RU2098609C1

RU2098609C1 - Cut-off plate

Info

Publication number: RU2098609C1
Application number: RU95114862A
Authority: RU
Inventors: Юрий Евгеньевич Ленкевич; Геннадий Григорьевич Мельников; Владимир Романович Радковский; Данило Васильевич Рымчук
Original assignee: Военизированная противофонтанная часть "Ликво"
Priority date: 1995-08-17
Filing date: 1995-08-17
Publication date: 1997-12-10

Abstract

FIELD: oil and gas production. SUBSTANCE: invention relates to hole drilling and may be used to cut off pipe passage. In the body of assembly, ball locking device is set up on saddles. Between saddles and body, a spring and seals are located. Drive is of lever-screw type and is placed on bearing plate. This plate is rigidly bound with lever and may rotate about axis of revolution of ball locking device and interact with ball locking member revolution limiters disposed on bearing plate. When screw transmission is involved, manufacture process is simplified. The two elements of screw-nut transmission are machined on multifunctional screw-cutting lathe with normal grade of accuracy. Bearing plate serves to provide correct interposition and correct interaction of drive constituents. Interaction of lever-screw drive support with revolution limiters enables accurately fixing on-off positions of ball locking device. Accuracy in on-position fixation is necessary to provide equal passage of cut-off plate and ensuring specified cut-off plate endurance by way of preventing erosion of edge of ball locking device caused by working medium. Accuracy in off-position fixation is necessary to prevent working medium from leakage. EFFECT: facilitated pipe passage cut- off. 5 dwg

Description

Изобретение относится к бурению и может быть использовано для перекрытия трубного канала. The invention relates to drilling and can be used to block the pipe channel.

Известны запирающие и регулирующие устройства с шаровыми запорными органами с различными типами приводов пневматическими, гидравлическими, электрическими /1/. Такие приводы требуют специальной системы управления, включающей источник энергии, распределительную и включающую аппаратуру, линии передачи сигнала, исполнительные органы, устройства для преобразования вида движения и т.п. Known locking and control devices with spherical locking bodies with various types of pneumatic, hydraulic, electric drives / 1 /. Such drives require a special control system, including an energy source, distribution and switching equipment, signal transmission lines, executive bodies, devices for converting the type of movement, etc.

Такая система управления целесообразна в условиях производства, где сосредоточено большое количество запирающих устройств, управляемых из одного центра. В полевых условиях, на промыслах, где расстояние между отдельными скважинами может достигать значительных величин, такие типы приводов становятся экономически и технически неприемлимыми. Such a control system is appropriate in a production environment where a large number of locking devices are concentrated, controlled from one center. In the field, in fields where the distance between individual wells can reach significant values, these types of drives become economically and technically unacceptable.

Наиболее близкой к предлагаемому решению является задвижка /2/, содержащая корпус, в котором размещен шаровой запорный орган на седлах, пружина предварительного поджатия седел, установленная между седлами и корпусом, система уплотнений и привод (прототип). Closest to the proposed solution is a valve / 2 / containing a housing in which a ball locking element is located on the saddles, a spring preload of the seats installed between the saddles and the housing, a sealing system and a drive (prototype).

В приводе прототипа источником энергии является усилие руки оператора, а передача винтовая или червячная. Применение винтовой или червячной передачи требует использования специальных материалов, т.к. в местах контакта передач развиваются высокие удельные давления. Изготовление таких приводов требует высокой точности, что вызывает потребность в специальном оборудовании (допуск межцентрового расстояния таких передач порядка 0,01.0,02 мм); изготовление таких передач достаточно трудоемко, т.к. требуются корпусные детали, уплотнения, наличие масляных ванн или смазочных устройств. In the prototype drive, the energy source is the effort of the operator’s hand, and the transmission is helical or worm. The use of a screw or worm gear requires the use of special materials, as at the contact points of the gears, high specific pressures develop. The manufacture of such drives requires high precision, which causes the need for special equipment (the tolerance of the center-to-center distance of such gears is about 0.01.0.02 mm); the manufacture of such transmissions is rather laborious since body parts, seals, oil baths or lubrication devices are required.

Цель изобретения усовершенствование задвижки, в которой за счет выполнения привода рычажно-винтовым и его размещения на несущей плите исключается возможность возникновения высоких удельных давлений в местах контакта передач, и за счет этого обеспечивается упрощение конструкции и снижение трудоемкости изготовления устройства. The purpose of the invention is the improvement of the valve, in which due to the execution of the lever-screw drive and its placement on the carrier plate, the possibility of high specific pressures at the contact points of the gears is eliminated, and this simplifies the design and reduces the complexity of manufacturing the device.

Поставленная цель достигается тем, что в задвижке, содержащей корпус, в котором размещен на седлах шаровой запорный орган, пружину предварительного поджатия седел, установленную между седлами и корпусом, систему уплотнения и привод, новым является то, что привод выполнен рычажно-винтовым и снабжен несущей плитой, на которой размещен рычажно-винтовой привод, рычаг рычажно-винтового привода снабжен его опорой относительно несущей плиты, опора жестко соединена с рычагом и установлена с возможностью вращения относительно оси поворота шарового запорного органа и с возможностью взаимодействия с ограничителями поворота шарового запорного органа, которыми снабжен рычажно-винтовой привод и которые размещены на несущей плите. This goal is achieved by the fact that in the valve containing the housing in which the ball locking element is located on the seats, the seat preload spring installed between the seats and the housing, the sealing system and the actuator, new is that the actuator is lever-screw and provided with a carrier the plate on which the lever-screw drive is placed, the lever-screw drive lever is provided with its support relative to the supporting plate, the support is rigidly connected to the lever and mounted to rotate relative to the axis of rotation of the balls th locking body and with the possibility of interaction with the rotation limiters of the ball locking body, which is equipped with a lever-screw drive and which are placed on the carrier plate.

Привод устройства выполнен рычажно-винтовым. The drive of the device is lever-screw.

В передаче винт-гайка поверхность контакта ведущего с ведомым звеном намного больше, чем в передаче червяк-червячное колесо, т.к. число витков гайки может достигать 10, а угол контакта равен 360^o, в то время как число одновременно находящихся в зацеплении зубьев червячного колеса в передаче с наиболее употребительным (прямолинейным) архимедовым червяком порядка 3, а угол контакта близок к 90^o. Поэтому при прочих равных условиях в местах контакта винтовой передачи возникают меньшие удельные давления, чем в червячной передаче, что позволяет применять материалы с более низкими характеристиками.In the screw-nut transmission, the contact surface of the master with the driven link is much larger than in the transmission of the worm-worm wheel, because the number of turns of the nut can reach 10, and the contact angle is 360 ^o , while the number of simultaneously engaged teeth of the worm wheel in gear with the most common (straight) Archimedean worm is about 3, and the contact angle is close to 90 ^o . Therefore, ceteris paribus, in the places of contact of the helical gear, lower specific pressures arise than in the worm gear, which allows the use of materials with lower characteristics.

При применении винтовой передачи вместо червячной отпадает необходимость в применении корпуса, для изготовления которого требуется расточной станок, дающий возможность с высокой точностью выдержать межцентровое расстояние; не требуется зубообрабатывающее оборудование. Оба элемента передачи винт-гайка выполняются на универсальном токарно-винторезном станке нормальной точности. Несущая плита служит для обеспечения правильного взаимного расположения и правильного взаимодействия составных частей привода. When using a helical gear instead of a worm gear, there is no need to use a housing for the manufacture of which a boring machine is required, which makes it possible to withstand the center-to-center distance with high accuracy; no gearing equipment required. Both screw-nut transmission elements are carried out on a universal precision screw-cutting lathe. The base plate serves to ensure the correct relative position and proper interaction of the drive components.

Взаимодействие опоры рычажно-винтового привода с ограничителями поворота позволяет точно фиксировать положения "открыто" и "закрыто" шарового запорного органа. Точность фиксации в положении "открыто" необходима для обеспечения равнопроходимости задвижки и обеспечения заданного ресурса работы задвижки путем предохранения от размыва шарового запорного органа рабочей средой. Точность фиксации в положении "закрыто" необходима для предотвращения пропусков рабочей среды. The interaction of the support of the lever-screw drive with rotation limiters allows you to accurately fix the position of the "open" and "closed" ball locking element. The accuracy of fixation in the "open" position is necessary to ensure the valve’s uniform passability and to provide the specified valve service life by protecting the working medium from erosion of the ball locking element. The accuracy of locking in the closed position is necessary to prevent gaps in the working environment.

На фиг. 1 показан общий вид задвижки; на фиг. 2 вид по стрелке А фиг. 1; на фиг. 3 разрез Б-Б фиг. 2; на фиг. 4 разрез В-В фиг. 2; на фиг. 5 -разрез Г-Г фиг. 2. In FIG. 1 shows a general view of a valve; in FIG. 2 is a view along arrow A of FIG. one; in FIG. 3 section BB of FIG. 2; in FIG. 4 a section BB of FIG. 2; in FIG. 5 is a section GD of FIG. 2.

Задвижка состоит из корпуса 1, образованного двумя соединенными на резьбе и зафиксированными электросваркой полукорпусами; в корпусе 1 размещен шаровой запорный орган 2, по обе стороны которого размещены седла 3. Седла 3 снабжены бронзовыми вставками 4. Шаровой орган 2 и седла 3 прижаты друг к другу тарельчатой пружиной 5. The valve consists of a housing 1 formed by two half-bodies connected on a thread and fixed by electric welding; in the housing 1 there is a ball locking element 2, on both sides of which are seats 3. The seats 3 are provided with bronze inserts 4. The ball element 2 and the seats 3 are pressed against each other by a Belleville spring 5.

В корпусе 1 выполнены равные по диаметру и расположенные соосно друг с другом каналы D и E. Аналогичные каналы выполнены в шаровом запорном органе 2 и седлах 3. In the housing 1, channels D and E are made equal in diameter and arranged coaxially with each other. Similar channels are made in a ball locking element 2 and saddles 3.

В пазу корпуса 1 размещена несущая плита 6, жестко соединенная с втулкой 7. В отверстии втулки 7 расположен шпиндель 8, кинематически связанный одним концом с шаровым запорным органом 2, другой конец шпинделя 8 выполнен в виде квадрата, посредством которого шпиндель 8 связан с рычагом 9. На наружной поверхности втулки 7 расположена с возможностью вращения опора 10 рычага 9. Между рычагом 9 и опорой 10 размещена на цапфах с возможностью вращения гайка 11. Рычаг 9, гайка 11 и винт 13 составляют рычажно-винтовой привод задвижки. A carrier plate 6 is placed in the groove of the housing 1, rigidly connected to the sleeve 7. In the hole of the sleeve 7 is a spindle 8, kinematically connected at one end to a ball locking member 2, the other end of the spindle 8 is made in the form of a square, through which the spindle 8 is connected to the lever 9 On the outer surface of the sleeve 7, the support 10 of the lever 9 is rotatably rotated. Between the lever 9 and the support 10, the nut 11 is rotatably mounted on the trunnions. The lever 9, the nut 11 and the screw 13 make up the lever-screw drive of the valve.

На несущей плите 6 размещена с возможностью вращения опора 12 винта 13, кинематически связанного с гайкой 11. На конце винта 13 жестко закреплен маховик 14. На несущей плите 6 расположены с возможностью взаимодействия с опорой 10 рычага 9 два ограничителя поворота 15. A support 12 of a screw 13 kinematically connected with a nut 11 is rotatably mounted on a supporting plate 6, and a flywheel 14 is fixed at the end of the screw 13. Two rotation limiters 15 are arranged to interact with the support 10 of the lever 9 on the supporting plate 6.

Соосно со шпинделем 8 в корпусе 1 размещена масленка, состоящая из корпуса 16 масленки с наружной резьбой, шарика 1, прижатого к седлу корпуса 16 пружиной 18, и регулировочного винта 19 с центральным каналом. Coaxial with spindle 8 in the housing 1 is an oiler, consisting of an oiler body 16 with an external thread, a ball 1 pressed against the housing seat 16 by a spring 18, and an adjusting screw 19 with a central channel.

Задвижка снабжена системой уплотнений 20, 23, 21, 22. The valve is equipped with a sealing system 20, 23, 21, 22.

Задвижка работает следующим образом. The valve operates as follows.

Рабочая среда подается в корпус 1 со стороны канала Д, проходит через отверстия в седлах 3 в шаровом запорном органе 2 и поступает в полость E, из которой поступает в трубопровод (не показан). The working medium is supplied to the housing 1 from the channel D side, passes through the holes in the seats 3 in the ball locking element 2 and enters the cavity E, from which it enters the pipeline (not shown).

При необходимости перекрыть поток рабочей среды вращают маховик 14. Вращение маховика 14 передается винту 13. Кинематически связанная с винтом 13, гайка 11 не может вращаться с винтом 13, т.к. ее цапфы расположены в отверстиях рычага 9 и опоры 10, поэтому она двигается вдоль оси винта 13. При этом цапфы гайки 11 заставляют вращаться рычаг 9 и опору 10 рычага 9 вокруг общей оси шпинделя 8 и втулки 7, т.к. рычаг 9 кинематически связан со шпинделем 8, вращение передается последнему. При этом опора 10 рычага 9 прокручивается вокруг втулки 7. Вместе с рычагом 9 и опорой 10 гайка 11 двигается по круговой траектории с центром, совпадающим с осью шпинделя 8. Кинематически связанный с гайкой 11 винт 13 при этом поворачивается вместе с опорой 12 относительно несущий плиты 6. If it is necessary to shut off the flow of the working medium, rotate the flywheel 14. The rotation of the flywheel 14 is transmitted to the screw 13. Kinematically connected with the screw 13, the nut 11 cannot rotate with the screw 13, because its pins are located in the holes of the lever 9 and the support 10, so it moves along the axis of the screw 13. The pins of the nut 11 cause the lever 9 and the support 10 of the lever 9 to rotate around the common axis of the spindle 8 and sleeve 7, because the lever 9 is kinematically connected with the spindle 8, the rotation is transmitted to the latter. In this case, the support 10 of the lever 9 scrolls around the sleeve 7. Together with the lever 9 and the support 10, the nut 11 moves along a circular path with a center coinciding with the axis of the spindle 8. The screw 13 kinematically connected with the nut 11 thus rotates relative to the supporting plate together with the support 12 6.

Шпиндель 8 передает вращение шаровому запорному органу 2; при этом канал, выполненный в шаровом запорном органе 2, поворачивается до тех пор, пока его ось не займет положение, перпендикулярное оси каналов Д и E. В этом положении механизма опора 10 рычага 9 касается соответствующего ограничителя поворота 15. The spindle 8 transmits rotation to the ball locking element 2; wherein the channel made in the ball locking element 2 is rotated until its axis occupies a position perpendicular to the axis of the channels D and E. In this position of the mechanism, the support 10 of the lever 9 touches the corresponding rotation limiter 15.

Тарельчатая пружина 5 сжимает седла 3 и шаровой запорный орган 2, обеспечивая предварительный контакт шарового запорного органа 2 и бронзовых вставок 4. Давление рабочей среды со стороны канала Д воздействует на шаровой запорный орган 2, также прижимая его к седлу 3, расположенному со стороны канала E; это воздействие герметизирует соединение шаровой запорный орган 2 бронзовая вставка 4. Перетоки рабочей среды из канала Д в канал E или в атмосферу другими путями предотвращаются системой уплотнений 20, 21, 22, 23. The Belleville spring 5 compresses the seats 3 and the ball locking element 2, providing preliminary contact of the ball locking element 2 and the bronze inserts 4. The pressure of the working medium from the channel D acts on the ball locking body 2, also pressing it to the seat 3 located on the channel E side ; this effect seals the connection ball locking element 2 bronze insert 4. The flow of the working medium from channel D to channel E or into the atmosphere in other ways is prevented by the sealing system 20, 21, 22, 23.

Для уменьшения момента трения при наведении шарового запорного органа 2 полость, образованная корпусом 1, шаровым запорным органом 2 и седлами 3 периодически наполняется консистентной смазкой через масленку. Для этого на наружную резьбу корпуса 16 масленки навинчивают наконечник шприца и подают смазку под давлением. Смазка отжимает шарик 17, сжимая пружину 18, и через центральный канал в регулировочном винте 19 поступает под шаровой запорный орган 2. Вытесняемые остатки предыдущей смазки и попавшая в полость рабочая среда при достижении определенного давления отжимает седло 3, расположенное со стороны полости Д, сжимая пружину 18, и вытесняются вновь поступающей смазкой в полость Д. To reduce the moment of friction when pointing the ball locking member 2, the cavity formed by the housing 1, the ball locking member 2 and the seats 3 is periodically filled with grease through the grease fitting. To do this, the syringe tip is screwed onto the external thread of the housing 16 of the oiler and lubricant is supplied under pressure. Lubrication squeezes the ball 17, compressing the spring 18, and through the central channel in the adjusting screw 19 enters under the ball locking element 2. The displaced remnants of the previous lubricant and the working medium that got into the cavity, when a certain pressure is reached, squeezes the seat 3 located on the side of the cavity D, compressing the spring 18, and are displaced by newly entering lubricant into the cavity D.

После прекращения подачи смазки пружина 18 прижимает шарик 17 к седлу корпуса 16, герметизируя масленку. After stopping the supply of lubricant, the spring 18 presses the ball 17 against the seat of the housing 16, sealing the grease fitting.

Claims

A valve comprising a housing in which a ball locking element is located on the seats, a seat pre-spring installed between the seats and the housing, a sealing system and an actuator, characterized in that the actuator is lever-screw and equipped with a lever, the housing is provided with a carrier plate on which a lever-screw drive is placed, the lever-screw drive lever is provided with its support relative to the supporting plate, the support is rigidly connected to the lever and mounted to rotate relative to the axis of rotation of the ball locking organ ana and with the possibility of interaction with the rotation limiters of the ball locking element, which is equipped with a lever-screw drive and which are placed on the supporting plate.