RU139026U1

RU139026U1 - LATCH

Info

Publication number: RU139026U1
Application number: RU2013154692/06U
Authority: RU
Inventors: Сергей Михайлович Мешалкин; Владимир Владимирович Котенков; Геннадий Николаевич Савельев; Александр Николаевич Полуянов; Дмитрий Васильевич Зародыш; Алексей Федорович Грехов; Андрей Юрьевич Максименко
Original assignee: Закрытое Акционерное Общество "Нефтьстальконструкция"
Priority date: 2013-12-10
Filing date: 2013-12-10
Publication date: 2014-04-10

Abstract

1. Задвижка, включающая корпус с размещенным в нем запорным органом, установленным с возможностью поступательного перемещения посредством приводного механизма или маховика через размещенный в бугеле ходовой узел, содержащий втулку шпинделя, шарико-винтовую передачу, шток и ползун, отличающаяся тем, что задвижка снабжена демпферным узлом, обеспечивающим снижение ударной нагрузки на запорный орган, при этом шарико-винтовая передача (ШВП) включает гайку ШВП, соединенную с втулкой шпинделя, и винт ШВП, соединенный с одной стороны со штоком задвижки и с демпферным узлом - с другой стороны.2. Задвижка по п.1, отличающаяся тем, что демпферный узел включает опорный элемент, выполненный в виде втулки, установленной на винт ШВП, на которую последовательно установлены комплект тарельчатых пружин (компенсаторов) с опорными кольцами и гайки, с усилием посаженной на втулку.3. Задвижка по п.1, отличающаяся тем, что демпферный узел снабжен стопорным устройством, включающим стопорный штифт с размещенными в его сквозных отверстиях стопорными шплинтами.1. The valve, comprising a housing with a locking body installed therein, mounted for translational movement by means of a drive mechanism or a flywheel through a running assembly located in the yoke, comprising a spindle bushing, a ball screw transmission, a stem and a slider, characterized in that the valve is provided with a damper a node that provides a reduction in the shock load on the shut-off element, while the ball screw transmission (ball screw) includes a ball screw connected to the spindle bushing and a ball screw connected on one side to the stem engines and damper unit - the other storony.2. The valve according to claim 1, characterized in that the damper assembly includes a support element made in the form of a sleeve mounted on a ball screw, on which a set of Belleville springs (compensators) with support rings and nuts are mounted in series, with a force fitted on the sleeve. The valve according to claim 1, characterized in that the damper assembly is equipped with a locking device including a locking pin with locking pins located in its through holes.

Description

Заявляемая полезная модель относится к отрасли арматуростроения, в частности, к трубопроводной запорной арматуре, предназначенной для перекрытия потока рабочей среды. Полезная модель может быть использована в запорной или регулирующей арматуре, устанавливаемой на трубопроводах.The inventive utility model relates to the valve industry, in particular, to pipeline valves, designed to block the flow of the working medium. The utility model can be used in valves or control valves installed on pipelines.

Из уровня техники известны различные конструкции задвижек, характеризующиеся оригинальными конструкциями, как затворов, так и ходовых узлов.In the prior art, various designs of gate valves are known, characterized by original designs of both valves and running gears.

Так, известна шиберная задвижка, содержащая корпус, в котором установлены подвижные седла, взаимодействующие с шибером, связанным с приводным механизмом, выполненным в виде шарико-винтовой передачи. Под шибером соосно выполнен сквозной канал, в котором размещен двухседельный запорный орган с уплотнительными поверхностями (а.с. СССР №1225963).Thus, a slide gate valve is known, comprising a housing in which movable saddles are mounted, interacting with a gate connected to a drive mechanism made in the form of a ball screw transmission. Under the gate, a through channel is coaxially made, in which a two-seat locking element with sealing surfaces is placed (USSR AS No. 1225963).

К основному недостатку данной конструкции, устраняемому в результате применения заявляемого технического решения, можно отнести достаточно большие габариты ходового узла, что неизбежно ведет к общему увеличению массы устройства.The main disadvantage of this design, which is eliminated as a result of the application of the claimed technical solution, can be attributed to the sufficiently large dimensions of the running unit, which inevitably leads to a general increase in the mass of the device.

Из текста описания изобретения «Шарико-винтовая передача» по патенту РФ №2049945 известна шиберная задвижка, функционально предназначенная для размещения в забое шахты, и содержащая корпус задвижки, в котором размещена запорная часть задвижки: шибер, седло и штурвал, и приводную часть задвижки, включающую шарико-винтовую передачу, предназначенную для преобразования вращательного движения штурвала в поступательное движение шибера.From the text of the description of the invention "Ball screw transmission" according to the patent of Russian Federation No. 2049945, a gate valve is known that is functionally designed for placement in the mine face, and comprising a valve body in which the gate part of the gate is located: gate, seat and steering wheel, and the gate drive part, including a ball screw transmission, designed to convert the rotational movement of the helm into translational movement of the gate.

В известном устройстве передача крутящего момента осуществляется непосредственно на шибер, что значительно увеличивает его износ. Кроме того, шпиндель, используемый в данной конструкции, в равной степени не может воспринимать высокие нагрузки при высоких температурах в различных средах (вода, газ). В данном устройстве не предусмотрена возможность фиксации запорного органа в положении «закрыто», что при использовании несамотормозящей шарико-винтовой передачи может привести к самопроизвольному открытию задвижки и неконтролируемым утечкам.In the known device, the transmission of torque is carried out directly on the gate, which significantly increases its wear. In addition, the spindle used in this design is equally unable to absorb high loads at high temperatures in various environments (water, gas). This device does not provide for the possibility of fixing the locking element in the closed position, which when using a non-self-locking ball screw transmission can lead to spontaneous opening of the valve and uncontrolled leaks.

Из уровня техники также известен запорный вентиль (патент РФ №2160861), содержащий корпус, размещенное в нем седло, запорный орган в виде штока и шарико-винтовую передачу (ШВП). Гайка ШВП соединена с маховиком, причем передача снабжена устройством перепуска шариков с крайнего задействованного витка винта на другой. Седло и запорный орган выполнены с конусной уплотнительной поверхностью, гайка передачи соединена со штоком запорного органа, винт установлен концентрично штоку с возможностью его центрирования и создания усилия на уплотнении штока, а упомянутое устройство выполнено в виде установленной на гайке втулки с пазом для перепуска шариков, причем вентиль снабжен упругим элементом, воздействующим в конце закрытия на втулку с возможностью разобщения ее паза от витков передачи.The prior art also known shut-off valve (RF patent No. 2160861), containing a housing placed in it a saddle, a locking element in the form of a rod and a ball screw transmission (ball screw). The ball screw nut is connected to the flywheel, and the transmission is equipped with a ball bypass device from the last engaged turn of the screw to another. The seat and the locking element are made with a conical sealing surface, the transmission nut is connected to the locking element rod, the screw is mounted concentrically to the rod with the possibility of centering it and creating a force on the rod seal, and the said device is made in the form of a sleeve mounted on the nut with a groove for passing balls, moreover the valve is equipped with an elastic element acting at the end of the closure on the sleeve with the possibility of separation of its groove from the transmission turns.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой полезной модели, является шиберная задвижка с шарико-винтовой передачей, включающая верхний корпус задвижки с крышкой, ШВП и подшипниковый узел, выполненный в виде одного упорного шарикоподшипника, обоймы которого установлены с осевым зазором относительно верхнего корпуса и крышки (патент РФ на изобретение №2020347).Closest to the technical nature of the claimed utility model is a slide gate valve with a ball screw transmission, including the upper housing of the gate valve with a cover, a ball screw and a bearing assembly made in the form of one thrust ball bearing, the cages of which are installed with axial clearance relative to the upper body and cover ( RF patent for the invention No. 2020347).

К недостаткам данного устройства можно отнести передачу крутящего момента от приводного устройства на шибер, что приводит к появлению «паразитной» нагрузки на шибере. Кроме того, используемая в данной конструкции ШВП имеет невысокие ресурсные возможности, т.к., например, винт ШВП рассчитан только на определенные параметры рабочей среды, что снижает его универсальность и возможность применения задвижки при других параметрах рабочей среды.The disadvantages of this device include the transfer of torque from the drive device to the gate, which leads to the appearance of a "spurious" load on the gate. In addition, the ball screw used in this design has low resource capabilities, because, for example, the ball screw is designed only for certain parameters of the working environment, which reduces its versatility and the ability to use the valve with other parameters of the working environment.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является повышение надежности конструкции задвижки и ее долговечности за счет снижения риска продавливания затвора при его перемещении и обеспечение демпфирования затвора при закрытии задвижки, в том числе и для быстродействующей арматуры.The task to which the claimed technical solution is directed is to increase the reliability of the valve design and its durability by reducing the risk of the valve being pushed through when moving the valve and to ensure damping of the valve when closing the valve, including for fast-acting valves.

Технический результат, достигаемый при использовании заявляемой полезной модели, заключается в обеспечении возможности встраивания винтовой передачи ШВП в ходовой узел задвижки, а также в снижении ударной нагрузки на уплотнительные поверхности затвора и ограничении возможности перемещения элементов ходового узла задвижки, и, соответственно, ограничении перемещения затвора при закрытии арматуры.The technical result achieved by using the claimed utility model consists in providing the possibility of incorporating a screw transfer of ballscrew into the gate valve assembly, as well as in reducing the shock load on the valve sealing surfaces and limiting the possibility of moving elements of the valve gate assembly, and, accordingly, limiting the shutter movement when closing reinforcement.

Поставленная задача решается следующим образом. Заявляется задвижка, включающая корпус с размещенным в нем запорным органом, установленным с возможностью поступательного перемещения посредством приводного механизма или маховика через размещенный в бугеле ходовой узел, содержащий втулку шпинделя, шарико-винтовую передачу (ШВП), шток и ползун. Согласно техническому решению, задвижка снабжена демпферным узлом, обеспечивающим снижение ударной нагрузки на запорный орган, при этом шарико-винтовая передача (ШВП) включает гайку ШВП, соединенную с втулкой шпинделя, и винт ШВП, соединенный, с одной стороны, со штоком задвижки, и с демпферным узлом, с другой стороны. Демпферный узел включает в себя: опорный элемент демпферного узла, который может быть выполнен в виде втулки, закрепленной на винте ШВП, опорных колец, комплекта тарельчатых пружин (компенсаторов) и гайки, с усилием посаженной на втулку. Также, демпферный узел может быть снабжен стопорным устройством, включающим стопорный штифт с размещенными в его сквозных отверстиях стопорными шплинтами.The problem is solved as follows. A valve is disclosed that includes a housing with a locking member installed therein that is movable by means of a drive mechanism or a flywheel through a running assembly located in the yoke, comprising a spindle bushing, ball screw gear, ball and slider. According to the technical solution, the valve is equipped with a damper assembly, providing a reduction in shock load on the shut-off element, while the ball screw transmission (ball screw) includes a ball screw connected to the spindle bushing, and a ball screw connected, on the one hand, to the valve rod, and with a damper assembly, on the other hand. The damper assembly includes: a support element of the damper assembly, which can be made in the form of a sleeve mounted on a ball screw, support rings, a set of Belleville springs (compensators) and a nut, with a force placed on the sleeve. Also, the damper assembly may be equipped with a locking device, including a locking pin with locking pins located in its through holes.

Заявляемая задвижка поясняется следующими чертежами.The inventive valve is illustrated by the following drawings.

На фиг. 1 схематично представлен эскиз задвижки.In FIG. 1 schematically shows a sketch of a valve.

На фиг. 2 укрупненно представлен узел соединения гайки ШВП с втулкой шпинделя.In FIG. 2, an enlarged view illustrates the assembly of the ball screw nut to the spindle bushing.

Позициями на чертежах обозначены:The positions in the drawings indicate:

1. корпус задвижки,1. valve body,

2. затвор,2. shutter

3. крышка,3. cap

4. шток задвижки,4. valve stem

5. втулка шпинделя,5. spindle sleeve,

6. гайка ШВП,6. ball screw nut,

7. винт ШВП,7. ball screw,

8. ползун,8. slider

9. приводной механизм9. drive gear

10. втулка демпферного узла,10. sleeve of the damper assembly,

11. комплект тарельчатых пружин (компенсаторов),11. a set of Belleville springs (compensators),

12. гайка демпферного узла,12. damper nut,

13. стопорный штифт,13. locking pin,

14. стопорный шплинт,14. locking cotter pin,

15. опорное кольцо.15. support ring.

Заявляемая задвижка представляет собой устройство, монтируемое в трубопровод при помощи сварки, и предназначенное для полного перекрытия потока рабочей среды посредством изменения положения затвора относительно проточной части корпуса задвижки.The inventive valve is a device mounted in the pipeline by welding, and designed to completely shut off the flow of the working medium by changing the position of the valve relative to the flow part of the valve body.

Задвижка содержит корпус 1 с крышкой 3, запорный орган-затвор 2, размещенный в корпусе и связанный со штоком 4, который, в свою очередь, соединен с элементами ходового узла, через который организована передача усилия от приводного механизма 9 или маховика.The valve comprises a housing 1 with a cover 3, a shutoff member 2 located in the housing and connected to the stem 4, which, in turn, is connected to the elements of the running unit through which the transmission of force from the drive mechanism 9 or the flywheel is organized.

Запорный орган-затвор 2, размещенный в корпусе, может быть выполнен, например, в виде самоустанавливающегося клинового затвора. В верхней части задвижки размещен ходовой узел, включающий шарико-винтовую передачу, которая состоит из ходового винта 7 и гайки 6 с беговыми дорожками для шариков, интегрированными шариками и механизмом их возврата. Встраивание ШВП в ходовой узел задвижки выполнено следующим образом. Гайка ШВП 6 соединена с втулкой шпинделя 5 задвижки. Винт ШВП 7, с одной стороны, соединен со штоком задвижки 4. С другой стороны, в верхней его части, винт ШВП соединен с демпферным узлом, а именно, с опорным элементом демпферного узла. Опорный элемент демпферного узла выполнен в виде втулки 10 с метрической резьбой, установленной на винт ШВП. За счет наличия резьбы на втулке и винте ШВП достигается возможность регулировки положения демпферного узла относительно втулки шпинделя 5, то есть настройка его положения в начальный момент времени. На втулке установлены опорные кольца 15 (верхнее и нижнее), между которыми расположен комплект тарельчатых пружин (компенсаторов) 11, который поджат сверху гайкой демпферного узла 12. Гайка выполнена с прорезью для размещения стопорного штифта 13 стопорного устройства.The shutter-shutter 2, located in the housing, can be made, for example, in the form of a self-aligning wedge shutter. In the upper part of the gate valve there is a running unit, including a ball screw transmission, which consists of a lead screw 7 and a nut 6 with treadmills for balls, integrated balls and a mechanism for their return. The integration of the ballscrew into the gate valve assembly is as follows. The ball screw 6 is connected to the spindle bush 5 of the valve. The ball screw 7, on the one hand, is connected to the valve stem 4. On the other hand, in its upper part, the ball screw is connected to the damper assembly, namely, to the supporting element of the damper assembly. The supporting element of the damper assembly is made in the form of a sleeve 10 with a metric thread mounted on a ball screw. Due to the presence of threads on the sleeve and the ball screw, it is possible to adjust the position of the damper assembly relative to the spindle sleeve 5, that is, adjust its position at the initial time. Support rings 15 (upper and lower) are installed on the sleeve, between which there is a set of Belleville springs (compensators) 11, which is pressed from above by the nut of the damper assembly 12. The nut is made with a slot to accommodate the locking pin 13 of the locking device.

В верхней части винта ШВП выполнено отверстие, через которое, а также через прорезь в гайке демпферного узла заведен стопорный штифт 13. Стопорный штифт снабжен отверстиями, в которых, для ограничения его перемещения в отверстии винта ШВП, размещены стопорные шплинты 14. Тем самым обеспечивается функция стопорения демпферного узла на винте ШВП.A hole is made in the upper part of the ball screw, through which, as well as through a slot in the nut of the damper assembly, a locking pin 13. A locking pin is provided with holes in which, to limit its movement, the locking pins are placed in the screw hole of the ball screw 14. This ensures the function locking the damper assembly on the ball screw.

За счет применения в качестве винтовой передачи задвижки ШВП встроенной в ходовой узел, как описано выше, становится возможным существенно повысить КПД винтовой передачи в результате снижения потерь на трение, тем самым обеспечить высокую нагрузочную способность при малых габаритах. Встраивание ШВП в задвижку описанным образом обеспечивает повышение быстродействия задвижки, а также размерное поступательное перемещение запорного органа с высокой точностью.Due to the use of a ball screw as a screw gear built into the running unit, as described above, it becomes possible to significantly increase the efficiency of the screw gear by reducing friction losses, thereby ensuring high load capacity with small dimensions. The integration of the ballscrew into the valve in the described manner provides an increase in the speed of the valve, as well as dimensional translational movement of the locking element with high accuracy.

Заявляемая задвижка работает следующим образом.The inventive valve operates as follows.

Задвижка готова к эксплуатации после ее монтажа в трубопровод и гидравлических испытаний.The valve is ready for operation after its installation in the pipeline and hydraulic tests.

Включают электропривод или вручную приводят во вращение маховик, в результате чего вращение передают на втулку шпинделя, жестко соединенную с гайкой ШВП. Затем крутящий момент через шарики ШВП передается на винт ШВП, соединенный со штоком задвижки, который, в свою очередь, соединен с запорным органом. На винте ШВП установлен ползун 8, который опирается на направляющие поверхности бугеля при открытии и закрытии задвижки и исключает передачу крутящего момента на шток и соответственно на затвор. Таким образом, передается усилие от управляющего механизма на затвор, и затвор приводят в движение.The electric drive is turned on or the flywheel is manually rotated, as a result of which the rotation is transmitted to the spindle bushing rigidly connected to the ball screw nut. Then, the torque is transmitted through the ballscrews to the ballscrew screw connected to the valve stem, which, in turn, is connected to the locking element. Slider 8 is installed on the ball screw, which rests on the guide surfaces of the yoke when opening and closing the valve and eliminates the transmission of torque to the rod and, accordingly, to the valve. Thus, the force is transmitted from the control mechanism to the shutter, and the shutter is set in motion.

При закрытии затвора на уплотнительные поверхности действует суммарное усилие, состоящее из усилия необходимого для перемещения затвора (усилие от приводного механизма или маховика) и усилия, создаваемого массой подвижных деталей затвора.When closing the shutter, the total force, consisting of the force necessary to move the shutter (the force from the drive mechanism or the flywheel) and the force created by the mass of the moving parts of the shutter, acts on the sealing surfaces.

Суммарное усилие передается от винта ШВП через втулку демпферного узла на нижнее опорное кольцо демпферного узла. За счет сжатия тарельчатых пружин (компенсаторов) при контакте нижнего опорного кольца с втулкой шпинделя происходит погашение сил инерции, возникающих от подвижных деталей задвижки. Величина сжатия тарельчатых пружин регулируется за счет выбираемого зазора между нижним опорным кольцом демпферного узла и втулкой шпинделя.The total force is transmitted from the ball screw through the sleeve of the damper assembly to the lower support ring of the damper assembly. Due to the compression of the Belleville springs (compensators) at the contact of the lower support ring with the spindle bushing, the inertia forces arising from the moving parts of the valve are extinguished. The amount of compression of the disk springs is controlled by a selectable gap between the lower support ring of the damper assembly and the spindle bushing.

Claims

1. The valve, comprising a housing with a locking body installed therein, mounted for translational movement by means of a drive mechanism or a flywheel through a running assembly located in the yoke, comprising a spindle bushing, a ball screw transmission, a stem and a slider, characterized in that the valve is provided with a damper a node that provides a reduction in the shock load on the shut-off element, while the ball screw transmission (ball screw) includes a ball screw connected to the spindle bushing and a ball screw connected on one side to the stem engines and damper unit - on the other hand.

2. The valve according to claim 1, characterized in that the damper assembly includes a support element made in the form of a sleeve mounted on a ball screw, on which a set of Belleville springs (compensators) with support rings and nuts are installed in series, with a force set on the sleeve.

3. The valve according to claim 1, characterized in that the damper assembly is equipped with a locking device including a locking pin with locking pins located in its through holes.