RU2545254C1

RU2545254C1 - Sliding shutter

Info

Publication number: RU2545254C1
Application number: RU2014115436/06A
Authority: RU
Inventors: Игорь Михайлович Каштанов
Original assignee: Игорь Михайлович Каштанов
Priority date: 2014-04-18
Filing date: 2014-04-18
Publication date: 2015-03-27

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: in shutter the outside thread bush engages with top section of the spindle when the separating screw enters the spline section of the spindle. The internal thread bush engages with bottom thread section of the spindle when the separating screw enters the spindle groove; on the casing cover via the sleeve with installed separating screw the bearing body with support bearings is secured, in the bearings the outside thread bush is installed. The shutter is equipped with the limiting screw installed transverse to the bottom thread section of the spindle and resting against the slider limiter during the shutter closing, with outside stroke limiter installed on the top thread section of the spindle and resting against end of the outside thread bush during the shutter closing, and with internal stroke limiter installed on the lower thread section of the spindle and resting against end of the slider during the shutter opening.

EFFECT: improved reliability of the drive design, easy control with simultaneous decreasing of weight and size, price of the shutter.

3 dwg

Description

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и может быть использовано при эксплуатации задвижек с ручным приводом, установленных на трубопроводах, транспортирующих различные среды под давлением.The invention relates to pipe fittings and can be used in the operation of valves with manual actuators installed on pipelines transporting various media under pressure.

Известна шиберная задвижка, содержащая корпус с седлами и входным и выходным патрубками, установленную на корпусе крышку, в центральном отверстии которой размещено сальниковое уплотнение шпинделя, соединенного с шибером, причем свободный конец шпинделя выполнен с резьбовым участком, на котором установлена резьбовая втулка, опертая в опорных подшипниках и жестко соединенная с маховиком (см. патент RU №2208731, кл. F16K 41/04, опубл. 20.07.2003).Known gate valve, comprising a housing with seats and inlet and outlet nozzles, a cover mounted on the housing, in the central opening of which there is a gland seal of the spindle connected to the gate, the free end of the spindle being made with a threaded section on which a threaded sleeve is mounted, supported in the bearings bearings and rigidly connected to the flywheel (see patent RU No. 2208731, class F16K 41/04, publ. July 20, 2003).

Однако привод данной конструкции создает большие осевые усилия вдоль шпинделя при открытии и закрытии задвижки, в результате чего сильно изнашивается резьбовая втулка, что уменьшает ее срок службы и надежность, а соответственно, и всей задвижки, а также увеличивается крутящий момент на маховике, что затрудняет процесс оперирования задвижкой.However, the drive of this design creates large axial forces along the spindle when opening and closing the valve, as a result of which the threaded sleeve is worn out, which reduces its service life and reliability, and, accordingly, of the entire valve, and also increases the torque on the flywheel, which complicates the process operating with a valve.

Известна шиберная задвижка с выдвижным шпинделем, содержащая корпус с седлами и входным и выходным патрубками, установленную на корпусе крышку, в центральном отверстии которой размещено сальниковое уплотнение шпинделя, свободный конец которого выполнен с резьбовым участком, на котором установлена резьбовая втулка, неподвижно соединенная с шибером, а верхний конец шпинделя закреплен в опорных подшипниках и соединен с маховиком (см. патент RU №2240462, кл. F16K 41/04).Known gate valve with a sliding spindle, comprising a housing with seats and inlet and outlet nozzles, a cover mounted on the housing, in the central opening of which is located a stuffing box seal of the spindle, the free end of which is made with a threaded section on which a threaded sleeve is mounted, fixedly connected to the gate, and the upper end of the spindle is fixed in the thrust bearings and connected to the flywheel (see patent RU No. 2240462, class F16K 41/04).

Однако привод данной задвижки не содержит каких-либо ограничительных средств при открытии и закрытии, облегчающих ее эксплуатацию, что уменьшает ее срок службы и надежность, а соответственно, и всей задвижки.However, the drive of this valve does not contain any restrictive means during opening and closing, facilitating its operation, which reduces its service life and reliability, and, accordingly, the entire valve.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является устранение отмеченных недостатков.The problem to which the present invention is directed, is to eliminate the noted disadvantages.

Технический результат заключается в повышении надежности конструкции задвижки за счет облегчения процессом оперирования задвижкой.The technical result consists in increasing the reliability of the valve design by facilitating the process of operating the valve.

Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что шиберная задвижка содержит корпус с седлами и входным и выходным патрубками, установленную на корпусе крышку, в центральном отверстии которой размещено сальниковое уплотнение шпинделя, соединенного через нижний резьбовой участок с внутренней резьбовой втулкой, неподвижно зафиксированной в шибере, а верхним резьбовым участком соединен с внешней резьбовой втулкой, которая зафиксирована в опорных подшипниках, установленных в подшипниковом корпусе, закрепленном через стакан на крышке корпуса, и которая неподвижно соединена с маховиком, на который надет защитный колпак, внешняя резьбовая втулка входит в винтовое зацепление с верхним участком шпинделя при вхождении разделяющего винта в шлицевую частью шпинделя, а внутренняя резьбовая втулка входит в винтовое зацепление с нижним резьбовым участком шпинделя при вхождении разделяющего винта в шпиндельную канавку, на крышке корпуса через стакан, в котором установлен разделяющий винт, закреплен подшипниковый корпус с опорными подшипниками, в которых установлена внешняя резьбовая втулка, причем задвижка снабжена ограничительным винтом, вставленным поперек нижнего резьбового участка шпинделя и упирающимся в шиберный ограничитель при закрытии задвижки, внешним ограничителем хода, установленным на верхнем резьбовом участке шпинделя и упирающимся в торец внешней резьбовой втулки при закрытии задвижки, и внутренним ограничителем хода, установленным на нижнем резьбовом участке шпинделя и упирающимся в торец шибера при открытии задвижки.This problem is solved, and the technical result is achieved due to the fact that the slide gate valve comprises a housing with seats and inlet and outlet nozzles, a cover mounted on the housing, in the central opening of which a gland seal of the spindle connected through the lower threaded section with the internal threaded sleeve is fixed fixed in the gate, and the upper threaded section is connected to an external threaded sleeve, which is fixed in the thrust bearings installed in the bearing housing, through the glass on the housing cover, and which is fixedly connected to the flywheel, on which the protective cap is fitted, the external threaded sleeve engages with the upper part of the spindle when the separation screw enters the spline part of the spindle, and the internal threaded sleeve enters into helical engagement with the lower the threaded portion of the spindle when the separating screw enters the spindle groove, on the housing cover through a cup in which the separating screw is installed, a bearing housing with thrust bearings is fixed in an external threaded sleeve is installed, the valve being provided with a restriction screw inserted across the lower threaded portion of the spindle and abutting against the slide stop when closing the valve, an external travel stop installed on the upper threaded portion of the spindle and abutting against the end of the external threaded sleeve when closing the valve, and the internal a travel stop installed on the lower threaded portion of the spindle and abutting against the end of the gate when the valve is opened.

В ходе разработки данной задвижки была выявлена возможность создать менее массогабаритную и дорогую, а также надежную в эксплуатации задвижку. Этого удалось добиться за счет того, в задвижке имеются две резьбовые втулки, причем внешняя резьбовая втулка работает в самый нагруженный цикл открытия-закрытия задвижки, а внутренняя резьбовая втулка работает в оставшийся ненагруженный цикл, усилия при котором в 2,5÷3 раза меньше, чем в нагруженный период (фиг. 3). Этот фактор позволяет уменьшить размеры внутренней резьбовой втулки, а соответственно, и всего корпуса задвижки либо изготавливать ее из менее дорогих материалов. Самыми нагруженными участками цикла являются начальный момент открытия/конечный момент закрытия задвижки, когда еще/уже нет просвета в затворе и шибер прижимается с максимальным усилием к выходному седлу, что обусловлено максимальным перепадом давления во входном и выходном патрубках и соответственно максимальной силой трения в затворе. При наличии просвета давления во входном и выходном патрубках выравниваются и шибер одинаково плотно прижимается к седлам, в результате чего сила трения в затворе понижается в 2,5-3 раза. Добиться того, чтобы в наиболее нагруженный цикл работала на износ только внешняя резьбовая втулка, удалось за счет вхождения разделяющего винта через стакан в продольные стенки шлицевого участка шпинделя. Разделяющий винт разделяет кинематику движения шпинделя на чисто поступательное и чисто вращательное движение. В начальный момент открытия задвижки (фиг. 1) конец разделяющего винта входит в шлицы шпинделя и позволяет шпинделю перемещаться только вдоль своей оси и не позволяет вращаться, в результате чего вращается и изнашивается только внешняя резьбовая втулка, неподвижно соединенная с маховиком. При вращении внешней резьбовой втулки шпиндель поднимается вверх до появления сквозного просвета в затворе, в этот же момент конец разделяющего винта выходит из продольных стенок шлица и входит в шпиндельную канавку, взаимодействие с которой позволяет шпинделю вращаться и не позволяет дальнейшее перемещение его вверх, в результате чего внешняя резьбовая втулка начинает вращаться вместе со шпинделем, не изнашиваясь, а в работу включается внутренняя резьбовая втулка, «наворачиваясь» вместе с шибером на нижний резьбовой участок шпинделя до упора торца шибера во внутренний ограничитель хода. Задвижка полностью открыта. В начальный момент закрытия задвижки (фиг. 2) входящий в шпиндельную канавку конец разделяющего винта позволяет только вращаться шпинделю, в результате чего внутренняя резьбовая втулка вместе с шибером перемещаются вниз. В момент перекрытия сквозного просвета в затворе ограничительный винт упирается своей головкой в шиберный ограничитель, что блокирует дальнейшее вращательное движение шпинделя, в результате чего при дальнейшем вращении маховика, неподвижно соединенного с внешней резьбовой втулкой, шпиндель поступательно перемещается вниз до тех пор, пока внешний ограничитель хода не упрется в торец внешней резьбовой втулки. Задвижка закрыта. Как результат конструкция привода с «полувыдвижным» шпинделем делает задвижку более надежной, чем задвижка с невыдвижным шпинделем, и легче управляемой, чем задвижка с выдвижным шпинделем.During the development of this valve, it was revealed the possibility of creating a less bulky and expensive, as well as reliable valve in operation. This was achieved due to the fact that there are two threaded sleeves in the valve, the external threaded sleeve working in the most loaded open-close cycle of the valve, and the internal threaded sleeve working in the remaining unloaded cycle, the forces at which are 2.5 ÷ 3 times less than during the loaded period (Fig. 3). This factor allows you to reduce the size of the internal threaded sleeve, and accordingly, the entire valve body, or to make it from less expensive materials. The most loaded sections of the cycle are the initial moment of opening / the final moment of closing the valve, when there is still / no clearance in the valve and the gate is pressed with maximum force to the output seat, which is due to the maximum pressure drop in the inlet and outlet pipes and, accordingly, the maximum friction force in the valve. In the presence of a clearance of pressure in the inlet and outlet nozzles are aligned and the gate is pressed equally tightly against the saddles, as a result of which the friction force in the shutter is reduced by 2.5-3 times. It was possible to ensure that only the external threaded sleeve worked for wear in the most loaded cycle by entering the separating screw through the glass into the longitudinal walls of the spline portion of the spindle. The separating screw divides the kinematics of the spindle motion into a purely translational and purely rotational motion. At the initial moment of opening the valve (Fig. 1), the end of the separating screw enters the spindle splines and allows the spindle to move only along its axis and does not allow rotation, as a result of which only the external threaded sleeve that is fixedly connected to the flywheel rotates and wears out. When the external threaded sleeve rotates, the spindle rises up until a through gap appears in the shutter, at the same moment the end of the separating screw leaves the longitudinal walls of the slot and enters the spindle groove, the interaction with which allows the spindle to rotate and does not allow its further movement upward, as a result of which the external threaded sleeve begins to rotate with the spindle without wearing out, and the internal threaded sleeve is turned on, “turning” together with the gate onto the lower threaded portion of the spindle until the stop end of the gate into the internal travel stop. The valve is fully open. At the initial moment of closing the valve (Fig. 2), the end of the separating screw entering the spindle groove only allows the spindle to rotate, as a result of which the internal threaded sleeve together with the slide moves down. At the moment of closing the through gap in the shutter, the limit screw abuts its head against the slide stop, which blocks the further rotational movement of the spindle, as a result of which, with further rotation of the flywheel fixedly connected to the external threaded sleeve, the spindle moves downwardly until the external travel stop will not rest against the end of the external threaded sleeve. The valve is closed. As a result, the design of the actuator with a "semi-extendable" spindle makes the valve more reliable than the valve with a non-extendable spindle, and is easier to control than the valve with a extendable spindle.

На фиг. 1 представлен продольный разрез задвижки в закрытом положении, на фиг. 2 - то же, в открытом положении, на фиг. 3 - циклограмма работы задвижки.In FIG. 1 shows a longitudinal section through a valve in the closed position, FIG. 2 - the same, in the open position, in FIG. 3 - cyclogram of the valve.

Задвижка содержит корпус 13 с седлами 17 и входным 24 и выходным 23 патрубками, установленную на корпусе 13 крышку 11, в центральном отверстии которой размещено сальниковое уплотнение 12 шпинделя 19, соединенного через нижний резьбовой участок 14 с внутренней резьбовой втулкой 15, неподвижно зафиксированной в шибере 18, а верхним резьбовым участком 5 соединен с внешней резьбовой втулкой 3, которая зафиксирована в опорных подшипниках 7, установленных в подшипниковом корпусе 6, закрепленном через стакан 10 на крышке корпуса 11, и которая неподвижно соединена с маховиком 4, на который надет защитный колпак 1, причем имеющийся на верхнем резьбовом участке шпинделя 5 внешний ограничитель хода 2 прекращает перемещение шпинделя 19 вниз, а ограничительный винт 16, вставленный в нижнюю резьбовую часть шпинделя 14, упираясь в шиберный ограничитель 20, прекращает вращение шпинделя 19, а внутренний ограничитель хода 22 прекращает перемещение шибера 18 наверх, причем вставленный в стакан 10 разделяющий винт 8, входящий в контакт со шлицевым участком шпинделя 9, ограничивает возможность поворота шпинделя 19 в начальный момент открытия задвижки и в конечный момент закрытия задвижки, а затем входящий в контакт со шпиндельной канавкой 21 ограничивает перемещение шпинделя 19 вдоль оси.The valve includes a housing 13 with seats 17 and an input 24 and output 23 nozzles, a cover 11 mounted on the housing 13, in the central opening of which is an oil seal 12 of the spindle 19, connected through the lower threaded section 14 with the internal threaded sleeve 15, fixedly fixed in the gate 18 and the upper threaded section 5 is connected to an external threaded sleeve 3, which is fixed in the thrust bearings 7 installed in the bearing housing 6, mounted through the glass 10 on the cover of the housing 11, and which is fixedly connected with a flywheel 4, on which a protective cap 1 is fitted, and the external travel stop 2 located on the upper threaded portion of the spindle 5 stops the spindle 19 from moving downward, and the stop screw 16 inserted into the lower threaded part of the spindle 14, abuts against the slide stop 20, stops rotation of the spindle 19, and the internal travel stop 22 stops moving the gate 18 upward, and the separating screw 8 inserted into the glass 10, which comes into contact with the spline portion of the spindle 9, limits the possibility of turning the spindle 19 in cial the opening of the valve and the final moment of closing the valve, and then comes in contact with the groove of the spindle 21 limits the movement of the spindle 19 along the axis.

Настоящее изобретение может быть использовано в нефтяной, газовой и других отраслях промышленности, где требуется обвязка трубопроводной арматурой различного технологического оборудования.The present invention can be used in the oil, gas and other industries where piping accessories of various technological equipment are required.

Claims

A gate valve, comprising a housing with seats and inlet and outlet nozzles, a cover mounted on the housing, in the central opening of which there is a gland seal of a spindle connected by a lower threaded section to an internal threaded sleeve fixedly connected to the gate, and an upper threaded section connected to an external threaded sleeve fixedly connected to a flywheel, on which a protective cap is fitted, characterized in that the external threaded sleeve is helically engaged with the upper portion of the spindle When the separating screw enters the spline part of the spindle, and the internal threaded sleeve engages screw with the lower threaded portion of the spindle when the separating screw enters the spindle groove, the bearing housing with support bearings is fixed to the housing cover through the glass in which the separating screw is installed, of which an external threaded sleeve is installed, the valve being provided with a restriction screw inserted across the lower threaded portion of the spindle and abutting against the slide stop when ytii latches, external stroke limiter mounted on the upper threaded portion of the spindle and abutting against the outer end face of the threaded sleeve when closing the valve, and the inner stroke limiter mounted on the lower threaded portion of the spindle and abutting on the end face of slide when opening the gate valve.