 17), совмещающие функцию чистильщика.

Радиусный уплотнительный элемент (9), уплотнительный элемент (10), совмещающий функцию чистильщика седла (5), и кольцо уплотнительное (7) (фиг. 2) образуют с корпусом (1) поршневую камеру, необходимую для обеспечения герметичности по шиберу (3). Седло (5) под действием пружин (6) поджимается к шиберу (3), обеспечивая предварительное уплотнение узла затвора при низком давлении. Предварительное уплотнение обеспечивается уплотнительным элементом (9), выполненным, например, из эластомера, выступающим над уплотнительным элементом (10), совмещающим функцию чистильщика, и опорой (8) из полимера на величину Н (фиг.3). Величину Н подбирают с учетом модуля упругости уплотнительного элемента (9) для обеспечения герметичности затвора в пределах заданного ресурса. Уплотнительный элемент (9) со стороны, обращенной к шиберу (3), выполнен по радиусу, что позволяет исключить срез уплотнительного элемента (9) при перестановке шибера (3) из одного крайнего положения в другое.

В заявляемом изобретении для устранения недостатков прототипов седло шиберной задвижки имеет разборную конструкцию с жесткой заделкой (в замок) уплотнительного, чистящего и опорных элементов, обеспечивающую его ремонтопригодность. Комбинированное уплотнение «шибер-седло» состоит из двух элементов: радиусный уплотнительный элемент из эластомерного материала (например, полиуретан) 9, 16 и уплотнительный элемент из полимерного материала (например, полиамид, нейлон с различными модификациями) 10, 17, совмещающий функцию чистильщика (скребка). Кроме того, седло имеет разнесенный опорный подшипник в виде отдельных опор из полимерного материала (например, полиамид, нейлон с различными модификациями).

Предлагаемое седло позволяет повысить надежность узла затвора шиберной задвижки с плоским шибером за счет наличия такого комбинированного уплотнения «шибер-седло». Уплотнительный элемент 10, 17 из полимера размещен со стороны прохода перед радиусным уплотнительным элементом 9, 16 из эластомера, выполняет функцию чистильщика (скребка) и защищает элемент уплотнения из эластомера от мелких механических примесей (размером не более 2 мм), пропущенных кольцевой проточкой со стороны прохода. Кольцевая проточка 20, 21 со стороны прохода предназначена для улавливания крупных механических примесей (размером от 2 мм до 5 мм), исключает вдавливание механических примесей, содержащихся в транспортируемой среде, в шибер при поджатии седла рабочим давлением, тем самым предотвращает появление глубоких повреждений на рабочих плоскостях шибера. Разборность конструкции седла с жесткой заделкой (в замок) уплотнительных, чистящих и опорных элементов исключает вырывание этих элементов под воздействием скоростного потока транспортируемой среды, а также при низкой температуре эксплуатации (до минус 70°С). Она позволяет производить замену всех уплотнительных и опорных элементов после выработки ими назначенного ресурса или при выявлении повреждений, связанных с нештатными ситуациями. Разнесенный опорный подшипник, выполненный в виде отдельных опор из полимерного материала, разгружает комбинированное уплотнение седла от эксплуатационных нагрузок, вызванных осевым перемещением шибера под действием давления среды и возвратно-поступательным движением шибера при перестановке из положения «закрыто» в положение «открыто». Опорные элементы разнесенного подшипника жестко заделаны в отверстиях массивного нажимного кольца, в связи с чем мало подвержены деформациям от эксплуатационных нагрузок, что обеспечивает их равномерный износ. Это позволяет уменьшить площадь суммарной опорной поверхности подшипника и выдерживать возросшие контактные нагрузки. При перестановке шибера задвижки из одного положения в другое опоры разнесенного подшипника седла легко преодолевают и разрушают своими острыми кромками загрязнения на шибере, вызванные отложениями транспортируемой среды, например, такими как парафин, и тем самым уменьшают риск потери герметичности затвора по причине попадания под уплотнительные элементы инородных частиц. Разнесенная установка опор уменьшает риск попадания под них механических примесей, тем самым уменьшая риск повреждения рабочих поверхностей шибера.

Заявляемый узел работает следующим образом.

В затворе, находящемся в положении «закрыто» (фиг.4), при перепаде давления Р1 больше Р2 в патрубках (18 и 19), начинает работать поршневая камера, образованная с корпусом (1) кольцом уплотнительным (7) и уплотнительным элементом (9) седла (5). Как только уплотнительный элемент (10), совмещающий функцию чистильщика, соприкоснется с шибером (3), усилие поджатия седла станет еще более высоким из-за увеличения поршневого эффекта. Шибер (3) и седло (5) под действием давления Р1 в поршневой камере перемещаются в сторону седла (12). Седло (12) (фиг.5), упершись в корпус (1), воспринимает нагрузку через опоры (15), которые в свою очередь не допускают разрушения уплотнительного элемента (16) и уплотнительного элемента (17), совмещающего функцию чистильщика, от осевой силы. При перестановке шибер (3) скользит по опорам (15), предохраняя уплотнительный элемент (16) и уплотнительный элемент (17), совмещающий функцию чистильщика, от вырывания и износа.

1. Затвор шиберной задвижки, включающий плоский шибер с проходным отверстием, седла, расположенные соосно проходному отверстию патрубков и снабженные уплотнительными и опорными элементами, отличающийся тем, что уплотнительный элемент представляет собой комбинированное уплотнение, включающее зафиксированные радиусный уплотнительный элемент и расположенный перед ним со стороны прохода уплотнительный элемент, обеспечивающий чистящую функцию, а седло выполнено разборным с жесткой заделкой - в замок уплотнительных и опорных элементов.

2. Затвор шиберной задвижки по п.1, отличающийся тем, что радиусный уплотнительный элемент выполнен из эластомерного материала, а уплотнительный элемент, обеспечивающий чистящую функцию, выполнен из полимерного материала.

3. Затвор шиберной задвижки по п.1, отличающийся тем, что седло снабжено разнесенным опорным подшипником, выполненным в виде отдельных опор из полимерного материала.

4. Затвор шиберной задвижки по п.1, отличающийся тем, что седло снабжено кольцевой проточкой, обеспечивающей улавливание крупных механических примесей и выполненной в седле со стороны прохода.



 

Похожие патенты:

В задвижке шиберной корпус выполнен из проката. В средней части корпуса, по наружной поверхности, выполнены взаимно перпендикулярные плоскости по отношению к вертикальной и горизонтальной осям, две из них, расположенные противоположно друг другу, оснащены посадочными отверстиями, корпус оснащен нижней крышкой, закрепленной снизу, при этом седла расположены между пружин тарельчатых и уплотнительных колец, кроме того, на штоке выполнены участки с трапецеидальной левой и правой метрической резьбой, при этом на верхней крышке закреплен бугель, выполненный в виде втулки, оснащенной ступенчатой внутренней поверхностью и основанием, над основанием закреплена масленка, одна из ступеней внутренней поверхности указанного бугеля оснащена резьбой, внутри бугеля снизу вверх расположены, соответственно, и размещены: сухарь, подшипник, вставка плавкая, гайка нажимная, оснащенная по наружной поверхности резьбой, а по внутренней поверхности проточкой с размещенным в ней уплотнительным кольцом, на торцевой поверхности, выполненной ступенчатой указанного бугеля со стороны маховика расположен и закреплен указатель положения штока, в нижней и в верхней крышках, выполнены сквозные отверстия, расположенные перпендикулярно вертикальной оси задвижки шиберной, в которых установлены с возможностью перемещения нагнетательные клапаны.

Уплотнительная система (1) для промышленных клапанов, в частности для запорных клапанов, содержащая, по меньшей мере, одно гнездо (20), предназначенное для того, чтобы его вставляли в охватывающий корпус (10) запорного клапана, одну пластину (30), предназначенную для того, чтобы закрывать клапан, герметически примыкая к упомянутому гнезду (20), и один уплотнительный элемент (60а, 60b), выполненный из термопластичного материала, расположенный на поверхности упомянутого гнезда (20), направленный к упомянутой пластине (30) и предназначенный для того, чтобы получать жидкостное уплотнение между упомянутым гнездом (20) и пластиной (30) упомянутого клапана, также содержащая на поверхности упомянутого гнезда (20), по меньшей мере, один дополнительный элемент (70а, 70b), выполненный из эластомерного материала, направленный в сторону упомянутой пластины (30), причем упомянутый элемент (60а, 60b), выполненый из термопластичного материала, имеет кольцеобразную форму и многоугольное сечение.

Двунаправленный самобалансирующийся запорный клапан давления содержит корпус клапана, тарелку клапана, нажимное кольцо, крышку клапана, шток клапана и балансировочное отверстие, в котором тарелка клапана размещена в камере корпуса клапана.

Предложена клапанная конструкция для обеспечения нулевой утечки через фланцевую задвижку (MV). Фланцевая задвижка выполнена с возможностью полного перекрытия трубопровода согласно заданным требованиям.

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и предназначено для дисковых клапанов средних и больших размеров, может быть использовано в машиностроении, агрегато- и двигателестроении при создании запорных и регулирующих конструкций для регулирования больших расходов и перепадов давлений, в частности в дисковых клапанах с улучшенными функциональными свойствами такими, как антифрикционные, прочностные, износостойкие, эрозионно стойкие и пр.

Изобретение относится к арматуростроению. Задвижка шиберная термостойкая содержит корпус, шибер с проходным отверстием, втулки с юбками и уплотнениями, размещенные в гнездах, выполненных в теле подводящего и отводящего патрубков, шток, связанный с шибером, сальниковую набивку, крышку.

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и может быть использовано при разработке запорных устройств на технологических линиях с высоким давлением среды нефтегазовых и химических предприятий, а также в других отраслях промышленности.

Запорный клапан с невыдвижным шпинделем используется в трубопроводной системе. Запорный клапан с невыдвижным шпинделем содержит корпус, колпачок, соединенный с корпусом, шток, затвор и устройство сдвига, причем верхний конец указанного штока соединен с устройством сдвига, а его нижний конец соединен с затвором.

Изобретение относится к области арматуростроения, в частности к шиберным задвижкам, и может быть использовано в качестве запорного органа в трубопроводных системах для поддержания пластового давления при добыче нефти.

Изобретение относится к устройствам и системам для открытия и закрытия задвижки, соединенной либо непосредственно, либо через промежуточный шкив с резервуаром, который может содержать флюид, дистиллят или побочный продукт в виде рыхлых отходов.

Изобретение относится к арматуростроению и может быть использовано в качестве как запорного, так и регулирующего устройств в технологических трубопроводах различного назначения.

В задвижке шиберной корпус выполнен из проката. В средней части корпуса, по наружной поверхности, выполнены взаимно перпендикулярные плоскости по отношению к вертикальной и горизонтальной осям, две из них, расположенные противоположно друг другу, оснащены посадочными отверстиями, корпус оснащен нижней крышкой, закрепленной снизу, при этом седла расположены между пружин тарельчатых и уплотнительных колец, кроме того, на штоке выполнены участки с трапецеидальной левой и правой метрической резьбой, при этом на верхней крышке закреплен бугель, выполненный в виде втулки, оснащенной ступенчатой внутренней поверхностью и основанием, над основанием закреплена масленка, одна из ступеней внутренней поверхности указанного бугеля оснащена резьбой, внутри бугеля снизу вверх расположены, соответственно, и размещены: сухарь, подшипник, вставка плавкая, гайка нажимная, оснащенная по наружной поверхности резьбой, а по внутренней поверхности проточкой с размещенным в ней уплотнительным кольцом, на торцевой поверхности, выполненной ступенчатой указанного бугеля со стороны маховика расположен и закреплен указатель положения штока, в нижней и в верхней крышках, выполнены сквозные отверстия, расположенные перпендикулярно вертикальной оси задвижки шиберной, в которых установлены с возможностью перемещения нагнетательные клапаны.

Изобретение относится к атомной технике и предназначено для перекрытия и герметизации каналов перегрузки топлива в ядерном реакторе с жидкометаллическим теплоносителем (ЖМТ), в частности может быть применено для извлечения отработанных тепловыделяющих сборок (ОТВС).

Двухдисковая клапанная система (1) содержит клапанный корпус (2), по меньшей мере два клапанных элемента (7), выполненных с возможностью перемещения, при этом положение клапанных элементов (7) относительно клапанного корпуса (2) определяет скорость потока текучей среды через клапанную систему (1) и уплотнительный элемент (5), выполненный с возможностью разделения внутренней части клапанного корпуса (2) на первую часть, содержащую входное отверстие (3) и выходное отверстие (6) для текучей среды, и вторую часть, в которой уплотнительный элемент (5) смонтирован на перемещающем механизме (4), в результате чего уплотнительный элемент (5) выполнен с возможностью перемещения вместе с клапанными элементами (7), причем уплотнительный элемент (5) представляет собой пластинообразный элемент, который образует часть стенки внутренней части клапанного корпуса (2), когда уплотнительный элемент (5) находится в разделяющем положении.

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и предназначено для использования в задвижках с ручным приводом. В задвижке внешняя резьбовая втулка входит в винтовое зацепление с верхним участком шпинделя при вхождении разделяющего винта в шлицевую часть шпинделя.

Вентиль содержит задвижку, установленную с возможностью перемещения между открытым и закрытым положениями внутри корпуса вентиля и снабженную стенками, образующими разгрузочный канал между противоположными наружными уплотняющими сторонами задвижки, выполненный с возможностью его перевода из открытого состояния в закрытое и из закрытого состояния в открытое.

Изобретение относится к области арматуростроения. Регулирующий клапан «ИГР» содержит корпус с входным и выходным патрубками, с проходным отверстием, в котором размещены восемь равномерно расположенных по окружности проходного отверстия элементов дросселирования, имеющих в сечении, перпендикулярном оси проходного отверстия, форму равнобедренного треугольника с 90° вершиной, обращенной к оси проходного отверстия, четыре из которых неподвижны, а другие четыре размещены между ними с возможностью перемещения в направлении оси проходного отверстия, уравновешены и снабжены приводом с ограничителями крайних положений перемещения и каналами в корпусе параллельно и перпендикулярно оси проходного отверстия, в которых размещены прямозубые рейки в зацеплении с удлиненной шестерней, расположенной в зоне пересечения каналов в полости корпуса глубиной менее диаметра шестерни на высоту ее зуба.

Изобретение относится к арматуростроению. Задвижка шиберная термостойкая содержит корпус, шибер с проходным отверстием, втулки с юбками и уплотнениями, размещенные в гнездах, выполненных в теле подводящего и отводящего патрубков, шток, связанный с шибером, сальниковую набивку, крышку.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к запорной трубопроводной арматуре, предназначенной для перекрытия и регулирования потока проходящей среды, и может быть использовано при разработке приводов для задвижек.

Изобретение относится к области авиации, в частности к технике экспериментов в аэродинамических трубах кратковременного (импульсного) действия с продолжительностью пуска порядка 40 миллисекунд, работающих при высоких давлениях и температурах газа.
Наверх