УСТРОЙСТВО ОТСЕКАЮЩЕЕ Российский патент 1998 года по МПК F16K3/04 

Изобретение относится к трубопроводной арматуре для газовой промышленности и предназначено для перекрытия трубопроводов высокого давления, по которым транспортируемая среда перемещается с большими скоростями.

Известен отсекающий клапан, содержащий подъемный запорный орган и фиксирующий его чувствительный элемент, выполненный в виде штока, проходящего через стенку корпуса, причем запорный орган фиксируется в рабочее положение непосредственно концом штока, находящимся внутри корпуса (патент США N 2926690, кл. 137-460).

Недостатком известного клапана является то, что его нельзя использовать с другим типом запорного органа.

Известен отсекающий клапан, содержащий поворотный запорный орган типа заслонки и фиксирующий заслонку в открытом положении чувствительный элемент, выполненный в виде нагруженного пружиной штока (патент США N 2694408, кл. 137-460).

Недостатком известного клапана является то, что он срабатывает только при повышении давления.

Известен отсечной клапан, содержащий поворотный запорный орган типа заслонки и фиксирующий заслонку в открытом положении чувствительный элемент, выполненный в виде нагруженного пружиной штока, на конце которого выполнен выступ, а на заслонке - ответной по форме указанному выступу паз (авт. св. N 855311, кл. F 16 R 27/04, F 16 R 15/03).

Недостаток известного клапана заключается в том, что в нем происходит мгновенное перекрытие проходного сечения, приводящее к полному гидравлическому удару на затворе и возникновению ударной волны, резко снижающей ресурс работы трубопровода и зачастую вызывающей его разрушение. Это затрудняет его применение на трубопроводах высокого давления при больших скоростях потока.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является отсекающий клапан (авт. св. N 362961 кл. F 16 K 3/04), содержащий поворотный запорный элемент типа заслонки и удерживающее его в открытом положении средство, причем запорный элемент выполнен в виде нескольких поворотных заслонок, накладываемых последовательно одна на другую с уменьшающимися в них отверстиями вплоть до полного перекрытия проходного сечения, которые удерживаются индивидуальными фиксаторами и освобождаются для запирания штоком с упорами, приводимым в действие давлением среды со скоростью, задаваемой замедляющим устройством дроссельного типа.

Недостатком известного устройства является сложность конструкции и то, что клапан срабатывает только при понижении давления за допустимый предел.

Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей устройства.

Технический результат достигается тем, что устройство отсекающее, содержащее корпус и расположенный в нем поворотный запорный орган, выполненный в виде накладываемых одна на другую двух поворотных заслонок, одна из которых разгрузочная с отверстием, а другая - глухая, перекрывающая отверстие разгрузочной заслонки, и удерживающий его в открытом положении основной фиксатор, снабжено дополнительным фиксатором и двумя чувствительными элементами: один - пониженного, а другой - повышенного давления, выполненными в виде нагруженных пружинами штоков, причем шток чувствительного элемента пониженного давления связан с основным фиксатором, а шток чувствительного элемента повышенного давления связан с дополнительным фиксатором, установленным с возможностью взаимодействия с основным фиксатором.

На фиг. 1 изображен продольный разрез устройства в открытом положении; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1.

Устройство отсекающее содержит корпус 1 с рабочей полостью 2 и седлом 3 и крышку 4. Внутри корпуса 1 в рабочей полости 2 на оси 5 кронштейна 6, закрепленного на крышке 4 расположен поворотный запорный орган, выполненный в виде накладываемых одна на другую двух поворотных заслонок 7, 8, одна из которых - разгрузочная с отверстием 9, а другая - глухая, перекрывающая отверстие 9 разгрузочной заслонки 7. На поверхности заслонок 7, 8 установлены уплотнительные элементы 10, 11, герметизирующие уплотнительные поверхности заслонок 7, 8 и седла 3. В рабочей полости 2 на оси 12 кронштейна 13, установленного на крышке 4, расположен основной фиксатор 14, удерживающий поворотный запорный орган в открытом положении. На основном фиксаторе 14 выполнены выступы 15, 16, на которые в открытом положении опираются заслонки 7, 8. На оси 12 кронштейна 13, установленного на крышке 4, расположен также дополнительный фиксатор 17 с упором 18.

На крышке 4 расположены два чувствительных элемента: один - пониженного, а другой - повышенного давления, выполненные в виде нагруженных пружинами 19, 20 штоков 21, 22, проходящих через крышку 4 и уплотненных кольцами 23, 24. При этом конец штока 21 чувствительного элемента пониженного давления связан осью 25 с основным фиксатором 14, а конец штока 22 чувствительного элемента повышенного давления связан осью 26 с дополнительным фиксатором 17, установленным с возможностью взаимодействия с основным фиксатором 14.

В горизонтальное (открытое) положение заслонки 7, 8 приводятся с помощью рукоятки (не показана). Для выравнивания давления до и после запорного органа, перед открытием заслонок 7, 8 установлен вентиль 27.

Пределы срабатывания чувствительных элементов от понижения и повышения давления от допустимого устанавливаются колпаками 28, 29.

Отсекающее устройство работает следующим образом.

В исходном положении (открыто) основной фиксатор 14 за счет выталкивающей силы от давления транспортируемой среды, действующей на шток 21, фиксируется в положении, при котором он выступами 15, 16 удерживает заслонки 7, 8 в открытом положении.

При аварийном понижении давления ниже установленного колпаком 28 усилие пружины 19 преодолевает выталкивающее усилие от давления транспортируемой среды в рабочей полости 2 корпуса 1 и перемещает шток 21 внутрь полости 2. Конец штока 21, осью 25 связанный с основным фиксатором 14, поворачивает его на оси 12 кронштейна 13, при этом выступ 15 освобождает заслонку 7, которая под собственным весом свободно поворачивается на оси 5 кронштейна 6 и опускается на седло 3, перекрывая поток транспортируемой среды и, оставляя открытым только отверстие 9 в заслонке 7 для устранения гидравлического удара. После перекрытия седла 3 заслонкой 7 давление в полости 2 корпуса 1 начнет возрастать до статистического и, как только давление транспортируемой среды достигнет давления срабатывания от повышения, установленного колпаком 29, выталкивающее усилие от давления среды в рабочей полости 2 корпуса 1 перемещает шток 22 из полости 2 наружу, преодолевая усилие пружины 20. Конец штока 22, осью 26 связанный с дополнительным фиксатором 17, поворачивает его на оси 12 кронштейна 13, при этом дополнительный фиксатор 17 упором 18 поворачивает основной фиксатор 14 совместно с собой на оси 12 кронштейна 13 и фиксирует его в положении, при котором выступ 16 освобождает заслонку 8, которая под собственным весом свободно поворачивается на оси 5 кронштейна 6 и опускается на седло 3, герметично перекрывая поток транспортируемой среды.

Для открытия устройства необходимо открыть вентиль 27 и выровнять давление до и после запорного органа. После этого с помощью рукоятки (не показана) повернуть запорный орган по часовой стрелке в горизонтальное положение и зафиксировать основным фиксатором 14 в открытом положении.

При аварийном повышении давления выше установленного колпаком 29 выталкивающее усилие от давления транспортируемой среды в рабочей полости 2 корпуса 1 перемещает шток 22 из полости 2 наружу, преодолевая усилие пружины 20. Конец штока 22, осью 26 связанный с дополнительным фиксатором 17, поворачивает его на оси 12 кронштейна 13, причем дополнительный фиксатор 17 упором 18 поворачивает основной фиксатор 14 совместно с собой на оси 12 кронштейна 13, при этом выступ 15 освобождает заслонку 7, которая под собственным весом свободно поворачивается на оси 5 кронштейна 6 и опускается на седло 3, перекрывая поток транспортируемой среды и, оставляя открытым только отверстие 9 в заслонке 7 для устранения гидравлического удара. После перекрытия седла 3 заслонкой 7 давление в полости 2 корпуса 1 начнет возрастать до статического. При этом шток 22 продолжает поворачивать дополнительный фиксатор 17 совместно с основным фиксатором 14 на оси 12 кронштейна 13 и фиксирует его в положении, при котором выступ 16 освобождает заслонку 8, которая под собственным весом свободно поворачивается на оси 5 кронштейна 6 и опускается на седло 3, герметично перекрывая поток транспортируемой среды.

Предложенное техническое решение позволит упростить конструкцию и расширить функциональные возможности устройства.

Использование: для перекрытия трубопроводов высокого давления, по которым среда транспортируется с большой скоростью. Сущность изобретения: в корпусе расположен поворотный запорный орган, выполненный в виде накладываемых одна на другую поворотных заслонок. Одна заслонка - разгрузочная с отверстием, другая - глухая, перекрывающая отверстие разгрузочной заслонки. Основной фиксатор удерживает запорный орган в открытом положении. Чувствительные элементы: один - пониженного давления, другой - повышенного давления, выполнены в виде нагруженных пружинами штоков. Шток чувствительного элемента пониженного давления связан с основным фиксатором, шток элемента повышенного давления связан с дополнительным фиксатором, установленным с возможностью взаимодействия с основным фиксатором. 2 ил.

Устройство отсекающее, содержащее корпус, расположенный в нем поворотный запорный орган, выполненный в виде накладываемых одна на другую двух поворотных заслонок, одна из которых разгрузочная с отверстием, а другая - глухая, перекрывающая отверстие разгрузочной заслонки, и удерживающий запорный орган в открытом положении основной фиксатор, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительным фиксатором и двумя чувствительными элементами: один - пониженного давления, а другой повышенного давления, выполненными в виде нагруженных пружинами штоков, причем шток чувствительного элемента пониженного давления связан с основным фиксатором, а шток чувствительного элемента повышенного давления связан с дополнительным фиксатором, установленным с возможностью взаимодействия с основным фиксатором.