RU2811490C1

RU2811490C1 - Заглушка поворотная

Info

Publication number: RU2811490C1
Application number: RU2023114209A
Authority: RU
Inventors: Борис Вениаминович Гольдфайн; Петр Борисович Гринберг; Сергей Эдуардович Левашов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная компания "Опыт"
Filing date: 2023-05-30
Publication date: 2024-01-12

Abstract

Заглушка поворотная предназначена для временного перекрытия движения потока среды на отдельных участках трубопроводной системы. Заглушка состоит из соединенных между собой проходной и непроходной частей с седловыми поверхностями и элементами уплотнения и посадочного отверстия между ними. Оси центров седловых поверхностей проходной и непроходной частей расположены на равном расстоянии от центральной оси посадочного отверстия. Заглушка выполнена статически уравновешенной относительно центральной оси посадочного отверстия и содержит элементы уравновешивания масс: проходной части путем увеличения ее массы, а непроходной части путем уменьшения массы. Уравновешенные заглушки при установке в устройства для временного перекрытия трубопроводов обеспечивают безопасные условия работы обслуживающего персонала. 12 ил.

Description

Заглушки поворотные предназначены для временного перекрытия движения потока среды на отдельных участках трубопроводной системы.

Конструктивно поворотная задвижка состоит из соединенных между собой непроходной части, служащей для перекрытия потока среды, и проходной части, служащей для возобновления движения среды. Соединительная часть снабжена посадочным отверстием цилиндрической или прямоугольной формы, относительно которого поворотная заглушка поворачивается в одно из положений: «проход закрыт» - «проход открыт».

Поворотные заглушки нашли широкое применение в нефтегазовой, химической, фармацевтической и других отраслях промышленности, особенно там, где требуется перераспределение потоков. Однако, при увеличении массы заглушек, связанной с увеличением диаметра прохода или увеличением давления среды, возникает проблема безопасной смены положения заглушки. Решается проблема применением различных поддерживающих заглушку устройств при смене ее положения.

Известно применение поворотных заглушек в «Устройстве для перекрытия трубопровода» по патенту РФ 2716938 С2 МПК F16K 3/06. Устройство оснащено грузоподъемным механизмом смены положения поворотной заглушки, содержащем стойку, закрепленный на стойке блок и проходящую через блок цепь с такелажной скобой. Стойка закреплена на устройстве так, что блок расположен над той частью заглушки, которая находится вне фланцевого соединения, с возможностью закрепления такелажной скобы в рым-болте, установленном на заглушке. При необходимости перекрыть или открыть трубопровод в рым-болте крепят такелажную скобу, цепь фиксируют, чтобы предотвратить падение поворотной заглушки, затем демонтируют шпильки с гайками, находящиеся в зоне поворота, разводят фланцы и, поддерживая заглушку подъемным механизмом, производят поворот ее в новое положение, устанавливают удаленные шпильки и гайки, сводят фланцы и производят затяжку фланцев и заглушки. Обеспечение безопасного поворота заглушки и снижение физической нагрузки обслуживающего персонала достигается усложнением конструкции устройства, его массы и стоимости, и увеличением обслуживающего персонала и времени обслуживания.

Известно применение поворотных заглушек в устройствах компании R&M Inc (каталог R&M Energy sistems. HAMER. Line Blind Valves. 2004 г. р. 9). В устройствах модели VW подъемный механизм смены положения заглушки выполнен винторычажного типа. При этом не только усложнилась конструкция устройства, но и резко выросли масса, габариты и стоимость устройства.

Известно применение поворотных заглушек в «Устройстве для перекрытия трубопровода» по патенту РФ 2720177 С1, F16K 3/06. Устройство содержит самотормозящий редуктор, корпус которого закреплен на одной из бобышек, расположенных на фланце. Ведомое звено редуктора соединено с валом, на котором неподвижно закреплен поворотный кронштейн с поворотной заглушкой. Вал опирается на подшипники, размещенные в отверстиях бобышек. Перестановка поворотной заглушки и безопасное удержание ее от самопроизвольного поворота производится ведомым звеном самотормозащегося редуктора. Достижение безопасных условий применения поворотных заглушек обеспечивается усложнением конструкции устройства и его удорожанием.

Конструкция заглушки поворотной по стандарту «АТК 26-18-5-93. Заглушки поворотные стальные для фланцев арматуры. Конструкция, размеры и технические требования» принята за прототип предлагаемого технического решения. Заглушка поворотная содержит соединенные между собой непроходную и проходную части. Соединительная часть снабжена посадочным отверстием, относительно которого происходит поворот и установка одной из частей в рабочее положение. Непроходная и проходная части снабжены седловыми поверхностями с местами под установку уплотнений. Центры седловых поверхностей расположены на равном расстоянии от центра посадочного отверстия. Недостатки поворотных заглушек заложены в их конструкции и заключаются в том, что глухая непроходная часть и проходная часть с проходным отверстием имеют разные массы, что делает поворотные заглушки неуравновешенными относительно оси центров посадочного отверстия. Неуравновешенная заглушка, установленная в устройстве для перекрытия трубопровода, становится элементом повышенной опасности. Неуравновешенность приводит к тому, что при любом ослаблении затяжки поворотной заглушки, связанным с переводом ее в новое положение или с температурными изменениями, или с вибрационным воздействием, заглушка стремится занять устойчивое положение путем самопроизвольного поворота. При этом возникает опасность травмирования обслуживающего персонала, а при больших массах заглушки, ее практически стремительное падение и последующее раскачивание до момента занятия устойчивого положения, создает возможность нарушения целостности самого устройства и прилегающей части трубопровода.

Задача, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в создании безопасных условий эксплуатации поворотных заглушек в устройствах для временного перекрытия потока рабочей среды в трубопроводных системах.

Поставленная задача решается сочетанием известных и новых признаков.

Известные признаки заключаются в том, что заглушка поворотная содержит проходную и непроходную части и соединительную часть с посадочным отверстием, проходная и непроходная части содержат периферийную часть и торцевые части с седловыми поверхностями с уплотнительными элементами, оси центров седловых поверхностей проходной и непроходной частей расположены на равном расстоянии от оси посадочного отверстия.

Новые признаки заключаются в том, что заглушка поворотная выполнена статически уравновешенной относительно посадочного отверстия, проходная и/или непроходная части содержат элементы уравновешивания масс и выполнены с измененными массоразмерными формами проходной части в виде увеличенной по размерам и массе периферийной и/или торцевой части и/или в виде присоединенных к ее периферийной части балансировочных грузов, а непроходной части в виде уменьшенной по размерам и массе периферийной и/или торцевой части и/или в виде выборок на периферийной и/или торцевой части, выполненных в форме проточек и/или выемок и/или отверстий.

Изобретение поясняется описанием и графическими материалами, где изображено:

- на фиг. 1 - пример стандартной неуровновешенной заглушки (прототип);

- на фиг. 2 - разрез по А-А на фиг. 1;

- на фиг. 3 - пример уравновешенной заглушки с измененной периферийной частью проходного и глухого дисков;

- на фиг. 4 - пример уравновешенной заглушки с измененной торцевой частью глухого диска;

- на фиг. 5 - пример уравновешенной заглушки с выемками на периферии глухого диска;

- на фиг. 6 - разрез по Б-Б на фиг. 5;

- на фиг. 7 - пример уравновешенной заглушки с отверстиями на периферии глухого диска;

- на фиг. 8 - разрез по В-В на фиг. 7;

- на фиг. 9 - пример уравновешенной заглушки с балансировочными грузиками на периферии проходного диска;

- на фиг. 10 - разрез по Г-Г на фиг. 9;

- на фиг. 11 - пример установки уравновешенной заглушки в устройстве для перекрытия потока в положении «проход открыт»;

- на фиг. 12 - промежуточное положение уравновешенной заглушки на фиг. 11 при смене положения на перекрытие потока.

Поворотная заглушка содержит проходную 1 и непроходную 2 части и соединительную 3 часть с посадочным отверстием 4. Проходная часть выполнена в форме диска с проходным отверстием 5, а непроходная часть выполнена в форме глухого диска. Каждый диск содержит периферийную 6 и торцевую 7 части. На торцевых частях с выступанием относительно них на величину «а» расположены седловые 8 поверхности с уплотнительными 9 элементами. Оси 10 и 11 центров седловых поверхностей проходной и непроходной частей расположены на равном расстоянии «L» от оси 12 посадочного отверстия. В общепринятом исполнении (фиг. 1 и 2 - прототип) диаметры «Д» периферийной части дисков и толщины «В» между седловыми поверхностями и выступанием «а» седловых поверхностей относительно торцевых частей приняты равными для дисков проходной и непроходной частей заглушки, при этом наличие проходного отверстия 5 в проходной части приводит к неуравновешенности по массе проходной и непроходной частей относительно посадочного отверстия.

На фиг. 3-10 приведены некоторые примеры выполнения поворотных заглушек с уравновешенными относительно посадочного отверстия проходной и непроходной частями. У заглушки на фиг. 3 (вид в разрезе) уравновешивание по массе выполнено за счет уменьшения периферийной 13 части глухого диска 14 до диаметра Д₁ и увеличения периферийной 15 части проходного диска 16 до диаметра Д₂. У заглушки на фиг. 4 (вид в разрезе) уравновешивание по массе выполнено за счет уменьшения торцевых 17 частей глухого диска 18 на величину «a₁». У заглушки на фиг. 5 и 6 уравновешивание по массе выполнено за счет выемок 19 на периферийной 20 части глухого диска 21. У заглушки на фиг. 7 и 8 уравновешивание по массе выполнено за счет выполнения отверстий 22 на периферийной 23 части глухого 24 диска. У заглушки на фиг. 9 и 10 уравновешивание по массе выполнено за счет частичного уменьшения массы глухого диска по одному из вариантов на фиг. 3-8 и увеличения массы диска 25 с проходным отверстием путем присоединения к периферийной 26 части балансировочных грузиков 27 механическим путем, как показано на примере, или путем их приварки. При этом балансировочные грузики установлены на периферийной части в пределах радиуса R поворота заглушки относительно посадочного отверстия 28.

Уравновешивание заглушки производится следующим образом. В системе трехмерного моделирования КОМПАС-3D строится 3D-модель заглушки, устанавливается центр масс, как центр посадочного отверстия, и относительно установленного центра масс производится корректировка масс проходной или непроходной частей или обеих частей известными способами, ряд которых показан на примерах фиг. 3-10. По полученной модели разрабатывают конструкторскую документацию и изготавливают заглушку. При необходимости, в связи с возможными отклонениями расчетных масс при изготовлении заглушки, производится контроль состояния уравновешенности и доработка путем удаления или присоединения материала к той или иной части заглушки.

Использование уравновешенной заглушки показано на примере установки ее в устройство 29 для перекрытия потока, часть устройства, представленная на фиг.11 и 12, включает полукорпус 30 с проходным отверстием 31 и стяжными шпильками 32. Уравновешенная за счет уменьшения массы непроходной 33 части заглушка установлена на одну из стяжных шпилек посадочным отверстием 34 как на ось поворота заглушки. На фиг. 11 в рабочее положение «проход открыт» установлена проходная 35 часть заглушки. На фиг. 12 показан момент перемещения заглушки из положения «проход открыт» в положение «проход закрыт». При этом в любой момент перемещения заглушка, оставаясь в уравновешенном состоянии, обеспечивает безопасные условия работы обслуживающего персонала. Кроме того, при выполнении заглушки уравновешенной отпадает необходимость при ее перемещении из одного рабочего положения в другое в применении подъемных или поддерживающих устройств независимо от массогабаритных параметров заглушки. Этим дополнительно обеспечивается снижение количества обслуживающего персонала и времени смены положения заглушки.

Claims

Заглушка поворотная, содержащая проходную и непроходную части и соединительную часть с посадочным отверстием, проходная и непроходная части содержат периферийную часть и торцевые части с седловыми поверхностями с уплотнительными элементами; оси центров седловых поверхностей проходной и непроходной частей расположены на равном расстоянии от оси посадочного отверстия, отличающаяся тем, что выполнена статически уравновешенной относительно посадочного отверстия, проходная и/или непроходная части содержат элементы уравновешения масс и выполнены с измененными массоразмерными формами проходной части в виде увеличенной по размерам и массе периферийной и/или торцевой части и/или в виде присоединенных к периферийной части балансировочных грузов, а непроходной части в виде уменьшенной по размерам и массе периферийной и/или торцевой части и/или выборок на периферийной и/или торцевой части, выполненных преимущественно в форме проточек, и/или выемок, и/или отверстий.