RU192447U1 - DISC LATCH - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области нефтяного и химического машиностроения и может быть использована в качестве запирающего устройства на трубопроводах, транспортирующих нефть или техническую воду, а также для перекрытия каналов устьевой арматуры фонтанных, насосных и нагнетательных скважин при промышленной добыче нефти. В задвижке дисковой, содержащей корпус, выполненный из двух зеркально отображающих друг друга частей (1, 2), соединенных друг с другом. Противолежащие стороны частей корпуса (1, 2) выполнены с цилиндрическими радиусными расточками, внутри которых размещен дисковый шибер (3) с образованием периферийной полости (4). Дисковый шибер (3) взаимодействует с опорными поверхностями корпуса через упорные подшипники (10), выполненные в виде контурных уплотнительных элементов. Механизм поворота шибера (3) состоит из цевочного сектора (11) и взаимодействующей с ним приводной вал - шестерней (12), установленной в корпусе. Части (1, 2) корпуса могут быть выполнены как цельными, так и составным из проката, Техническим результатом, достигаемым при решении поставленной задачи, является увеличение срока службы задвижки за счет изменения конструктивных особенностей задвижки. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.The utility model relates to the field of petroleum and chemical engineering and can be used as a locking device on pipelines transporting oil or industrial water, as well as for blocking the channels of wellhead fittings for fountain, pump and injection wells in industrial oil production. In a disk valve containing a housing made of two parts (1, 2) that mirror each other and are connected to each other. Opposite sides of the housing parts (1, 2) are made with cylindrical radial bores, inside of which a disk gate (3) is placed with the formation of a peripheral cavity (4). The disk gate (3) interacts with the supporting surfaces of the housing through the thrust bearings (10), made in the form of contour sealing elements. The rotation mechanism of the gate (3) consists of the pinion sector (11) and the drive shaft interacting with it - the gear (12) installed in the housing. Parts (1, 2) of the casing can be made both integral and composite of rolled products. The technical result achieved in solving the problem is to increase the valve service life by changing the design features of the valve. 2 s.p. f-ly, 3 ill.

Description

Полезная модель относится к области нефтяного и химического машиностроения и может быть использована в качестве запирающего устройства на трубопроводах, транспортирующих нефть или техническую воду, а также для перекрытия каналов устьевой арматуры фонтанных, насосных и нагнетательных скважин при промышленной добыче нефти.The utility model relates to the field of petroleum and chemical engineering and can be used as a locking device on pipelines transporting oil or industrial water, as well as for blocking the channels of wellhead fittings for fountain, pump and injection wells in industrial oil production.

Известна задвижка, состоящая из двух полукорпусов, связанных друг с другом. В расточке одного из полукорпусов установлен шибер с внутренней радиусной расточкой, в которой выполнена зубчатая насечка, с которой кинематически связаны зубья приводного вала, пропущенного через расточку, в которой размещается подпятник, с подшипником скольжения внутри. В торце приводного вала выполнено отверстие, в котором размещен шарик, с опорой на внутреннюю коническую проточку в теле подпятника. На торце подпятника выполнены поперечные пазы, а на цилиндрической поверхности - продольные пазы для подачи смазки от масленки к трущимся поверхностям зубчатого зацепления. Шибер установлен на оси вращения и содержит на периферии радиусной расточки карманы. В осевых каналах полукорпусов установлены подпружиненные седла, поджимаемые к шиберу, с обеспечением герметичного контакта. При вращении приводного вала обеспечивается открытие-закрытие потока рабочей жидкости шибером, который вращается на оси. Механические примеси и окалина, попадающие в смазку, накапливаются в карманах на периферии радиусной расточки (патент № RU 2547200, МПК F16K 3/06, опубл. 10.04.2015 г.).Known valve, consisting of two half-bodies connected to each other. In the bore of one of the half-cases, a gate with an internal radius bore is installed, in which a serrated notch is made, with which the teeth of the drive shaft kinematically connected through the bore in which the thrust bearing is placed, with a sliding bearing inside. An opening is made in the end of the drive shaft in which the ball is placed, resting on an internal conical groove in the body of the thrust bearing. Cross grooves are made at the end of the thrust bearing, and longitudinal grooves are made on the cylindrical surface to supply lubricant from the grease fitting to the rubbing surfaces of the gearing. The gate is mounted on the axis of rotation and contains pockets on the periphery of the radius bore. In the axial channels of the half-shells, spring-loaded saddles are installed, which are pressed against the gate to ensure tight contact. When the drive shaft is rotated, opening and closing of the flow of the working fluid with a gate that rotates on the axis is provided. Mechanical impurities and scale falling into the lubricant accumulate in pockets on the periphery of the radius bore (patent No. RU 2547200, IPC F16K 3/06, publ. 04/10/2015).

Известна задвижка, содержащая корпус, выполненный из двух частей с подводящими каналами диаметром d, между которыми жестко закреплено распорное кольцо, во внутренней полости которого с возможностью поворота вокруг оси размещен плоский шибер, с проходным отверстием диаметром d и закрепленный на приводном валу, совмещенном с осью вращения шибера, взаимодействующий торцевыми поверхностями с опорными поверхностями корпуса через уплотнительные кольца вокруг подводящих каналов, шибер имеет контур, сформированный дугами двух соприкасающихся окружностей диаметром D=d+2b, где b - размер уплотняющего пояска, центры которых лежат на дуге окружности, с центральным углом ϕ от оси вращения шибера, а также внутренней и наружной касательными к ним дугам с центром на оси вращения шибера и центральным углом ϕ, кроме того, внутренняя полость, ограничивающая перемещение шибера между положениями «открыто» и «закрыто», имеет профиль, сформированный контуром шибера с центральным углом, равным 2ϕ (патент № RU 2535815, МПК F16K 3/06, опубл. 20.12.2014 г.).Known valve containing a housing made of two parts with supply channels with a diameter d, between which a spacer ring is rigidly fixed, in the internal cavity of which a flat slide is placed with the possibility of rotation around an axis, with a through hole with a diameter d and fixed on a drive shaft aligned with the axis rotation of the gate, interacting with the end surfaces with the supporting surfaces of the housing through the sealing rings around the inlet channels, the gate has a contour formed by arcs of two contacting I circles of diameter D = d + 2b, where b is the size of the sealing girdle, the centers of which lie on the arc of a circle, with a central angle ϕ from the axis of rotation of the gate, and also internal and external tangent to them arcs with a center on the axis of rotation of the gate and the central angle ϕ, in addition, the internal cavity restricting the movement of the gate between the open and closed positions has a profile formed by the contour of the gate with a central angle equal to 2ϕ (patent No. RU 2535815, IPC F16K 3/06, publ. December 20, 2014).

Известна задвижка дисковая, состоящая из двух полукорпусов, с подводящим и отводящим присоединительными патрубками с фланцами, дискового шибера с зубчатым венцом, приводной шестерни на валу и подпружиненными седлами в расточках полукорпусов, дисковый шибер выполнен в виде полудиска с радиусным выступом, снабженным технологической проточкой, зубчатый венец выполнен в виде сектора и установлен в технологической проточке с возможностью охвата радиусного выступа, причем в левом полукорпусе выполнена цилиндрическая проточка с дисковым шибером внутри, установленным с образованием камеры, внутри которой на валу установлена со смещением от вертикальной оси на ее радиус шестерня, кинематически связанная с зубчатым венцом, с образованием зазора с внутренней поверхностью цилиндрической расточки в левом полукорпусе (патент № RU 2541601, МПК F16K 3/06, опубл. 20.02.2015 г.).Known disk valve, consisting of two half-bodies, with inlet and outlet connecting pipes with flanges, a disk gate with a gear rim, a drive gear on the shaft and spring-loaded seats in the bores of half-bodies, a disk gate made in the form of a half-disk with a radius protrusion equipped with a technological groove, a gear the crown is made in the form of a sector and installed in the technological groove with the possibility of covering a radius protrusion, and in the left half-housing a cylindrical groove is made with a disk w with a berry inside, which is installed to form a chamber, inside which a gear is mounted on the shaft with an offset from the vertical axis to its radius, kinematically connected with the ring gear, with a gap with the inner surface of the cylindrical bore in the left half-housing (patent No. RU 2541601, IPC F16K 3 / 06, publ. 02.20.2015).

Наиболее близкой к заявляемому техническому решению является задвижка дисковая, содержащая корпус из двух соединенных между собой полукорпусов, образующих осевой канал, между которыми в цилиндрических радиусных расточках размещен дисковый шибер с осевым отверстием и с закрепленным в его дуговой радиусной расточке зубчатым венцом с возможностью взаимодействия с зубьями шестерни приводного вала, установленного в полукорпусах и связанного с рукояткой вращения приводного вала для открытия - закрытия шибера, причем дисковый шибер закреплен на оси вращения, установленной между полукорпусами, цилиндрические радиусные расточки в полукорпусах выполнены симметрично, а приводной вал закреплен на втулках, установленных в полукорпусах. (патент на ПМ №176075, МПК F16K 3/06, опубл. 27.12.2017 г.).Closest to the claimed technical solution is a disk valve, comprising a housing of two interconnected half-bodies forming an axial channel, between which a disk gate with an axial hole and with a gear rim fixed in its arc radius bore is placed with cylindrical bores with the possibility of interaction with the teeth gears of a drive shaft installed in half-bodies and connected to the rotation shaft handle of the drive shaft to open and close the gate, and the disk gate is fixed flax on the axis of rotation installed between the half-shells, the cylindrical radius bores in the half-shells are made symmetrically, and the drive shaft is mounted on the bushings installed in the half-shells. (patent for PM No. 176075, IPC F16K 3/06, publ. 12/27/2017).

Недостатками указанных технических решений является недостаточный срок эксплуатации задвижки, обусловленный использованием зубчатых шестерен в приводном механизме, что приводит к его износу, тем самым снижается срок эксплуатации задвижки.The disadvantages of these technical solutions is the insufficient life of the valve, due to the use of gears in the drive mechanism, which leads to its wear, thereby reducing the life of the valve.

Задачей, на решение которой направлено техническое решение, является увеличении срока ее эксплуатации.The task to which the technical solution is directed is to increase its service life.

Техническим результатом, достигаемым при решении поставленной задачи, является повышение надежности задвижки за счет изменения конструктивных особенностей задвижки.The technical result achieved in solving the problem is to increase the reliability of the valve by changing the design features of the valve.

Технический результат достигается за счет того, что в задвижке дисковой, содержащей корпус, состоящий из двух, соединенных между собой, полукорпусов, образующих осевой канал и выполненных с цилиндрическими симметричными радиусными расточками, между которыми размещен дисковый шибер с осевым отверстием, закрепленный на оси вращения, и механизм поворота шибера, дисковый шибер размещен в корпусе с образованием периферийной полости, в которой размещен механизм поворота шибера, состоящий из цевочного сектора и взаимодействующей с ним приводной вал - шестерней.The technical result is achieved due to the fact that in the valve of the disk containing the casing, consisting of two, interconnected, half-bodies forming an axial channel and made with cylindrical symmetrical radius bores, between which a disk gate with an axial hole mounted on the axis of rotation is placed, and a gate rotation mechanism, the disk gate is placed in the housing with the formation of a peripheral cavity in which the gate rotation mechanism is located, consisting of the sprocket sector and the drive interacting with it noy shaft - gear.

В дисковом шибере установлены упорные подшипники, выполненные в виде концентричных уплотнительных элементов. Части корпуса могут быть выполнены как цельными, так и составными и выполнены из проката.In the disk gate mounted thrust bearings, made in the form of concentric sealing elements. Parts of the body can be made both integral and composite and made of rolled metal.

Новыми существенными признаками являются выполнение механизма поворота шибера в виде цевочного механизма, состоящего из цевочного сектора и взаимодействующей с ним приводной вал - шестерней и размещенного в периферийной полости, образованной дисковым шибером и корпусом.New significant features are the implementation of the rotation mechanism of the gate in the form of a pinion mechanism, consisting of the pinion sector and the drive shaft interacting with it - the gear and located in the peripheral cavity formed by the disk gate and the housing.

Преимущество цевочного механизма в том, что цевки можно сделать вращающимися относительно своих осей. При этом уменьшаются потери в зубчатом зацеплении и снижается износ поверхностей зубьев. Все это увеличивается срок эксплуатации задвижки, Установка в седлах с прижимным резиновым кольцом в каждой из частей корпуса упорных подшипников, выполненных в виде концентричных уплотнительных элементов, исключает возможность их перемещения в канавках и возможность перекоса, что повышает ресурс работы задвижки.The advantage of the pin mechanism is that the pin can be made rotating relative to its axes. At the same time, losses in gearing are reduced and wear of tooth surfaces is reduced. All this increases the service life of the valve.Installation of thrust bearings made in the form of concentric sealing elements in saddles with a pressure rubber ring eliminates the possibility of their movement in grooves and the possibility of skewing, which increases the service life of the valve.

Анализ известных технических решений в данной области техники показал, что заявляемое техническое решение имеет признаки комбинации в аналогах, а их использование в заявляемой совокупности существенных признаков позволяет получить новый технический результат, следовательно, заявляемое техническое решение соответствует условиям патентоспособности полезной модели «новизна».An analysis of the known technical solutions in this technical field showed that the claimed technical solution has the features of a combination in analogs, and their use in the claimed combination of essential features allows to obtain a new technical result, therefore, the claimed technical solution meets the patentability conditions of the utility model “novelty”.

Полезная модель поясняется чертежами:The utility model is illustrated by drawings:

Фиг. 1 - конструктивная схема задвижки дисковой при открытом положении шибера;FIG. 1 is a structural diagram of a butterfly valve with the gate open;

Фиг. 2 - поперечное сечение задвижки дисковой в открытом положении;FIG. 2 is a cross section of a butterfly valve in an open position;

Фиг. 3 - схема расположения упорного подшипника седла и контурного уплотнительного элемента шибера.FIG. 3 is a diagram of an arrangement of a thrust bearing of a seat and a contour sealing element of a gate.

Задвижка дисковая содержит корпус, выполненный из двух частей 1 и 2, соединенных при помощи болтов. Каждая из частей 1 и 2 корпуса имеет сквозные осевые каналы и фланцы для монтажа задвижки на трубопроводе. Противолежащие стороны частей 1 и 2 корпуса выполнены с цилиндрическими радиусными расточками, образующими внутреннюю полость, внутри которой размещен дисковый шибер 3 с образованием периферийной полости 4. Дисковый шибер 3 выполнен с проходным осевым каналом 5, диаметр которого не превышает диаметр сквозных осевых каналов в корпусе и установлен с возможностью поворота в своей плоскости в пределах зоны регулирования на оси 6. В каждой из частей 1 и 2 корпуса установлены взаимодействующие с дисковым шибером 3 подвижные седла 7 с резиновыми кольцами 8. Дисковый шибер 3 взаимодействует с опорными поверхностями корпуса через упорные подшипники 9, установленные в седлах 7 и выполненные в виде концентричных уплотнительных элементов. Для исключения попадания рабочей среды в периферийную полость 4 в шибере 3 установлены упорные подшипники 10, выполненные в виде контурных уплотнительных элементов. Это исключает возможность их перемещения в канавках и возможность перекоса, что повышает надежность работы задвижки. Напротив проходного канала 5 в дисковом шибере 3, на периферийной части закреплен цевочный сектор 11, взаимодействующий с установленной в частях 1 и 2 корпуса вал-шестерней 12.The butterfly valve contains a housing made of two parts 1 and 2, connected by bolts. Each of the housing parts 1 and 2 has through axial channels and flanges for mounting the valve on the pipeline. The opposite sides of the parts 1 and 2 of the body are made with cylindrical radial bores forming an internal cavity, inside which a disk gate 3 is placed with the formation of a peripheral cavity 4. The disk gate 3 is made with an axial passage 5, the diameter of which does not exceed the diameter of the through axial channels in the housing and installed with the possibility of rotation in its plane within the control zone on the axis 6. In each of the parts 1 and 2 of the housing are installed interacting with the disk gate 3 movable saddles 7 with rubber 8. The disk damper tsami 3 interacts with the bearing surfaces of the housing through the thrust bearings 9 mounted in the saddle 7 and made in the form of concentric sealing members. To prevent the ingress of the working medium into the peripheral cavity 4, thrust bearings 10 are installed in the gate 3, made in the form of contour sealing elements. This eliminates the possibility of their movement in the grooves and the possibility of skewing, which increases the reliability of the valve. Opposite the passage channel 5 in the disk gate 3, the sprocket sector 11 is fixed on the peripheral part, interacting with the pinion shaft 12 installed in parts 1 and 2 of the casing.

Задвижка дисковая работает следующим образом. При вращении вала-шестерни 12 с помощью рукоятки 13 происходит поворот дискового шибера 3 на оси 6 из положения "открыто" в положение "закрыто" или наоборот. Угол поворота вала-шестерни зависит от геометрических размеров основных деталей задвижки - дискового шибера 3 и параметров зацепления цевочного сектора 11. В опытных образцах задвижек с диаметром условного прохода 65 мм при повороте вала-шестерни 12 на 810 градусов шибер 3 поворачивается на оси 6 на 110 градусов, полностью открывая или закрывая проходное отверстие 5 задвижки. Уплотнение шибера 3 обеспечивается двумя подвижными седлами 7. В закрытом или промежуточном положении дискового шибера 3 на него действует поперечная сила, определяемая статическим давлением и скоростным напором рабочей среды, и площадью, на которую они действуют. Эту силу воспринимают упорные подшипники 9 и 10. Для снижения статического давления в дисковом шибере 3 выполнены канавки с установленными в них упорными подшипниками 10 для снижения нагрузки от скоростного потока жидкости на уплотнительную часть седла 7 для предотвращения разрушений уплотнительной части седла 7. При этом сила, действующая в зоне контакта седла 7 с дисковым шибером 3 от давления рабочей среды распределяется по всей площади шибера, что уменьшает износ рабочих поверхностей седел 7 и шибера 3, а также повышает надежность работы задвижки. Перед нагнетанием смазки в корпус задвижки при ее периодическом техническом обслуживании необходимо разрядить ее от давления. Сброс давления производится при открытии пробки 14. Смазка в зазоры между шибером 3 и частями 1 и 2 корпуса, а также в зону цевочного зацепления 4 подается через пресс-масленку 15 и специальные каналы, выполненные в вал-шестерне 12, (не показаны). Для визуального контроля наполнения смазкой задвижки служит открученная на 2-3 оборота пробка 14.Latch disk works as follows. When the pinion shaft 12 is rotated using the handle 13, the disk gate 3 on the axis 6 is rotated from the open position to the closed position or vice versa. The angle of rotation of the pinion shaft depends on the geometrical dimensions of the main parts of the valve — the disk gate 3 and the meshing parameters of the pin sector 11. In the pilot samples of valves with a nominal diameter of 65 mm, when the pinion shaft 12 is rotated by 810 degrees, the valve 3 is rotated on the 6 axis by 110 degrees, fully opening or closing the bore 5 of the valve. The sealing of the gate 3 is provided by two movable saddles 7. In the closed or intermediate position of the disk gate 3, a transverse force acts on it, determined by the static pressure and high-speed pressure of the working medium, and the area on which they act. Thrust bearings 9 and 10 perceive this force. To reduce the static pressure in the disk gate 3, grooves are made with thrust bearings 10 installed in them to reduce the load from the high-speed fluid flow on the sealing part of the seat 7 to prevent damage to the sealing part of the saddle 7. acting in the contact zone of the seat 7 with the disk gate 3 from the pressure of the working medium is distributed over the entire area of the gate, which reduces the wear of the working surfaces of the seats 7 and gate 3, and also increases the reliability of sliders. Before injecting lubricant into the valve body during its periodic maintenance, it is necessary to discharge it from pressure. The pressure is released when the plug 14 is opened. Lubrication in the gaps between the gate 3 and the housing parts 1 and 2, as well as in the pinion gear zone 4 is supplied through the grease nipple 15 and special channels made in the pinion shaft 12 (not shown). For visual inspection of the lubricant filling of the valve, a stopper 14, turned off by 2-3 turns, is used.

Большой срок эксплуатации задвижкой подтвержден ее испытаниями в реальных производственных условиях в нефтедобывающей промышленности. Полный средний ресурс составил 2000 циклов, что обеспечивает ее полный срок службы не менее 10 лет.The long service life of the valve is confirmed by its tests in real production conditions in the oil industry. The total average resource was 2000 cycles, which ensures its full service life of at least 10 years.

Задвижка дисковая промышленно применима и может быть изготовлена на стандартном оборудовании с использованием современных материалов и технологий.The butterfly valve is industrially applicable and can be manufactured on standard equipment using modern materials and technologies.

Claims (3)

1. Задвижка дисковая, содержащая корпус, состоящий из двух, соединенных между собой, полукорпусов, образующих осевой канал и выполненных с цилиндрическими симметричными радиусными расточками, между которыми размещен дисковый шибер с осевым отверстием, закрепленный на оси вращения, и механизм поворота шибера, отличающаяся тем, что механизм поворота шибера выполнен в виде цевочного механизма, состоящего из цевочного сектора и взаимодействующей с ним приводной вал - шестерней и размещенного в периферийной полости, образованной дисковым шибером и корпусом.1. A butterfly valve comprising a housing consisting of two semi-bodies connected to each other, forming an axial channel and made with cylindrical symmetrical radius bores, between which there is a disk gate with an axial hole fixed to the axis of rotation, and a gate rotation mechanism, characterized in that the rotation mechanism of the gate is made in the form of a pinion mechanism, consisting of a pinion sector and a drive shaft interacting with it - a gear and located in the peripheral cavity formed by a disk shea erom and housing. 2. Задвижка дисковая по п. 1, отличающаяся тем, что в дисковом шибере установлены упорные подшипники, выполненные в виде концентричных уплотнительных элементов.2. A butterfly valve according to claim 1, characterized in that thrust bearings are installed in the disk gate, made in the form of concentric sealing elements. 3. Задвижка дисковая по п. 1, отличающаяся тем, что части корпуса выполнены составными из проката,3. The butterfly valve according to claim 1, characterized in that the parts of the body are made of rolled metal,

Images