RU170205U1

RU170205U1 - Sector end lock

Info

Publication number: RU170205U1
Application number: RU2016134511U
Authority: RU
Inventors: Андрей Николаевич Аркадьев; Андрей Станиславович Прокопцев; Марина Сергеевна Юшкова; Юрий Евгеньевич Гузенко
Original assignee: Акционерное общество "Трубодеталь" (АО "Трубодеталь")
Priority date: 2016-08-23
Filing date: 2016-08-23
Publication date: 2017-04-18

Abstract

Полезная модель относится к затворам для трубопроводов, сосудов и аппаратов, работающих под давлением, и может быть использована в различных отраслях промышленности. Затвор концевой секторный содержит корпус и крышку с уплотняющими поверхностями, уплотняющий элемент для герметизации затвора, секторы, установленные на крышке с возможностью возвратно-поступательного перемещения и взаимодействующие посредством периферийных кромок с кольцевой проточкой, выполненной на внутренней поверхности корпуса. Поверхность кольцевой проточки и наружные поверхности периферийных кромок секторов выполнены в форме клиновых конгруэнтных поверхностей, что обеспечивает перемещение крышки при размещении периферийных кромок сектора в проточке. Крышка закреплена на поворотном устройстве, которое оснащено механизмом настройки положения крышки по высоте относительно корпуса. Затвор снабжен защитным устройством, расположенным в полости крышки. В геометрическом центре крышки закреплен кулачковый самоцентрирующийся механизм, кулачки которого соединены с секторами. Участок уплотняющей поверхности корпуса, соприкасающийся с уплотняющим элементом, и проточка на поверхности крышки могут быть выполнены с антикоррозионным и износостойким покрытием. Элементы затвора и орган управления могут быть размещены в защитном кожухе. Технический результат заключается в повышении надежности и безопасности затвора при эксплуатации. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.The utility model relates to valves for pipelines, vessels and apparatuses operating under pressure, and can be used in various industries. The sector end shutter comprises a housing and a cover with sealing surfaces, a sealing element for sealing the shutter, sectors mounted on the cover with the possibility of reciprocating movement and interacting with peripheral edges with an annular groove made on the inner surface of the housing. The surface of the annular groove and the outer surface of the peripheral edges of the sectors are made in the form of wedge congruent surfaces, which provides movement of the lid when placing the peripheral edges of the sector in the groove. The cover is mounted on a rotary device, which is equipped with a mechanism for adjusting the position of the cover in height relative to the housing. The shutter is equipped with a protective device located in the lid cavity. In the geometric center of the lid, a cam self-centering mechanism is fixed, the cams of which are connected to the sectors. The area of the sealing surface of the housing in contact with the sealing element, and the groove on the surface of the lid can be made with an anti-corrosion and wear-resistant coating. Shutter elements and controls can be placed in a protective casing. The technical result is to increase the reliability and safety of the shutter during operation. 4 s.p. f-ly, 4 ill.

Description

Полезная модель относится к затворам для трубопроводов, сосудов и аппаратов, работающих под давлением, и может быть использована в различных отраслях промышленности, в частности в химической и нефтегазовой для обеспечения доступа во внутренние полости указанных объектов без нарушения их целостности при проведении обслуживания, диагностики и ремонта.The utility model relates to valves for pipelines, vessels and apparatuses operating under pressure, and can be used in various industries, in particular in the chemical and oil and gas sectors, to provide access to the internal cavities of these objects without violating their integrity during maintenance, diagnostics and repair .

Известен быстродействующий затвора (патент РФ №2295081, F16J 13/16, опубл. 10.03.2007), состоящий из корпуса, крышки с механизмом поворота, элементов стопорения крышки, выполненных в виде секторов, входящих в круговую расточку корпуса при перемещении в радиальном направлении, и герметизирующей прокладки. Привод секторов в указанной конструкции осуществляется посредством передачи «винт-гайка» и затем от гайки к секторам - клиновой передачей.Known fast shutter (RF patent No. 2295081, F16J 13/16, publ. 10.03.2007), consisting of a housing, a cover with a rotation mechanism, locking elements of the cover, made in the form of sectors included in a circular bore of the housing when moving in the radial direction, and sealing gaskets. The sectors are driven in this design by means of a screw-to-nut transmission and then from the nut to the sectors by a wedge transmission.

Недостатками данной конструкции являются низкая надежность механизма привода ввиду конструктивной сложности, недостаточный уровень безопасности затвора, сложность в эксплуатации и ремонтопригодности.The disadvantages of this design are the low reliability of the drive mechanism due to structural complexity, the lack of safety of the shutter, the difficulty in operation and maintainability.

Наиболее близким решением, выбранным в качестве прототипа, является затвор концевой секторный (патент РФ №151878, F16J 13/16, опубл. 20.04.2015), который содержит корпус и крышку с уплотняющими поверхностями, уплотняющие элементы для герметизации затвора, секторы, установленные на крышке с возможностью возвратно-поступательного перемещения, установленное на корпусе затвора поворотное устройство, на котором закреплена крышка, кулачковый самоцентрирующийся механизм.The closest solution selected as a prototype is a sector end lock (RF patent No. 151878, F16J 13/16, publ. 04/20/2015), which contains a housing and a cover with sealing surfaces, sealing elements for sealing the shutter, sectors mounted on a cover with the possibility of reciprocating movement, a rotary device mounted on the shutter body, on which the cover is fixed, a cam self-centering mechanism.

Указанная конструкция затвора не обеспечивает требуемой степени надежности и безопасности. В процессе эксплуатации затвора возможно смещение осей крышки и корпуса, что может привести к затруднениям при закрывании затвора и вероятности возникновения аварийных ситуаций. Беспрепятственный доступ к органу управления затвора и его механизмам может также приводить к аварийным ситуациям и нарушению требований безопасности. Кроме того, в конструкции не учтены особенности характеристик различных транспортируемых сред, снижающих срок службы, что при длительной эксплуатации затвора приводит к потере герметичности.The specified shutter design does not provide the required degree of reliability and safety. During operation of the shutter, the axes of the lid and the housing may shift, which can lead to difficulties in closing the shutter and the likelihood of emergency situations. Unobstructed access to the shutter control and its mechanisms can also lead to emergency situations and a violation of safety requirements. In addition, the design did not take into account the characteristics of the characteristics of various transported media that reduce the service life, which during prolonged operation of the shutter leads to a loss of tightness.

Техническая проблема, решаемая полезной моделью, заключается в расширении арсенала средств, обеспечивающих долговечность, удобство в работе, ремонтопригодность затвора концевого секторного при эксплуатации.The technical problem solved by the utility model is to expand the arsenal of tools that ensure durability, ease of use, maintainability of the end sector shutter during operation.

Технический результат состоит в повышении надежности и безопасности затвора при эксплуатации.The technical result consists in increasing the reliability and safety of the shutter during operation.

Указанный результат достигается за счет того, что в затворе концевом секторном, содержащем корпус и крышку с уплотняющими поверхностями, уплотняющий элемент для герметизации затвора, размещенный в проточке крышки, секторы, установленные на крышке с возможностью возвратно-поступательного перемещения и взаимодействующие посредством периферийных кромок с кольцевой проточкой, выполненной на внутренней поверхности корпуса, при этом поверхность кольцевой проточки и наружные поверхности периферийных кромок секторов выполнены в форме клиновых конгруэнтных поверхностей, установленное на корпусе затвора поворотное устройство, на котором закреплена крышка, кулачковый самоцентрирующийся механизм, закрепленный в геометрическом центре крышки, кулачки которого соединены с секторами, и орган управления, согласно полезной модели, затвор снабжен защитным устройством, крышка выполнена с полостью, в которой расположено защитное устройство, поворотное устройство оснащено механизмом настройки положения крышки по высоте относительно корпуса, при этом кольцевая проточка на внутренней поверхности корпуса выполнена с обеспечением перемещения крышки при размещении периферийных кромок сектора в проточке. Кроме того, защитное устройство выполнено в виде поршня, уплотнителя и пружины, участок уплотняющей поверхности корпуса, соприкасающийся с уплотняющим элементом, и проточка на поверхности крышки выполнены с антикоррозионным и износостойким покрытием, кольцевая проточка корпуса выполнена со сквозными отверстиями, при этом элементы затвора и орган управления размещены в защитном кожухе.This result is achieved due to the fact that in the end-end valve, comprising a housing and a cover with sealing surfaces, a sealing element for sealing the valve located in the groove of the cover, sectors mounted on the cover with the possibility of reciprocating movement and interacting with peripheral edges with an annular a groove made on the inner surface of the housing, while the surface of the annular groove and the outer surfaces of the peripheral edges of the sectors are made in the form of a wedge new congruent surfaces, a rotary device mounted on the shutter body, on which the lid is fixed, a cam self-centering mechanism fixed in the geometric center of the lid, the cams of which are connected to sectors, and the control body, according to a utility model, the shutter is equipped with a protective device, the lid is made with a cavity, in which the protective device is located, the rotary device is equipped with a mechanism for adjusting the position of the cover in height relative to the housing, with an annular groove on the inside the lower surface of the housing is made with the movement of the cover when placing the peripheral edges of the sector in the groove. In addition, the protective device is made in the form of a piston, a seal and a spring, a portion of the sealing surface of the housing in contact with the sealing element, and a groove on the surface of the cover are made with a corrosion-resistant and wear-resistant coating, the annular groove of the housing is made with through holes, while the shutter elements and the organ controls are placed in a protective casing.

Для обеспечения многоразового открытия и закрытия затвора без заклинивания поворотное устройство оснащено механизмом настройки положения крышки относительно корпуса по высоте, обеспечивая надежную и безопасную работу.To ensure multiple opening and closing of the shutter without jamming, the rotary device is equipped with a mechanism for adjusting the position of the cover relative to the housing in height, ensuring reliable and safe operation.

Затвор снабжен защитным устройством, расположенным в выполненной в крышке полости, который при наличии давления в трубопроводе блокирует движение секторов, не позволяя непреднамеренно открыть крышку при воздействии на нее внутренним избыточным давлением. Защитное устройство может быть выполнено, например в виде поршня уплотнителя и пружины.The shutter is equipped with a protective device located in the cavity made in the cap, which, in the presence of pressure in the pipeline, blocks the movement of sectors, preventing the cap from being inadvertently opened when exposed to internal overpressure. The protective device can be made, for example, in the form of a piston of a seal and a spring.

Кольцевая проточка на внутренней поверхности корпуса выполнена необходимой глубины и под определенным углом для обеспечения перемещения крышки относительно уплотняющей поверхности корпуса при размещении периферийных кромок сектора в проточке до полного открытия крышки и стравливания остаточного давления, что предотвращает непреднамеренное открытие крышки под действием внутреннего избыточного давления и обеспечивает надежность и безопасность затвора.The annular groove on the inner surface of the housing is made of the required depth and at a certain angle to ensure movement of the cover relative to the sealing surface of the housing when the peripheral edges of the sector are placed in the groove until the cover is completely open and the residual pressure is vented, which prevents the cover from being unintentionally opened due to internal overpressure and ensures reliability and shutter safety.

Уплотняющие поверхности корпуса и крышки в местах соприкосновения с уплотняющим элементом могут быть выполнены с антикоррозионным и износостойким покрытием, снижающим вероятность закисания уплотняющего элемента и повышающим срок службы и надежность работы затвора.The sealing surfaces of the housing and the cover in contact with the sealing element can be made with an anti-corrosion and wear-resistant coating, which reduces the likelihood of acidification of the sealing element and increases the service life and reliability of the shutter.

В условиях работ, связанных с использованием затвора в нефтяной и химической промышленности, в кольцевой проточке корпуса затвора могут быть выполнены сквозные отверстия для стравливания остатков продукта, скопившихся после прохождении средств очистки и диагностики. При закрытии затвора излишки продукта выдавливаются в отверстия, обеспечивая полный заход кромок секторов в кольцевую проточку на корпусе и полное прижатие уплотняющих поверхностей. При проведении ремонтных работ (только в отсутствие давления в системе) в случае закисания периферийных кромок секторов в кольцевой проточке корпуса через отверстия возможно произвести аварийное сведение секторов.In the conditions of work associated with the use of the shutter in the oil and chemical industries, through holes can be made in the annular groove of the shutter body to bleed off product residues that have accumulated after passing through cleaning and diagnostic tools. When the shutter is closed, excess product is squeezed out into the holes, providing a complete entry of the edges of the sectors into the annular groove on the housing and full pressing of the sealing surfaces. When carrying out repair work (only in the absence of pressure in the system) in the case of souring of the peripheral edges of the sectors in the annular groove of the housing through the holes, it is possible to make emergency reduction of sectors.

Орган управления самоцентрирующимся механизмом расположен вне зоны открытия крышки затвора, обеспечивая безопасность работы оператора в момент возможного самопроизвольного открытия крышки под действием внутреннего давления. Размещение элементов затвора и органа управления в защитном кожухе, оснащенном запорным механизмом, позволяет исключить возможность несанкционированного доступа к ним, а также защитить от влияния неблагоприятных внешних факторовThe control body of the self-centering mechanism is located outside the opening zone of the shutter cover, ensuring the safety of the operator at the time of possible spontaneous opening of the cover under the influence of internal pressure. Placing the shutter and control elements in a protective casing equipped with a locking mechanism eliminates the possibility of unauthorized access to them, and also protects them from the influence of adverse external factors

Полезная модель иллюстрируется рисунками, где на фиг. 1 схематично показан общий вид затвора в разрезе, на фиг. 2 показан вид А на фиг. 1, на фиг. 3 показан вид Б на фиг. 1 и на фиг. 4 показан вид В на фиг. 1.The utility model is illustrated by drawings, where in FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the shutter; FIG. 2 shows a view A in FIG. 1, in FIG. 3 shows a view B in FIG. 1 and in FIG. 4 shows a view B in FIG. one.

Затвор содержит корпус 1, выполненный с кольцевой проточкой 2, крышку 3, сектора 4, проточку 5 в крышке, уплотняющий элемент 6, кулачковый самоцентрирующийся механизм 7, орган управления 8 самоцентрирующимся механизмом, поворотное устройство 9, механизм настройки положения крышки по высоте 10, полость 11 в крышке, защитное устройство 12. Защитное устройство может быть выполнено, например, в виде поршня 13, уплотнителя 14 и пружины 15, в кольцевой проточке 2 могут быть выполнены сквозные отверстия 16, затвор может быть снабжен защитным кожухом 17.The shutter comprises a housing 1 made with an annular groove 2, a cover 3, sectors 4, a groove 5 in the cover, a sealing element 6, a cam self-centering mechanism 7, a control 8 of a self-centering mechanism, a rotary device 9, a mechanism for adjusting the position of the cover in height 10, cavity 11 in the cover, the protective device 12. The protective device can be, for example, in the form of a piston 13, a seal 14 and a spring 15, through holes 16 can be made in the annular groove 2, the shutter can be equipped with a protective casing 17.

Корпус 1 выполнен с кольцевой проточкой 2, затвор снабжен крышкой 3, прижимаемой к корпусу 1 посредством секторов 4. Герметичность соединения крышки 3 с корпусом 1 обеспечивается расположенным в выполненной в крышке проточке 5 уплотняющим элементом 6. Привод секторов осуществляется кулачковым самоцентрирующимся механизмом 7, жестко закрепленным в геометрическом центре крышки 3. Орган управления 8 самоцентрирующимся механизмом расположен вне зоны движения крышки, открытие которой осуществляется поворотным устройством 9, закрепленным на корпусе 1. Поворотное устройство 9 оснащено механизмом настройки положения крышки по высоте 10. Для исключения сведения секторов 4 при наличии давления в рабочей полости затвора в крышке 3 выполнена полость 11, в которой расположено защитное устройство 12, выполненное, в частности, в виде поршня 13, уплотнителя 14 и пружины 15. В кольцевой проточке 2 могут быть выполнены сквозные отверстия 16 для обеспечения удаления остатков среды из проточки при повторном закрытии затвора и для аварийного сведения секторов 4 в случае их закисания в проточке. Для исключения несанкционированного доступа к элементам затвора и органу управления предусмотрен защитный кожух 17.The housing 1 is made with an annular groove 2, the shutter is provided with a cover 3 pressed against the housing 1 by means of sectors 4. The tightness of the connection of the cover 3 with the housing 1 is ensured by a sealing element 6 located in the groove 5 made in the cover. The sectors are driven by a self-centering cam mechanism 7, rigidly fixed in the geometric center of the cover 3. The control 8 of the self-centering mechanism is located outside the movement zone of the cover, the opening of which is carried out by a rotary device 9, mounted on a mustache 1. The rotary device 9 is equipped with a mechanism for adjusting the position of the cover in height 10. To exclude information from sectors 4, in the presence of pressure in the working cavity of the shutter, a cavity 11 is provided in the cover 3, in which the protective device 12 is located, made in particular in the form of a piston 13 , a seal 14 and a spring 15. In the annular groove 2, through holes 16 can be made to ensure that residual media are removed from the groove when the shutter is re-closed and for emergency information of sectors 4 if they become acid in the groove. To prevent unauthorized access to the shutter elements and the control body, a protective cover 17 is provided.

Затвор работает следующим образом. Крышка 3 посредством поворотного устройства 9 перекрывает полость корпуса 1. Затем при помощи кулачкового самоцентрирующегося механизма 7 осуществляется перевод периферийных кромок секторов 4 в зацепление с кольцевой проточкой 2 корпуса 1. При этом выполнение кольцевой проточки 2 необходимой глубиной и под определенным углом обеспечивает перемещение крышки 3 относительно уплотняющей поверхности корпуса и плотное прижатие крышки к корпусу, происходит сдавливание уплотняющего элемента 6 и обеспечение герметичности. Под действием давления среды внутри затвора поршень 13 защитного устройства входит в отверстие в секторе, фиксируя его в закрытом положении, после стравливания давления пружина 15 возвращает поршень в исходное положение, освобождая сектор. Выполнение участка уплотняющей поверхности корпуса, соприкасающегося с уплотняющим элементом 6, и проточки 5 на поверхности крышки с антикоррозионным и износостойким покрытием снижает агрессивное воздействие рабочей среды и повышает надежность работы затвора. При открытии затвора остатки рабочей среды, попадая в кольцевую проточку 2, скапливаются в ней, их удаление облегчается за счет сквозных отверстий 16, которые могут быть выполнены в кольцевой проточке. При этом осуществляется беспрепятственное перемещение секторов 4 в кольцевой проточке и повышается надежность работы затвора. Использование защитного кожуха 17, выполненного с запорным механизмом, предотвращает несанкционированный доступ к элементам затвора и органу управления 8, а также защищает их от воздействия неблагоприятных внешних факторов, например погодных условий.The shutter operates as follows. The cover 3 by means of a rotary device 9 overlaps the cavity of the housing 1. Then, using the cam self-centering mechanism 7, the peripheral edges of the sectors 4 are brought into engagement with the annular groove 2 of the housing 1. At the same time, the execution of the annular groove 2 with the necessary depth and at a certain angle ensures the movement of the cover 3 relative to the sealing surface of the housing and tightly pressing the cover against the housing, there is a compression of the sealing element 6 and ensuring tightness. Under the action of the pressure of the medium inside the shutter, the piston 13 of the protective device enters the hole in the sector, fixing it in the closed position, after bleeding off the pressure, the spring 15 returns the piston to its original position, freeing the sector. The implementation of the plot of the sealing surface of the housing in contact with the sealing element 6, and the groove 5 on the surface of the cover with an anti-corrosion and wear-resistant coating reduces the aggressive effect of the working environment and increases the reliability of the shutter. When the shutter is opened, the remains of the working medium, falling into the annular groove 2, accumulate in it, their removal is facilitated by through holes 16, which can be made in the annular groove. In this case, the free movement of sectors 4 in the annular groove is carried out and the reliability of the shutter increases. The use of a protective casing 17, made with a locking mechanism, prevents unauthorized access to the shutter elements and control 8, and also protects them from the effects of adverse external factors, such as weather conditions.

Затвор концевой секторный был опробован при проведении испытаний на трубопроводе номинальным диаметром 500 мм при рабочем давлении внутренней среды 11,8 МПа. В процессе испытания течи и образования капель не наблюдалось, все элементы затвора работали в штатном режиме, отказа оборудования не происходило. После сброса давления защитное устройство разблокировало движение секторов на открытие. При разгерметизации и открытии затвора перемещение крышки не создавало травмоопасной ситуации дл оператора.The sector end valve was tested during testing on a pipeline with a nominal diameter of 500 mm at a working pressure of the internal medium of 11.8 MPa. During the test, leakage and droplet formation were not observed, all shutter elements worked as usual, equipment failure did not occur. After depressurization, the safety device unlocked the movement of the sectors to open. When depressurizing and opening the shutter, moving the lid did not create a traumatic situation for the operator.

Использование предлагаемого затвора позволяет повысить надежность затвора и обеспечить высокий уровень безопасности при эксплуатации. Конструктивное выполнение затвора также обеспечивает долговечность, ремонтопригодность и удобство при эксплуатации затвора.Using the proposed shutter improves the reliability of the shutter and ensures a high level of safety during operation. The design of the shutter also provides durability, maintainability and ease of operation of the shutter.

Claims

1. The sector end valve, comprising a housing and a cover with sealing surfaces, a sealing element for sealing the shutter located in the groove of the cover, sectors mounted on the cover with the possibility of reciprocating movement and interacting through peripheral edges with an annular groove made on the inner surface of the housing the surface of the annular groove and the outer surfaces of the peripheral edges of the sectors are made in the form of wedge congruent surfaces mounted on the shutter housing, a rotary device on which the cover is fixed, a cam self-centering mechanism fixed in the geometric center of the cover, the cams of which are connected to sectors, and a control element, characterized in that the shutter is equipped with a protective device, the cover is made with a cavity in which the protective device is located, the rotary device is equipped with a mechanism for adjusting the position of the cover in height relative to the housing, while the annular groove on the inner surface of the housing is designed to ensure lid placement when placing the peripheral edges of the sector in the groove.

2. The shutter according to claim 1, characterized in that the protective device is made in the form of a piston, a seal and a spring.

3. The shutter according to claim 1, characterized in that the portion of the sealing surface of the housing in contact with the sealing element and the groove on the surface of the cover are made with an anti-corrosion and wear-resistant coating.

4. The shutter according to claim 1, characterized in that the annular groove of the housing is made with through holes.

5. The shutter according to claim 1, characterized in that the shutter elements and the control are placed in a protective casing.