RU2238466C2

RU2238466C2 - Shut-off and regulating apparatus

Info

Publication number: RU2238466C2
Application number: RU2002128563A
Authority: RU
Inventors: А.Н. Коблев (RU); А.Н. Коблев; В.Г. Миронцев (RU); В.Г. Миронцев; В.Я. Бырко (RU); В.Я. Бырко
Original assignee: ОАО "НПО "Промавтоматика"
Priority date: 2002-10-23
Filing date: 2002-10-23
Publication date: 2004-10-20

Abstract

FIELD: pipeline fittings, namely cutting-off devices with shut-off member performing sliding motion along seat surface between inlet and outlet ducts and with rotary shut-off member, particularly used in technological lines of gas fields for closing and controlling flow of transported fluid.

SUBSTANCE: apparatus includes housing with flow-through duct and opening provided in seat. Flat slide valve having opening and sealing surface and joined with rod of drive unit and also rotary shut-off organ are mounted in seat. Shut-off organ includes two mutually coupled dampers. One damper is dead; other damper has releasing opening. Shut-off organ is arranged on axis outside zone of flow-through duct and it is fixed in open position. Rod is provided with stepped sleeve embracing it. Said sleeve is mounted with possibility of axial motion and fixation in limit positions. Less diameter step of sleeve is provided with groove. Rotary shut-off organ is mounted with possibility of engaging with said groove. Dead damper is in the form of fork lever. Groove of stepped sleeve is through one and it is arranged on end surface. Rod of drive at side of damper has dents that may engage with fork lever. Rod of drive is built-up one, it includes rod itself and additional rod. Both parts of rod are mutually joined through elastic member.

EFFECT: enhanced operational reliability, improved repair ability, increased useful life period of apparatus.

2 dwg

Description

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.The invention relates to pipe fittings, and in particular, to disconnecting devices with a locking element that makes a sliding movement along the saddle surface between the inlet and outlet channels, and with a rotary locking element, and can be used to install gas fields on technological lines to shut off and control the flow of transported Wednesday.

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.)A locking and regulating device is known, in the housing of which a flat gate with sealing surfaces and a hole and a rotary locking element fixed in the open position, installed outside the zone of the through hole, and the sealing surfaces of the gate and saddle are sealed over the entire control range ( A.S.No. 785579, 3 IPC F 16 K 3/00, priority from 10/17/75)

Недостатком этого запорно-регулирующего устройства является использование двух приводов для запирания и регулирования транспортируемой среды, что усложняет конструкцию, управление и снижает надежность работы устройства.The disadvantage of this locking and regulating device is the use of two drives for locking and regulating the transported medium, which complicates the design, control and reduces the reliability of the device.

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.)Known locking and regulating device, comprising a housing with a passage channel with a saddle located in it, a flat gate with an opening mounted for movement by means of a movable actuator rod, a rotary locking element, consisting of two shutters connected to each other, one of which is unloading, made with a hole, and the shutters are mounted on an axis located outside the area of the passage channel and perpendicular to the axis of movement of the movable rod with the possibility of fixing in the open position. The movable rod is made stepwise, and the axis is equipped with a protrusion kinematically connected with the dampers, which is installed with the possibility of interaction with a larger stage of the movable rod. (A.S.No. 1643836, 5 IPC F 16 K 3/00, prior. 05.30.88)

Недостатком этого устройства является сложность конструкции, снижающая надежность работы устройства.The disadvantage of this device is the design complexity, which reduces the reliability of the device.

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.)The closest set of essential features, selected as a prototype, is a locking and regulating device, in the housing of which with a through hole in the saddle there is a flat gate with sealing surfaces and an opening connected to the actuator stem, and a rotary locking element that is locked in the open position, installed outside the zone of the passage opening, and the sealing surfaces of the gate and seat are sealed over the entire control range. The rod is equipped with a stepped sleeve enclosing it, which is mounted with the possibility of axial movement and fixation in extreme positions, moreover, a groove is made on the steps of a smaller diameter, and a rotary locking element is installed with the possibility of interaction with the specified groove (A.S. No. 1203295.4 MPK F 16 By 3/00, priority 05.07.84 g.)

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.The disadvantage of this device is its low reliability due to the presence of a rigid connection between the rod, the stepped sleeve, a rotary locking element and a flat gate, which, when the device is closed, leads to significant efforts on the rotary locking element from the rod side, transmitted through the stepped sleeve, which leads to increased wear as well as the breakdown of the rotary locking element and makes it impossible to tightly shut off the flow.

Задача, достигаемая изобретением, состоит в том, чтобы создать такое техническое решение, при использовании которого обеспечивалась бы надежность работы, ремонтопригодность и долговечность устройства.The problem achieved by the invention is to create such a technical solution, using which would ensure the reliability, maintainability and durability of the device.

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.To achieve the above technical result, a flat gate with a sealing surface and a hole connected to the actuator stem and a rotary locking element, consisting of two mating valves connected to each other, are installed in the housing of the locking-regulating device with a passage channel and a hole in the saddle, one of which is deaf, and the other - unloading with a hole, located on an axis outside the zone of the passage channel and fixed in the open position, while the rod is equipped with a stepped sleeve surrounding it, installed with the possibility of axial movement and fixing it in extreme positions, moreover, a groove is made on the steps of a smaller diameter, and a rotary locking element is installed with the possibility of interaction with the specified groove.

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.The inventive locking and regulating device differs from the prototype in that the blind shutter is a forked lever, and the groove on the stepped sleeve is made through and located on the end surface, while on the drive rod from the gate there is a protrusion with the possibility of interaction with the forked lever, and the rod the drive is made integral of the rod itself and the additional rod connected through an elastic element.

На фиг.1 изображен продольный разрез устройства в закрытом положении; на фиг.2- разрез по А-А на фиг.1.Figure 1 shows a longitudinal section of the device in the closed position; figure 2 is a section along aa in figure 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.The device comprises a housing 1, in which an axial passage channel 2 is formed. Inside the housing along the axis of the passage channel, a saddle 3 with an opening 4 is fixedly mounted. In the saddle there are guide elements 5, a flat gate 6 with a sealing surface 7 and an opening, an insert 8 and a sealing element 9 , sealing the sealing surfaces of the liner and seat on the entire range of regulation. In the housing outside the passage channel, using the bracket 10 on the axis 11, a rotary locking element is installed, which consists of two dampers, one of which 12 is a blind one made in the form of a forked lever, and the other 13 is unloading with an opening 14. Sealing elements are installed on the surface of the dampers 15 and 16, respectively, the sealing sealing surfaces of the shutters and the sealing surface of the gate. A flat gate and a rotary locking member through a rod are connected to an actuator (not shown), the rod being made up of the rod 17 itself and the additional rod 18 connected through an elastic element 19. In this case, the rod itself is provided with a stepped sleeve 20 enclosing it with sealing elements 21 and 22, made with different effective cross-sectional areas at the ends, as a result of which the stepped sleeve has the possibility of axial movement together with the rod itself, in which there is a channel 23 in communication with the atmosphere. On the stepped sleeve, on the step of a smaller diameter, a through groove 24 is made located on the end surface. The rotary locking element is installed with the possibility of interaction through a forked lever with the groove of the stepped sleeve. The mobility of the stepped sleeve is limited by the extreme travel positions (upper and lower). In the lower position, the stepped sleeve abuts against the plug 25, and the upper position corresponds to the extreme upper position of the rod itself. On the actual stem from the gate side, protrusions 26 are made, interacting with the fork lever when closing the rotary locking element.

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.The device operates as follows. In the initial closed position, the forked lever 12 (blind shutter) presses the discharge gate 13 against the sealing surface 7 of the gate 6 and closes the passage opening of the gate 6, stopping the flow of medium. If it is necessary to open the device, a corresponding signal is supplied to the drive, which begins to move the additional rod 18 with the rod 17 itself down. Step sleeve 20 under the influence of fluid pressure, due to different effective cross-sectional areas at the ends, moves down together with the rod 17 itself and rotates the fork lever 12 located in the groove 24 of the step sleeve 20, opening the hole 14 in the discharge gate 13. During further movement the forked lever 12, with its end opposite to its sealing surface, opens the discharge gate 13. The movement of the forked lever 12 and the gate 13 continues until the sleeve 20 reaches the stopper 25 bounding its movement, and the rods 18 and 17 continue to move down. After the rod 17 has passed idle in the gate 6, it moves the gate 6 with the liner 8 relative to the seat 3, as a result of which the bore 4 in the saddle 3 is partially opened by the gate 6 and the amount of fluid passed through is regulated.

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.If it is necessary to block the flow of the passing fluid, a corresponding signal is supplied to the actuator, which starts to move the rods 18 and 17 connected through the elastic element 19 upward. The rod 17 moves the gate 6 upward, completely blocking the passage hole 4 in the seat 3. With a further upward movement, the rod 17 abuts against the fork lever 12 with its protrusions 26 and the rotary locking element moves together with the rod 17. In this case, the fork lever closes the discharge hole with its sealing surface 14 in the shutter 13, which, in turn, blocks the hole in the gate 6, stopping the flow of fluid and the movement of the rod 17 and the stepped sleeve 20, which have reached their extreme upper position. Further movement of the rod 18 will cause it to move to its extreme upper position and stop together with the drive, compressing the elastic element 19 and protecting the rotary locking member from breakage.

Благодаря равномерному распределению осевой нагрузки повышается надежность работы устройства, обеспечивается ремонтопригодность и увеличивается долговечность запорно-регулирующего устройства.Due to the uniform distribution of axial load, the reliability of the device is increased, maintainability is provided and the durability of the locking-regulating device is increased.

Claims

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.A locking and regulating device, in the case of which with a passage channel and a hole in the saddle there is a flat gate with a sealing surface and a hole connected to the actuator stem, and a rotary locking body, consisting of two shutters connected to each other, one of which is blind and the other - unloading with a hole located on an axis outside the zone of the passage channel and fixed in the open position, while the rod is equipped with a stepped sleeve surrounding it, mounted with the possibility of axial movement and fixation it in extreme positions, and on the step of a smaller diameter, a groove is made, and the rotary locking element is installed to interact with the specified groove, characterized in that the blind shutter is made in the form of a forked lever, and the groove on the stepped sleeve is made through and located on the end surface, at the same time, protrusions are made on the actuator rod on the gate side to interact with the fork lever, and the actuator rod itself is made up of the rod itself and the additional rod connected through an elastic ith element.