RU54646U1 - LATCH - Google Patents

Abstract

Полезная модель направлена на уменьшение габаритов и металлоемкости револьверной задвижки. При этом повышается надежность задвижки за счет разобщения полости задвижки с элементами приводного механизма. Технический результат достигается в задвижке, содержащей корпус, состоящий из двух полукорпусов, разделенных распорным кольцом, с установленными в них седлами с проходными каналами, между полукорпусами с возможностью поворота вокруг своей оси размещен дисковый шибер с зубчатым венцом и с проходными отверстиями разного диаметра, которые при повороте дискового шибера поочередно совмещаются с проходными каналами в седлах, вал-шестерню. Распорное кольцо выполнено с секторным вырезом, в котором установлена зубчатая или червячная передача, которая может быть выполнена из двух шестерен, соединенная с валом-шестерней и зубчатым венцом дискового шибера. Задвижка содержит приводной механизм, содержащий корпус, состоящий из двух полукорпусов, при этом. вал-шестерня установлен в корпусе приводного механизма. Зубчатая передача так же может быть установлена в корпусе приводного механизма. Дисковый шибер выполнен составным из раздельных зубчатого венца, минералокерамической вставки с проходными отверстиями и втулки. Полукорпусы задвижки и приводного механизма выполнены в виде тел вращения. Вал-шестерня соединен с лимбом. Каждое седло снабжено пружиной и уплотнительными кольцами, изолирующими пружину. В полукорпусах задвижки, по краю дискового шибера, установлены уплотнительные кольца.The utility model is aimed at reducing the size and metal consumption of the revolving gate valve. This increases the reliability of the valve due to the separation of the cavity of the valve with the elements of the drive mechanism. The technical result is achieved in a valve containing a housing consisting of two half-bodies separated by a spacer ring, with saddles with passage channels installed in them, between the half-bodies with the possibility of rotation around its axis, a disk gate with a toothed ring and with passage holes of different diameters, which at When turning the disk gate, they are alternately aligned with the passage channels in the saddles, the pinion shaft. The spacer ring is made with a sector cut-out in which a gear or worm gear is installed, which can be made of two gears, connected to the gear shaft and the ring gear of the disk gate. The valve comprises a drive mechanism comprising a housing consisting of two half-bodies, wherein. pinion shaft is installed in the housing of the drive mechanism. The gear transmission can also be installed in the housing of the drive mechanism. The disk gate is made of a composite of a separate gear rim, a ceramic-mineral insert with passage holes and a sleeve. The valve half-bodies and the drive mechanism are made in the form of bodies of revolution. Pinion shaft connected to the limb. Each seat is equipped with a spring and o-rings to isolate the spring. In the valve half-bodies, along the edge of the disk gate, O-rings are installed.

Description

Полезная модель относится к области нефтяного и химического машиностроения и может быть использовано в качестве запирающего и регулирующего устройства на трубопроводах, транспортирующих агрессивную рабочую среду, например, нефть с высоким объемным содержанием СО₂ и Н₂С, техническую воду под давлением до 35 МПа, а также для перекрытия каналов устьевой арматуры фонтанных, насосных и нагнетательных скважин.The utility model relates to the field of oil and chemical engineering and can be used as a locking and regulating device in pipelines transporting an aggressive working environment, for example, oil with a high volume content of CO ₂ and N ₂ C, process water under pressure up to 35 MPa, and also for blocking the channels of wellhead valves of fountain, pump and injection wells.

Известна задвижка, использующаяся в глубоководных трубопроводах высокого давления, при добыче нефти с шельфа, по патенту GB2277573, включающая цельный корпус, уплотняющие подпружиненные седла, шибер с набором проходных отверстий разного размера для регулирования потока жидкости. Ее недостатками являются низкая ремонтопригодность и сложный ненадежный привод, являющихся следствием особенностей цельнокорпусной конструкции глубоководной задвижки. Другим недостатком является то, что рабочее давление и агрессивная среда воздействуют на привод, действующий на зубчатый венец, и могут вывести его из строя.Known valve used in deep-sea high pressure pipelines, for oil production from the shelf, according to patent GB2277573, including a one-piece housing, spring-loaded sealing seats, a gate with a set of through holes of different sizes for regulating fluid flow. Its disadvantages are low maintainability and a complex unreliable actuator, which are a consequence of the features of the all-body design of a deep-water valve. Another disadvantage is that the working pressure and aggressive environment act on the drive acting on the ring gear and can damage it.

Известна задвижка по патенту RU 2228474, содержащая корпус, состоящий из двух соединенных полукорпусов в которых установлены подпружиненные седла с проходными каналами, между седлами с возможностью поворота размещен дисковый шибер с проходным отверстием. В проходном отверстии шибера установлен сменный штуцер с проходным отверстием, в каждом из полукорпусов напротив друг друга выполнены сквозные отверстия для смены штуцера, закрытые пробками.Known valve according to patent RU 2228474, comprising a housing consisting of two connected half-bodies in which spring-loaded seats with passage channels are installed, a disk gate with a passage hole is placed between the seats with the possibility of rotation. A replaceable nozzle with a through hole is installed in the gate opening of the gate, through holes for changing the nozzle closed by plugs are made in each of the half-bodies opposite each other.

Недостатком данной задвижки является сложность регулирования расхода жидкости, которое достигается за счет замены штуцера через отверстия в полукорпусах. При этом, смена штуцера производится при закрытой задвижке, то есть с остановкой технологического процесса.The disadvantage of this valve is the difficulty of regulating the flow of fluid, which is achieved by replacing the nozzle through the holes in the half-shells. At the same time, the nozzle is changed when the valve is closed, that is, with the technological process stopped.

Известна задвижка по патенту RU 2246652, выбранная в качестве прототипа, содержащая корпус, состоящий из двух соединенных между собой полукорпусов, между которыми с возможностью поворота в своей плоскости размещен дисковый шибер с зубчатым сектором, взаимодействующим с приводной шестерней. Полукорпусы соединены между собой бандажом, состоящим из двух полуколец П-образного сечения, дисковый шибер имеет не менее двух проходных отверстий разного диаметра, оси которых расположены на одинаковом расстоянии друг от друга, равном 0.85...1.2 диаметра наибольшего проходного отверстия, причем зубчатый сектор на дисковом шибере выполнен замкнутым.Known gate valve according to patent RU 2246652, selected as a prototype, comprising a housing consisting of two interconnected half-bodies, between which a disk gate with a gear sector interacting with a drive gear is rotatably placed in its plane. The half-bodies are interconnected by a brace consisting of two half-rings of U-shaped cross-section, the disk gate has at least two passage holes of different diameters, the axes of which are located at the same distance from each other, equal to 0.85 ... 1.2 of the diameter of the largest passage hole, and the gear sector on a disk gate made closed.

Недостатком данной задвижки является недостаточная разобщенность полости задвижки, находящейся под воздействием агрессивной среды с высоким давлением и приводного механизма: при поворотах шибера рабочая среда из проходных отверстий и через зазоры между шибером и полукорпусами попадает к приводной шестерне.The disadvantage of this valve is the lack of isolation of the cavity of the valve, which is under the influence of an aggressive medium with high pressure and the drive mechanism: when turning the gate, the working medium from the through holes and through the gaps between the gate and the half-bodies gets to the drive gear.

Полезная модель направлена на уменьшение габаритов и металлоемкости задвижки. При этом повышается надежность задвижки за счет разобщения полости задвижки с элементами приводного механизма.The utility model is aimed at reducing the size and metal consumption of the valve. This increases the reliability of the valve due to the separation of the cavity of the valve with the elements of the drive mechanism.

Технический результат достигается в задвижке, содержащей корпус, состоящий из двух полукорпусов, разделенных распорным кольцом, с установленными в них седлами с проходными каналами, между полукорпусами с возможностью поворота вокруг своей оси размещен дисковый шибер с зубчатым венцом и с проходными отверстиями разного диаметра, которые при повороте дискового шибера поочередно совмещаются с проходными каналами в седлах, вал-шестерню. Распорное кольцо выполнено с секторным вырезом, в котором установлена зубчатая или червячная передача, которая может быть выполнена из двух шестерен, соединенная с валом-шестерней и зубчатым венцом дискового шибера. Задвижка содержит приводной механизм, содержащий корпус, состоящий из двух полукорпусов, при этом, вал-шестерня установлен в корпусе приводного механизма. Зубчатая передача так же может быть установлена в корпусе приводного механизма. Дисковый шибер выполнен составным из раздельных зубчатого венца, минералокерамической вставки с проходными отверстиями и втулки. Полукорпусы задвижки и приводного механизма выполнены в виде тел вращения. Вал-шестерня соединен с лимбом. Каждое седло снабжено пружиной и уплотнительными кольцами, изолирующими пружину. В полукорпусах задвижки, по краю дискового шибера, установлены уплотнительные кольца.The technical result is achieved in a valve containing a housing consisting of two half-bodies separated by a spacer ring, with saddles with passage channels installed in them, between the half-bodies with the possibility of rotation around its axis, a disk gate with a toothed ring and with passage holes of different diameters, which at When turning the disk gate, they are alternately aligned with the passage channels in the saddles, the pinion shaft. The spacer ring is made with a sector cut-out in which a gear or worm gear is installed, which can be made of two gears, connected to the gear shaft and the ring gear of the disk gate. The valve comprises a drive mechanism, comprising a housing consisting of two half-bodies, wherein the pinion shaft is installed in the housing of the drive mechanism. The gear transmission can also be installed in the housing of the drive mechanism. The disk gate is made of a composite of a separate gear rim, a ceramic-mineral insert with passage holes and a sleeve. The valve half-bodies and the drive mechanism are made in the form of bodies of revolution. Pinion shaft connected to the limb. Each seat is equipped with a spring and o-rings to isolate the spring. In the valve half-bodies, along the edge of the disk gate, O-rings are installed.

Задвижка показана на рисунках:The valve is shown in the figures:

фиг.1 - задвижка;figure 1 - valve;

фиг.2 - задвижка (вариант);figure 2 - valve (option);

фиг.3 - задвижка (фронтальный вид);figure 3 - valve (front view);

фиг.4 - дисковый шибер с проходными отверстиями;figure 4 - disk gate with through holes;

Задвижка (фиг.1) состоит из корпуса, образованного двумя полукорпусами 1 с установленными в них седлами 2 имеющими проходные каналы 3. Между полукорпусами 1 расположено The valve (Fig. 1) consists of a housing formed by two half-bodies 1 with installed seats 2 having passage channels 3. Between the half-bodies 1 is located

распорное кольцо 4 с секторным вырезом (не показан) для установки зубчатой или червячной передачи, выполненной из шестерен 5 (показаны две зубчатые шестерни, при использовании червячных шестерен 5, соответственно меняется выполенение зубчатого венца 10 и вала-шестерни 12). Дисковый шибер 6 установлен между полукорпусами 1 с возможностью поворота вокруг своей оси 7 и выполнен составным. Минералокерамическая вставка 8 изготовлена в виде диска с проходными отверстиями 9 (фиг.4), для прохода рабочей жидкости. Один сектор дискового шибера 6 не имеет отверстия, что соответствует положению задвижки «закрыто». Дисковый шибер 6 снабжен раздельными зубчатым венцом 10 и втулкой 11, при помощи которой дисковый шибер устанавливается на ось 7. Задвижка содержит вал-шестерню 12, соединенную с зубчатым венцом 10 через шестерни 5 зубчатой передачи.a spacer ring 4 with a sector cut (not shown) for installing a gear or worm gear made of gears 5 (two gear gears are shown, when using worm gears 5, the performance of the gear ring 10 and the pinion shaft 12 changes accordingly). The disk gate 6 is installed between the half-bodies 1 with the possibility of rotation around its axis 7 and is made integral. Mineraloceramic insert 8 is made in the form of a disk with through holes 9 (figure 4), for the passage of the working fluid. One sector of the disk gate 6 has no holes, which corresponds to the position of the valve “closed”. The disk gate 6 is equipped with a separate gear ring 10 and a sleeve 11, by which the disk gate is mounted on the axis 7. The valve includes a gear shaft 12 connected to the ring gear 10 via gears 5 of the gear transmission.

Вал-шестерня 12 и шестерни 5 могут быть установлены в корпусе приводного механизма, состоящего из полукорпусов 13, 14, выполненных раздельными с полу корпусами 1 задвижки. На фиг.2 показан вариант задвижки, в котором шестерни 5 зубчатой передачи установлены в корпусе задижки, а полукорпусы 13, 14 приводного механизма охватывают корпус задвижки. Полукорпусы 1 задвижки и части 13, 14 корпуса редуктора выполнены в виде тел вращения (фиг.3). Вал-шестерня 12 соединен с лимбом 15.Pinion shaft 12 and pinion 5 can be installed in the housing of the drive mechanism, consisting of half-housings 13, 14, made separately from the floor of the valve body 1. Figure 2 shows a variant of the valve, in which the gears 5 of the gear transmission are installed in the valve body, and the half-bodies 13, 14 of the drive mechanism cover the valve body. The half-bodies 1 of the valve and parts 13, 14 of the gearbox housing are made in the form of bodies of revolution (Fig. 3). Gear shaft 12 is connected to the limb 15.

Пружины 16 на седлах 2 могут быть изолированы от рабочей жидкости уплотнительными кольцами 17 (фиг.2). В полукорпусах 1 задвижки, по краю дискового шибера 6, установлены уплотнительные кольца 18.The springs 16 on the saddles 2 can be isolated from the working fluid by the sealing rings 17 (FIG. 2). In the half-bodies 1 of the valve, along the edge of the disk gate 6, sealing rings 18 are installed.

Задвижка работает следующим образом.The valve operates as follows.

Регулирование потока рабочей среды через проходные каналы 3 достигается при повороте дискового шибера 6 с проходными отверстиями 9 разного диаметра (фиг.4). Размер и количество проходных отверстий 9 зависит от диаметра шибера и диаметра седел 2. Дисковый шибер 6, таким образом, разбит на секторы с проходным отверстием 9 в каждом секторе. Один сектор не имеет проходного отверстия, что позволяет полностью перекрывать движение потока рабочей среды. Использование минералокерамической вставки 8 с проходными отверстиями 9, уплотнительных колец 17, защищающих стальные пружины 16, позволяют использовать данные задвижки для регулирования потока агрессивных сред.The regulation of the flow of the working medium through the passage channels 3 is achieved by turning the disk gate 6 with the passage holes 9 of different diameters (figure 4). The size and number of through holes 9 depends on the diameter of the gate and the diameter of the seats 2. The disk gate 6 is thus divided into sectors with a through hole 9 in each sector. One sector does not have a through hole, which allows you to completely block the movement of the fluid flow. The use of mineral-ceramic inserts 8 with passage openings 9, sealing rings 17 protecting steel springs 16 allow these valves to be used to control the flow of aggressive media.

При вращении вала-шестерни 12 усилие передается через шестерни 5 зубчатой передачи на зубчатый венец 10, при этом происходит поворот дискового шибера 6 вокруг оси 7 открывая, When the rotation of the gear shaft 12, the force is transmitted through the gears 5 of the gear transmission to the ring gear 10, while the disk gate 6 rotates around the axis 7, opening,

закрывая или меняя проходные отверстия 9 задвижки. Точное положение дискового шибера 6 относительно проходных каналов 3 определяется при помощи лимба 15.closing or changing through holes 9 of the valve. The exact position of the disk gate 6 relative to the passage channels 3 is determined using the dial 15.

Зубчатая передача предпочтительно состоит из нескольких шестерен 5 (на фиг.1, 2 показаны две шестерни). Это позволяет уменьшить размер секторного выреза на распорном кольце 4.The gear transmission preferably consists of several gears 5 (two gears are shown in FIGS. 1, 2). This allows you to reduce the size of the sector cutout on the spacer ring 4.

Уплотнительные кольца 18 создают дополнительный контур уплотнений, с помощью которого удерживается избыточное давление, попадающее в пространство между дисковым шибером 6 и полукорпусами 1 при поворотах шибера. Зазоры между полукорпусами 1 и дисковым шибером 6 выполнены таким образом, чтоб контур уплотнений 18 удерживал избыточное давление между полукорпусом и шибером, а вращение шибера 6 при этом проходило с усилием на рукоятке управления не превышающем 20 кгс.O-rings 18 create an additional contour of seals, with the help of which excess pressure is retained, which enters the space between the disk gate 6 and the half-bodies 1 during the rotation of the gate. The gaps between the half-bodies 1 and the disk gate 6 are made so that the contour of the seals 18 maintains excess pressure between the half-case and the gate, and the rotation of the gate 6 was carried out with a force on the control handle not exceeding 20 kgf.

Использование нескольких шестерен 5, малый размер секторного выреза и дополнительные уплотнительные кольца 18 позволяют разобщить вал-шестерню 12 и пространство между седлами 2 и дисковым шибером 6, находящееся под воздействием рабочего давления и агрессивной среды. Кроме того, достигается значительное уменьшение габаритов и металлоемкости задвижки.The use of several gears 5, the small size of the sector cut-out and additional sealing rings 18 allow to separate the shaft gear 12 and the space between the saddles 2 and the disk gate 6, which is under the influence of working pressure and aggressive environment. In addition, a significant reduction in the dimensions and metal consumption of the valve is achieved.

Сборка задвижки, замена деталей упрощены за счет использования разъемных полукорпусов 1 и частей 13, 14 редуктора, которые, для технологичности изготовления и обработки, выполнены в виде тел вращения (фиг.3).The assembly of the valve, replacement of parts is simplified through the use of detachable half-bodies 1 and parts 13, 14 of the gearbox, which, for manufacturability and processing, are made in the form of bodies of revolution (Fig. 3).

Широкая функциональная возможность задвижки обусловлена возможностью регулирования расхода рабочей жидкости, подтверждена ее испытаниями в реальных производственных условиях в нефтедобывающей промышленности. Время, необходимое для изменения состояния задвижки из одного положения в другое составляет 10-15 сек. Упростив, конструкцию удалось снизить вес задвижки в 1,5 раза, наработка на отказ составила 1800 циклов, что обеспечивает ее полный срок службы не менее 10 лет. Практикой подтверждена, что средний срок службы задвижки до капитального ремонта не менее 5-и лет.The wide functionality of the valve is due to the ability to control the flow of working fluid, confirmed by its tests in real production conditions in the oil industry. The time required to change the state of the valve from one position to another is 10-15 seconds. Having simplified the design, it was possible to reduce the weight of the valve by 1.5 times, the mean time between failures was 1800 cycles, which ensures its full service life of at least 10 years. Practice has confirmed that the average valve service life before major repairs is at least 5 years.

Claims (10)

1. Задвижка, содержащая корпус, состоящий из двух полукорпусов, разделенных распорным кольцом, с установленными в них седлами с проходными каналами, между полукорпусами с возможностью поворота вокруг своей оси размещен дисковый шибер с зубчатым венцом и с проходными отверстиями разного диаметра, которые при повороте дискового шибера поочередно совмещаются с проходными каналами в седлах, вал-шестерню, отличающаяся тем, что распорное кольцо выполнено с секторным вырезом, в котором установлена зубчатая или червячная передача, соединенная с валом-шестерней и зубчатым венцом дискового шибера.1. A valve containing a housing consisting of two half-bodies, separated by a spacer ring, with saddles with passage channels installed in them, between the half-bodies with the possibility of rotation around its axis, a disk gate with a toothed rim and with passage holes of different diameters, which when turning the disk the gates are alternately aligned with the passage channels in the saddles, the pinion shaft, characterized in that the spacer ring is made with a sector cut in which a gear or worm gear is connected, connected shaft pinion and ring gear disk gate. 2. Задвижка по п.1, отличающаяся тем, что содержит приводной механизм, содержащий корпус, состоящий из двух полукорпусов, при этом вал-шестерня установлен в корпусе приводного механизма.2. The valve according to claim 1, characterized in that it comprises a drive mechanism comprising a housing consisting of two half-bodies, wherein the pinion shaft is installed in the housing of the drive mechanism. 3. Задвижка по п.2, отличающаяся тем, что зубчатая передача установлена в корпусе приводного механизма.3. The valve according to claim 2, characterized in that the gear is installed in the housing of the drive mechanism. 4. Задвижка по п.1, отличающаяся тем, что дисковый шибер выполнен составным из раздельных зубчатого венца, минералокерамической вставки с проходными отверстиями и втулки.4. The valve according to claim 1, characterized in that the disk gate is made of a composite of a separate gear ring, a ceramic-mineral insert with passage holes and a sleeve. 5. Задвижка по п.1, отличающаяся тем, что зубчатая передача состоит из двух шестерен.5. The valve according to claim 1, characterized in that the gear transmission consists of two gears. 6. Задвижка по п.1, отличающаяся тем, что полукорпусы задвижки выполнены в виде тел вращения.6. The valve according to claim 1, characterized in that the valve half-bodies are made in the form of bodies of revolution. 7. Задвижка по п.2 или 3, отличающаяся тем, что полукорпусы приводного механизма выполнены виде тел вращения.7. The valve according to claim 2 or 3, characterized in that the half-bodies of the drive mechanism are made in the form of bodies of revolution. 8. Задвижка по п.1, отличающаяся тем, что вал-шестерня соединен с лимбом.8. The valve according to claim 1, characterized in that the pinion shaft is connected to the limb. 9. Задвижка по п.1, отличающаяся тем, что каждое седло снабжено пружиной и уплотнительными кольцами, изолирующими пружину.9. The valve according to claim 1, characterized in that each seat is equipped with a spring and o-rings that isolate the spring. 10. Задвижка по п.1, отличающаяся тем, что в полукорпусах задвижки, по краю дискового шибера, установлены уплотнительные кольца.

10. The valve according to claim 1, characterized in that in the valve half-bodies, along the edge of the disk gate, sealing rings are installed.