ОТСЕЧНОЙ КЛАПАН Российский патент 1996 года по МПК F16K17/02 F15B13/00 

Изобретение относится к области трубопроводного арматуростроения и может быть использовано для автоматического перекрытия трубопровода при его разрушении.

Известен отсечной клапан, содержащий корпус с входным и выходным каналами, седло и нормально открытый клапан, привод перемещения клапана, выполненный в виде поршня, жестко связанного штоком с клапаном и установленного в расточке корпуса с образованием полости управления, сообщенной с входным каналом, и пружинной полости, причем в теле поршня выполнен канал (а.с. СССР N 344206, кл. F 16 K 17/02, 1970).

Недостатками данного отсечного клапана являются невозможность принудительного открывания и невозможность регулирования в процессе эксплуатации величины перепада давлений на клапане, при которой закрывается клапан.

Наиболее близким предлагаемому отсечному клапану является клапан, содержащий корпус с входным каналом, сообщенным с входной полостью, и выходным каналом, сообщенным с выходной полостью, седло и нормально открытый клапан, расположенный во входной полости, привод перемещения клапана, имеющий поршень с двухсторонним штоком, установленные в расточке корпуса за седлом с образованием полости между поршнем и перегородкой, отделяющей полость управления от выходной полости, причем один конец штока пропущен через отверстие в седле и жестко связан с клапаном, второй конец штока пропущен через перегородку в выходную полость и в штоке выполнены осевой и радиальные каналы, сообщающие полость, расположенную между седлом и поршнем, с выходной полостью, а полость управления сообщена с каналом управления, идущим от системы управления, подключенную к каналу питания, при этом в полости, расположенной между седлом и поршнем установлена пружина. (патент США N 3990511, кл. 166-224, 1976).

В данном отсечном клапане также невозможна регулировка величины перепада давлений на клапане, при которой клапан закрывается, поскольку эта величина задается усилием пружины, релаксация или поломка которой значительно увеличивает момент закрытия клапана при разрыве трубопровода. Кроме того, для принудительного открытия клапана требуется дополнительный источник давления.

Для исключения пружины и дополнительного источника давления, а также для обеспечения возможности регулирования величины перепада давлений на клапане, необходимый для его закрывания, в заявленном отсечном клапане, содержащем корпус с входным каналом, сообщенным с входной полостью, и выходным каналом, сообщенным с выходной полостью, седло и нормально открытый клапан, расположенный во входной полости, привод перемещения клапана, имеющий поршень с двухсторонним штоком, установленным в расточке корпус за седлом с образованием полости между седлом и поршнем, и полости управления между поршнем и перегородкой, отделяющий полость управления от выходной полости, причем один конец штока пропущен через отверстие седла и жестко связан с клапаном, второй конец штока пропущен через перегородку в выходную полость и в штоке выполнены осевой и радиальные каналы, сообщающие полость, расположенную между седлом и поршнем, с выходной полостью, а полость управления сообщена с каналом управления, идущим от системы управления, перегородка, отделяющая полость управления от выходной полости выполнена в виде плавающего поршня, внешний диаметр которого больше диаметра поршня привода клапана, снабженного упором, выполненным с возможностью взаимодействия с поршнем привода клапана, ограниченного по ходу со стороны выходной полости упором в корпусе. Кроме того системы управления выполнена в виде двухпозиционного пятилинейного распределителя, один вход которого сообщен каналом питания с входной полостью, второй вход с каналом управления, один выход сообщен с каналом управления, второй выход со входом редукционного клапана, выход которого сообщен с третьим выходом и со входом предохранительного клапана, при этом двухпозиционный пятилинейный распределитель выполнен с обеспечением сообщения в одной позиции входа редукционного клапана через канал питания с входной полостью и выхода редукционного клапана с каналом управления и перекрытия выхода, подключенного к каналу управления, а во второй позиции с обеспечением сообщения входной полости с каналом управления и канала управления со входом редукционного клапана и перекрытия выхода, подключенного к выходу редукционного клапана.

На чертеже представлен продольный разрез отсечного клапана со схемой системы управления.

Предложенный отсечной клапан содержит корпус 1 с входным каналом 2, входную полость 3, выходной конец 4, выходную полость 5, седло 6, нормально открытый клапан 7, поршень 8 с двухсторонним штоком 9, полость 10, расположенную между поршнем 8 и седлом 6, полость 11 управления, осевой канал 12 и радиальные каналы 13, канал 14 управления, плавающий кольцеобразный поршень 15 с упором 16, упор 17, канал 18 питания, систему управления 19, в состав которой входит двухпозиционный пятилинейный распределитель 20, редукционный клапан 21 и предохранительный клапан 22.

Отсечной клапан работает следующим образом.

В исходном положении отсечного клапана среда поступает во входной канал 2 и выходит в трубопровод из выходного канала 4, проходя через входную полость 3, отверстие седла 6, полость 10, радиальные каналы 13, осевой канал 12 и выходную полость 5. При этом система 19 управления по каналу 14 управления осуществляет поддержание определенного по величине давления среды в полости 11 управления, которая выбирается из условия необходимой величины перепада давлений на клапане 7, при котором происходит закрытие клапана 7. Это обеспечивается настройкой редукционного клапана 17, подключенного двухпозиционным пятилинейным распределителем 20 своим выходом к каналу 14 управления, а входом к каналу 18 питания, сообщенного с входной полостью 3. При чем предохранительный клапан 22 настроен на величину давления несколько большую величины давления настройки редукционного клапана 21. Поскольку величина давления в выходной полости 5 выше чем в полости 11 управления, то плавающий поршень 15 через упор 16 воздействует на поршень 8, удерживая клапан 7 в открытом положении. При падении давления в трубопроводе за отсечным клапаном, вызванным, например, разрывом трубопровода, клапан 7 под действием перепада давлений перемещается к седлу 6 препятствуя поступление среды к месту разрыва трубопровода. Когда давление среды за отсечным клапаном падает до величины ниже величины давления настройки редукционного клапана 21, плавающий поршень 15 перемещается до упора 17, при этом усилия на поршне 15 недостаточно для открытия клапана 7.

После устранения причин, вызвавших падение давления среды в трубопроводе, например, устранение места повреждения трубопровода, двухпозиционный распределитель 20 устанавливают в другую позицию, при которой клапан 14 управления сообщается с каналом 18 питания, а вход редукционного клапана 21 с каналом 14 управления. В полости 11 управления устанавливается давление равное по величине давлению во входной полости 3. Усилие на поршне 8 повышается и оно становится больше усилия, прижимающего клапан 7 к седлу 6. Клапан 7 открывается, и среда через отсечной клапан направляется в трубопровод. Давление текучей среды в выходной полости 5 выравнивается с давлением во входной полости 3. Двухпозиционный пятилинейный распределитель 20 устанавливают в исходную позицию. Давление в полости 11 управления падает. Плавающий поршень 15 перемещается в сторону поршня 8 до взаимодействия с ним упором 16, при этом среда из полости 11 управления вытесняется и через предохранительный клапан 22 идет на слив. Из-за наличия в предохранительном клапана 22 и в двухпозиционном пятилинейном распределителя 20 давления в полости 11 управления снизится до давления настройки редукционного клапана 21.

Таким образом, отсечной клапан возвращается в исходное положение.

Использование: в области трубопроводного арматуростроения для перекрытия трубопровода при его разрушении. Сущность изобретения: отсечной клапан, содержащий корпус с входным каналом, сообщенным с входной полостью, и выходным каналом, сообщенным с выходной полостью, седло и нормально открытый клапан, расположенный во входной полости, привод перемещения клапана, имеющий поршень с двухсторонним штоком, установленные в расточке корпуса за седлом с образованием полости между седлом и поршнем и полости управления между поршнем и перегородкой, отделяющей полость управления от выходной полости, причем один конец штока пропущен через отверстие седла и жестко связан с клапаном, второй конец штока пропущен через перегородку в выходную полость и в штоке выполнены осевой и радиальные каналы, сообщающие полость, расположенную между седлом и поршнем, с выходной полостью, а полость управления сообщена с каналом управления, идущим от системы управления, подключенной к каналу питания, перегородка, отделяющая полость управления от выходной полости, выполнена в виде плавающего кольцеобразного поршня, внешний диаметр которого больше диаметра поршня, привода клапана, снабженного со стороны полости управления упором, выполненным с возможностью взаимодействия с поршнем привода клапана, и ограниченного по ходу со стороны выходной полости упором в корпусе. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Отсечной клапан, содержащий корпус с входным каналом, сообщенным с входной полостью, и выходным каналом, сообщенным с выходной полостью, седло и нормально открытый клапан, расположенный во входной полости, привод перемещения клапана, имеющий поршень с двусторонним штоком, установленные в расточке корпуса за седлом с образованием полости между седлом и поршнем и полости управления между поршнем и перегородкой, отделяющей полость управления от выходной полости, причем один конец штока пропущен через отверстие седла и жестко связан с клапаном, второй конец штока пропущен через перегородку в выходную полость и в штоке выполнены осевой и радиальные каналы, сообщающие полость, расположенную между седлом и поршнем, с выходной полостью, а полость управления сообщена с каналом управления, идущим от системы управления, подключенной к каналу питания, отличающийся тем, что перегородка, отделяющая полость управления от выходной полости, выполнена в виде плавающего кольцеобразного поршня, внешний диаметр которого больше диаметра поршня привода клапана, снабженного со стороны полости управления упором, выполненным с возможностью взаимодействия с поршнем клапана, и ограниченного по ходу со стороны выходной полости упором в корпусе. 2. Клапан по п.1, отличающийся тем, что система управления выполнена в виде двухпозиционного пятилинейного распределителя, один вход которого сообщен каналом питания с входной полостью, второй вход с каналом управления, один выход сообщен с каналом управления, второй выход с входом редукционного клапана, выход которого сообщен с третьим выходом двухпозиционного пятилинейного распределителя и с входом предохранительного клапана, при этом двухпозиционный пятилинейный распределитель выполнен с обеспечением сообщения в одной позиции входа редукционного клапана через канал питания с входной полостью и выхода редукционного клапана с каналом управления и перекрытия выхода, подключенного к каналу управления, а во второй позиции с обеспечением сообщения входной полости с каналом управления и канала управления с входом редукционного клапана и перекрытия выхода, подключенного к выходу редукционного клапана.