RU64311U1 - ONE-SEATED SHUT-OFF NORMALLY CLOSED VALVE WITH FORCED OPENING ACTUATOR - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к арматуре для управления и обслуживания машин, аппаратов, трубопроводов и т.д., в частности к запорным устройствам технологических линий опрессовки готовых изделий на герметичность. Цель изобретения - упрощение конструкции и обслуживания, а также повышение ресурса клапана. Поставленная задача достигается тем, что односедельный запорный нормально закрытый клапан с приводом принудительного открытия, включающий сообщенный с полостью высокого давления полый корпус, в котором на проходе установлено седло с возможностью взаимодействия с затвором, управляемым исполнительным механизмом, выполнен так, что он заимствован от глубинного штангового насоса в классическом его исполнении, в котором роль затвора выполняет свободно плавающий в своей клапанной полости шарик, оснащенный приводом принудительного открытия, состоящим из установленного на корпусе с возможностью взаимодействия с шариком за счет продольного перемещения на величину рабочего хода клапана толкателя, взаимодействующего с приводным рычагом, связанным с исполнительным механизмом и установленным на жестко связанном с полым корпусом клапана шарнире. В предложенном техническом решении в качестве запорного органа использован клапанный узел глубинного штангового насоса в классическом его исполнении, рассчитанный на циклическую работу в скважине в условиях различной сложности, который обладает значительным межремонтным периодом, что касается привода, то он - общепринятый, пневматический пружинно-мембранный, но с рычажной кинематикой передачи усилия на запорный орган при его открытии, что вполне оправдано и объективно вписывается в гидравлическую систему линии опрессовки, поддается автоматическому дистанционному управлению.The invention relates to valves for control and maintenance of machines, apparatuses, pipelines, etc., in particular, to locking devices of technological lines for crimping finished products for tightness. The purpose of the invention is to simplify the design and maintenance, as well as increasing the life of the valve. The task is achieved in that a single-seat shut-off normally closed valve with a forced-opening actuator, including a hollow body in communication with a high-pressure cavity, in which a seat is installed in the passageway with the possibility of interaction with a shutter controlled by an actuator, is made so that it is borrowed from a deep rod pump in its classic design, in which the role of the shutter is played by a ball freely floating in its valve cavity, equipped with a forced opening drive I, consisting of a pusher valve mounted on the body with the possibility of interacting with the ball due to longitudinal movement by the stroke of the valve, interacting with a drive lever connected to the actuator and mounted on a hinge rigidly connected to the hollow valve body. In the proposed technical solution, the valve assembly of the deep-well sucker-rod pump in its classic design, designed for cyclic operation in the well in conditions of varying complexity, which has a significant overhaul period with regard to the drive, is used as a standard, pneumatic spring-diaphragm, but with lever kinematics of the transfer of force to the locking element when it is opened, which is justified and objectively fits into the hydraulic system of the crimping line, it lends itself automatic remote control.

Description

Изобретение относится к арматуре для управления и обслуживания машин, аппаратов, трубопроводов и т.д., в частности к запорным устройствам технологических линии опрессовки готовых изделий на герметичность.The invention relates to valves for control and maintenance of machines, apparatuses, pipelines, etc., in particular, to locking devices of a process line for crimping finished products for tightness.

В качестве запорного устройства на технологической линии опрессовки, например, насосно-компрессорных труб (НКТ) может быть использован проходной вентиль с усиленным золотником (М.Ю.Котелевский и др. Современные конструкции трубопроводной арматуры для нефти и газа, Москва НЕДРА, 1976 г., рис.2, стр.93, 94), состоящий из литого корпуса, на перемычке которого закреплено седло. К корпусу крепится крышка, на которой смонтированы сальник и ходовая гайка, в которую ввинчен шпиндель, связанный с золотником. Герметизация достигается по торцевой поверхности седла и уплотнительного кольца, закрепленного на золотнике.A check valve with a reinforced spool (M.Yu. Kotelevsky et al., Modern design of pipe fittings for oil and gas, Moscow NEDRA, 1976) can be used as a shut-off device on the crimping process line, for example, tubing (tubing). , fig. 2, p. 93, 94), consisting of a molded case, on the jumper of which a saddle is fixed. A cover is attached to the housing, on which an oil seal and a running nut are mounted, into which a spindle connected to a spool is screwed. Sealing is achieved on the end surface of the seat and the o-ring mounted on the spool.

К недостаткам проходного вентиля относятся: относительно высокое гидравлическое сопротивление; наличие зоны застоя; большие строительные размеры; сложность конструкции корпуса и относительно большая масса; недостаточный ресурс.The disadvantages of a straight valve are: relatively high hydraulic resistance; the presence of a stagnation zone; large construction dimensions; the complexity of the design of the housing and the relatively large mass; insufficient resource.

По конструктивным и функциональным признакам наиболее близким аналогом, прототипом, является односедельный регулирующий клапан (там же, стр.207, рис.IX.6), включающий сообщенный с полостью высокого давления полый корпус, в котором на проходе закреплено седло и установлен затвор, взаимодействующий с седлом, как клапанная пара, за счет пневматического исполнительного механизма. Во избежание вибрации при больших перепадах давления цилиндрическая часть затвора перемещается в длинной According to the structural and functional features, the closest analogue, the prototype, is a single-seat control valve (ibid., P. 207, Fig. IX.6), which includes a hollow body in communication with the high-pressure cavity, in which a saddle is mounted on the passage and a valve interacting with a saddle, like a valve pair, due to a pneumatic actuator. In order to avoid vibration at large pressure drops, the cylindrical part of the shutter moves in a long

направляющей втулке, а в продолжении охвачена сальниковым уплотнением из фторопластовых колец.guide sleeve, and in the sequel is covered by the packing of fluoroplastic rings.

Однако, такой клапан сложен по конструкции, требователен в уходе при эксплуатации и не обладает достаточным ресурсом.However, such a valve is complex in design, demanding in maintenance care and does not have a sufficient resource.

Технической задачей изобретения является упрощение конструкции и обслуживания, а также повышение ресурса клапана.An object of the invention is to simplify the design and maintenance, as well as increasing the life of the valve.

Поставленная задача достигается тем, что односедельный запорный нормально закрытый клапан с приводом принудительного открытия, включающий сообщенный с полостью высокого давления полый корпус, в котором на проходе установлено седло с возможностью взаимодействия с затвором, управляемым исполнительным механизмом выполнен так, что он заимствован от глубинного штангового насоса в классическом его исполнении, в котором роль затвора выполняет свободно плавающий в своей клапанной полости шарик, оснащенный приводом принудительного открытия, состоящим из установленного на корпусе с возможностью взаимодействия с шариком за счет продольного перемещения на величину рабочего хода клапана толкателя, взаимодействующего с приводным рычагом, связанным с исполнительным механизмом и установленным на жестко связанном с полым корпусом клапана шарнире.The task is achieved in that a single-seat shut-off normally closed valve with a forced-opening actuator, including a hollow body in communication with a high-pressure cavity, in which a saddle is installed in the passageway with the possibility of interaction with a shutter controlled by an actuator is made so that it is borrowed from a deep-well rod pump in its classic design, in which the ball acts as a shutter freely floating in its valve cavity, equipped with a forced opening drive Consisting of a set on the housing for engagement with the ball due to the amount of longitudinal movement of the working stroke of the valve tappet interacting with the driving lever connected to an actuator mounted on and rigidly associated with the hollow body hinged valve.

На фиг.1 изображен вид сбоку на односедельный запорный нормально закрытый клапан с приводом принудительного открытия (в дальнейшем -клапан) в рабочем вертикальном положении; на фиг.2 - разрез по линии А-А на фиг.1; на фиг.3 - разрез по линии Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - продольный разрез клапанного узла в его закрытом положении; на фиг 5 - продольный разрез клапанного узла в его открытом положении.Figure 1 shows a side view of a single-seat shut-off normally closed valve with a forced opening actuator (hereinafter referred to as the valve) in the working vertical position; figure 2 is a section along the line aa in figure 1; figure 3 is a section along the line BB in figure 1; figure 4 is a longitudinal section of the valve assembly in its closed position; Fig. 5 is a longitudinal section through the valve assembly in its open position.

В качестве запорного органа использован клапан глубинного штангового насоса в классическом исполнении, а именно, например, всасывающий клапан вставного насоса (ОАО «Ижнефтемаш» Каталог Глубинные штанговые насосы, ред. 2-2001, стр.18), состоящий из полого корпуса 1 (фиг.4) с клапанной полостью 2, в которой размещен свободно плавающий шарик 3, выполняющий функцию затвора, составляющий клапанную пару вместе с As a shut-off element, a classic sucker-rod pump valve in a classic design was used, namely, for example, a suction valve for a plug-in pump (OAO Izhneftemash Catalog Deep sucker-rod pumps, rev. 2-2001, p. 18), consisting of a hollow body 1 (Fig. .4) with a valve cavity 2, in which a freely floating ball 3 is placed, which performs the function of a shutter, comprising a valve pair together with

седлом 4, зафиксированным посредством седлодержателя 5. Полый корпус 1 присоединен к удлинительной муфте 6, сообщенной с полостью высокого давления 7. Нормальное положение у такого клапана - закрытое, что заложено в принципе его работы. Шарик 3 своим весом всегда стремится вниз, к седлу 4, а под действием находящейся в полости высокого давления 7 жидкости он прижимается к седлу 4. В тех случаях, когда такой клапан установлен на линии опрессовки, например, насосно-компрессорных труб и после цикла опрессовки требуется его открыть для сброса давления жидкости, находящейся в трубе, то необходимо открыть клапан путем отрыва шарика 3 от седла 4. Для такого принудительного открытия клапана можно использовать, например, пневматический мембранно-пружинный исполнительный механизм прямого действия 8 (там же, стр.193), установленный на горизонтальном участке 9 кронштейна 10 прикрепленого к удлинительной муфте 11 с полым корпусом 1 (фиг.1, 4). На кронштейне 10 с хомутом 12 (фиг.2) на шарнире 13 (фиг.1, 3) установлен приводной рычаг 14, правое плечо которого соединено со штоком 15 исполнительного механизма 8, а левое втулочное плечо 16 расположено с возможностью взаимодействия с цапфами 17 (фиг.3), предусмотренными на гильзе 18, оснащенной пустотелым толкателем 19 (фиг.4, 5), расположенным в подклапанной полости с возможностью взаимодействия с шариком 3.the seat 4, fixed by means of the saddle holder 5. The hollow body 1 is attached to the extension sleeve 6, in communication with the high-pressure cavity 7. The normal position of such a valve is closed, which is in principle in its operation. The ball 3 always weighs downward towards the seat 4 with its weight, and under the action of the liquid located in the high-pressure cavity 7, it is pressed against the seat 4. In cases where such a valve is installed on the pressure line, for example, tubing and after the pressure cycle if it is necessary to open it to relieve the pressure of the liquid in the pipe, it is necessary to open the valve by tearing the ball 3 from the seat 4. For such a forced opening of the valve, you can use, for example, a pneumatic spring-loaded membrane actuator action 8 (ibid., p. 193), mounted on a horizontal section 9 of the bracket 10 attached to the extension sleeve 11 with a hollow body 1 (Figs. 1, 4). On the bracket 10 with the clamp 12 (Fig.2) on the hinge 13 (Fig.1, 3) there is a drive lever 14, the right shoulder of which is connected to the rod 15 of the actuator 8, and the left sleeve arm 16 is arranged to interact with the pins 17 ( figure 3), provided on the sleeve 18, equipped with a hollow pusher 19 (figures 4, 5) located in the subvalvular cavity with the possibility of interaction with the ball 3.

В исходном положении (фиг.4) клапан закрыт. При наполнении испытуемой трубы жидкостью последняя попадает и в надклапанную полость 7, которая сообщена с гидравлической системой линии опрессовки труб. При опрессовке клапан закрыт, шарик 3 под давлением жидкости прижимается к седлу 4 и обеспечивается герметичность.In the initial position (figure 4), the valve is closed. When filling the test pipe with liquid, the latter also enters the supravalve cavity 7, which is in communication with the hydraulic system of the pipe crimping line. When pressure testing the valve is closed, the ball 3 is pressed against the seat 4 under the pressure of the liquid and tightness is ensured.

После опрессовки трубы, необходимо сбросить в ней давление. Для этого включается исполнительный механизм 8, шток 15 которого перемещается вниз и правое плечо приводного рычага 14 из исходного положения 20 занимает положение 21, а втулочное плечо 16 приподнимается вверх, повернувшись вокруг шарнира 13 и отодвинув шарик 3 от седла 4 посредством толкателя 19, связанного с гильзой 18 (фиг.5). Происходит сброс давления и жидкость из After crimping the pipe, it is necessary to relieve pressure in it. To do this, the actuator 8 is turned on, the rod 15 of which moves down and the right shoulder of the drive lever 14 from the initial position 20 occupies position 21, and the sleeve arm 16 rises up by turning around the hinge 13 and moving the ball 3 away from the seat 4 by means of a pusher 19 connected with sleeve 18 (figure 5). Pressure is released and fluid from

надклапанной полости перетекает в подклапанную полость и сливается после отворота трубы.the supravalvular cavity flows into the subvalvular cavity and merges after the flap of the pipe.

В предложенном техническом решении в качестве запорного органа использован клапанный узел глубинного штангового насоса в классическом его исполнении рассчитанный на циклическую работу в скважине в условиях различной сложности, который обладает значительным межремонтным периодом. Что касается привода, то он - общепринятый пневматический пружинно-мембранный, но с рычажной кинематикой передачи усилия на запорный орган при его открытии, что вполне оправдано и объективно вписывается в гидравлическую систему линии опрессовки, поддается автоматическому дистанционному управлению.In the proposed technical solution, the valve assembly of the deep-well sucker-rod pump in its classic design designed for cyclic operation in the well under conditions of varying complexity, which has a significant overhaul period, was used as a shut-off element. As for the drive, it is a generally accepted pneumatic spring-membrane, but with lever kinematics of transferring force to the locking element when it is opened, which is justified and objectively fits into the hydraulic system of the crimping line, lends itself to automatic remote control.

Claims (1)

Односедельный запорный нормально закрытый клапан с приводом принудительного открытия, включающий сообщенный с полостью высокого давления полый корпус, в котором на проходе установлено седло с возможностью взаимодействия с затвором, управляемым исполнительным механизмом, отличающийся тем, что он заимствован от глубинного штангового насоса в классическом его исполнении, в котором роль затвора выполняет свободно плавающий в своей клапанной полости шарик, оснащенный приводом принудительного открытия, состоящим из установленного на корпусе с возможностью взаимодействия с шариком за счет продольного перемещения на величину рабочего хода клапана толкателя, взаимодействующего с приводным рычагом, связанным с исполнительным механизмом и установленным на жестко связанном с полым корпусом клапана шарнире.

A single-seat normally-closed shut-off valve with a forced-opening actuator, including a hollow body in communication with a high-pressure cavity, in which a seat is installed in the passageway with the possibility of interacting with a shutter controlled by an actuator, characterized in that it is borrowed from a deep-well pump in its classic design, in which the role of the shutter is played by a ball freely floating in its valve cavity, equipped with a forced opening drive, consisting of a ball mounted on pus with the ability to interact with the ball due to longitudinal movement by the size of the stroke of the pusher valve, interacting with a drive lever connected to the actuator and mounted on a hinge rigidly connected to the hollow valve body.