КЛАПАН ЗАПОРНО-РЕГУЛИРУЮЩИЙ Российский патент 2005 года по МПК F16K31/12 F16K1/12 F16K39/02 

Изобретение относится к трубопроводной арматуре, а именно к отключающим устройствам с запорным элементом, совершающим скользящее движение вдоль седловой поверхности, имеющей форму поверхности тел вращения, и может быть использовано для установки на технологических линиях газовых промыслов для перекрытия и регулирования расхода транспортируемой среды.

Известно запорно-регулирующее устройство, в корпусе которого с проходным отверстием в седле установлены плоский шибер с уплотнительными поверхностями и отверстием и поворотной запорный элемент, фиксируемый в открытом положении, причем поворотный запорный элемент установлен вне зоны проходного отверстия, а уплотнительные поверхности шибера и седла герметизированы на всем диапазоне регулирования, при этом шток снабжен охватывающей его ступенчатой втулкой, установленной с возможностью осевого перемещения и фиксации ее в крайних положениях, причем на ступени меньшего диаметра выполнен паз, а поворотный запорный орган установлен с возможностью взаимодействия с указанным пазом (а.с. №1203295, МКП 4 кл. F 16 К 3/00, приор. 05.07.84 г.).

Известно запорно-регулирующее устройство, содержащее корпус с входным и выходным каналами и седло с отверстием, в котором установлены управляемые воздействием передвижного штока, соединенного с приводом, регулирующий затвор в виде плоского шибера с отверстием и уплотнительными поверхностями и поворотный запорный затвор, связанный со штоком и представляющий собой две заслонки, одна из которых - глухая с уплотнительной поверхностью, другая - разгрузочная с уплотнительной поверхностью и отверстием (патент СССР №1753142 А2, кл. F 16 K 3/00, 07.08.92).

Недостатком этих задорно-регулирующих устройств является сложность поворотного запорного органа, снижающая надежность его работы.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков, выбранным в качестве прототипа, является клапан запорно-регулирующий, содержащий корпус с входным и выходным каналами, в котором размещены два затвора: регулирующий, соединенный со штоком, перемещаемым приводом, и запорный, связанный со штоком, при этом клапан снабжен дополнительным затвором, седло которого закреплено в нижней части корпуса соосно со штоком, а запорный затвор выполнен тарельчатым, размещен на полом удлинении штока ниже регулирующего затвора по ходу потока среды и его седло закреплено в корпусе соосно со штоком, причем в полом удлинении штока выполнены радиальные отверстия, расположенные над тарельчатым затвором (патент РФ №2162179, 7 МПК F 16 K 1/44, 22.05.2000 г.).

Недостатком клапана запорно-регулирующего является сложность конструкции, обусловленная наличием трех затворов: одного регулирующего и двух запорных, причем клапан не является проходным, что также усложняет его монтаж на трубопроводе.

Задача, достигаемая изобретением, состоит в том, чтобы создать такое техническое решение, при использовании которого упрощалась бы конструкция клапана, чтобы он был проходным и прямоточным, а также повышалась надежность его работы.

Для достижения названного технического результата в корпусе клапана запорно-регулирующего с входным и выходным каналами размещены два затвора, связанные с штоком, перемещаемым приводом.

Заявляемый клапан запорно-регулирующий отличается от прототипа тем, что первый затвор - разгрузочный выполнен в виде ступенчатого штока с упором и уплотнительной поверхностью на конце, расположенного в сквозном осевом ступенчатом, сопрягаемом с ним, отверстии корпуса и образующего с последним гидравлическую полость, при этом его начало со ступенью большего диаметра расположено во входном канале, причем ступенчатый шток установлен с возможностью осевого перемещения и фиксации его в крайних положениях, при этом конец ступенчатого штока с упором и уплотнительной поверхностью расположен соосно внутри второго - запорно-регулирующего затвора и в одном крайнем положении взаимодействует с уплотнительным элементом и перекрывает разгрузочное отверстие в запорно-регулирующем затворе, который выполнен с уплотнительной поверхностью и размещен в седле с уплотнительным элементом, выполненном трубчатым с отверстиями, расположенными до уплотнительного элемента по ходу потока среды, а внутренний диаметр трубчатой части седла до уплотнительного элемента сопрягается с наружным диаметром запорно-регулирующего затвора, причем последний установлен с возможностью осевого перемещения упором ступенчатого штока вдоль трубчатой части седла от уплотнительного элемента, при этом в центральной части корпуса выполнено радиальное отверстие с расположенным в нем поршнем с штоком, подпоршневая полость которого заполнена жидкостью (маслом) и соединена каналом с гидравлической полостью, а шток установлен с возможностью взаимодействия с штоком поршня, при этом в корпусе выполнены отверстия, через которые входной канал соединяется с выходным при открытом запорно-регулирующем затворе.

Предлагаемое изобретение изображено на чертеже, где на фиг.1 изображен продольный разрез клапана в закрытом положении, на фиг.2 - разрез по А-А на фиг.1.

Клапан содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 каналами. В корпусе размещены два затвора, связанные с штоком 4, управляемым приводом 5.

Первый затвор - разгрузочный выполнен в виде ступенчатого штока 6 с упором 7 и уплотнительной поверхностью 8 на конце 9. Ступенчатый шток расположен в сквозном осевом ступенчатом, сопрягаемом с ним, отверстии 10 корпуса и образует с корпусом гидравлическую полость 11, при этом его начало 12 со ступенью 13 большего диаметра расположено во входном канале корпуса. Ступенчатый шток установлен с возможность осевого перемещения, а его подвижность ограничена крайними положениями перемещения.

Конец ступенчатого штока с упором и уплотнительной поверхностью расположен соосно внутри второго - запорно-регулирующего затвора 14 (в сборе) с уплотнительным элементом 15, разгрузочным отверстием 16 и уплотнительной поверхностью 17. В одном крайнем положении ступенчатый шток взаимодействует своей уплотнительной поверхностью с уплотнительным элементом и перекрывает разгрузочное отверстие, а в другом крайнем положении упором прижимает запорно-регулирующий затвор к корпусу.

Запорно-регулирующий затвор размещен в седле 18 с уплотнительным элементом 19, выполненным трубчатым, с отверстиями 20, расположенными до уплотнительного элемента по ходу потока транспортируемой среды. Внутренний диаметр трубчатой части седла до уплотнительного элемента и наружный диаметр запорно-регулирующего затвора выполнены сопрягаемыми. Запорно-регулирующий затвор установлен с возможностью осевого перемещения ступенчатым штоком вдоль трубчатой части седла от уплотнительного элемента.

В центральной части корпуса выполнено радиальное отверстие 21 с расположенным в нем поршнем 22 с штоком 23, подпоршневая полость 24 которого заполнена жидкостью (маслом) и соединена каналом 25 с гидравлической полостью, а шток установлен с возможностью взаимодействия с штоком поршня.

В корпусе выполнены отверстия 26, соединяющие входной и выходной каналы при открытом запорно-регулирующем затворе.

Клапан работает следующим образом. В исходном положении (закрыто) шток 4 находится в крайнем верхнем положении, как и поршень 22 с штоком 23. Ступенчатый шток 6 под действием давления транспортируемой среды из-за разных эффективных площадей сечения на торцах своей уплотнительной поверхностью 8 прижимается к уплотнительному элементу 15 запорно-регулирующего затвора 14, герметично перекрывая разгрузочное отверстие 16.

Запорно-регулирующий затвор 14 под действием давления транспортируемой среды своей уплотнительной поверхностью 17 прижимается к уплотнительному элементу 19 седла 18, герметично перекрывая поток транспортируемой среды из входного канала 2 в выходной 3.

При необходимости открытия клапана и регулирования расхода транспортируемой среды подают соответствующий сигнал на привод 5, который начинает перемещать шток 4 вниз. В свою очередь шток 4 перемещает шток 23 с поршнем 22 вниз с усилием, создающим давление в поршневой полости 24, значительно превышающим давление транспортируемой среды и позволяющим переместить ступенчатый шток 6 от уплотнительного элемента 15 запорно-регулирующего затвора 14, открывая разгрузочное отверстие 16 для прохода среды, находящейся над запорно-регулирующим затвором 14 для его разгрузки. При дальнейшем движении ступенчатый шток 6 упором 7 упирается в запорно-регулирующий затвор 14 (в сборе) и перемещает его вдоль трубчатой части седла 18 от уплотнительного элемента 19, открывая проход транспортируемой среде из входного 2 канала через отверстие 26 и далее через отверстия 20 трубчатой части седла 18 в выходной 3 канал.

Регулирование расхода транспортируемой среды осуществляется перемещением штока 4 до необходимого положения и его остановкой. Каждому положению штока 4 соответствует определенное положение запорно-регулирующего затвора 14, обеспечивающее соответствующий расход транспортируемой среды через отверстия 20 седла 18.

При необходимости перекрытия потока транспортируемой среды подают соответствующий сигнал на привод 5, который начинает перемещать шток 4 вверх в крайнее верхнее положение. В результате давление в подпоршневой полости 24 и связанной с ней каналом 25 гидравлической полости 11 падает, в результате чего ступенчатый шток 6 под действием давления транспортируемой среды из-за разных эффективных площадей сечения на торцах начинает перемещаться к уплотнительному элементу 15 запорно-регулирующего затвора 14, закрывая разгрузочное отверстие 16 и перемещая запорно-регулирующий затвор 14 к уплотнительному элементу 19 седла 18. Совместное перемещение ступенчатого штока 6 и запорно-регулирующего затвора 14 продолжается до тех пор, пока запорно-регулирующий затвор 14 своей уплотнительной поверхностью 17 не достигает уплотнительного элемента 19 седла 18, герметично перекрывая его, а ступенчатый шток 6 своей уплотнительной поверхностью 8 опустится на уплотнительный элемент 15, герметично перекрывая разгрузочное отверстие 16 запорно-регулирующего затвора 14. Данное положение ступенчатого штока 6 соответствует крайнему верхнему положению штока 4, при этом поршень 22 с штоком 23 также займут свое крайнее верхнее положение.

Благодаря упрощению конструкции клапана обеспечиваются прямоточность клапана и повышение надежности его работы.

Изобретение относится к трубопроводной арматуре, а именно к отключающим устройствам с запорным элементом, совершающим скользящее движение вдоль седловой поверхности, имеющей форму поверхности тел вращения, и предназначено для установки на технологических линиях газовых промыслов для перекрытия и регулирования расхода транспортируемой среды. Клапан запорно-регулирующий содержит корпус с входным и выходным каналами. В корпусе размещены два затвора. Они связаны со штоком. Шток перемещается приводом. Первый затвор - разгрузочный выполнен в виде ступенчатого штока с упором и уплотнительной поверхностью на его конце. Ступенчатый шток расположен в сквозном осевом ступенчатом, сопрягаемом с ним, отверстии корпуса, и образует с корпусом гидравлическую полость. Начало ступенчатого штока со ступенью большего диаметра расположено во входном канале. Ступенчатый шток установлен с возможностью осевого перемещения и фиксации его в крайних положениях. Конец ступенчатого штока с упором и уплотнительной поверхностью расположен соосно внутри второго - запорно-регулирующего затвора. В одном крайнем положении этот конец штока взаимодействует с уплотнительным элементом запорно-регулирующего затвора и перекрывает его разгрузочное отверстие. Запорно-регулирующий затвор выполнен с уплотнительной поверхностью и размещен в седле с уплотнительным элементом. Седло выполнено трубчатым с отверстиями. Эти отверстия расположены до уплотнительного элемента по ходу потока среды. Внутренний диаметр трубчатой части седла до уплотнительного элемента сопрягается с наружным диаметром запорно-регулирующего затвора. Этот затвор установлен с возможностью осевого перемещения упором ступенчатого штока вдоль трубчатой части седла от уплотнительного элемента. В центральной части корпуса выполнено радиальное отверстие с расположенным в нем поршнем со штоком. Подпоршневая полость радиального отверстия заполнена жидкостью (маслом) и соединена каналом с упомянутой гидравлической полостью. Шток установлен с возможностью взаимодействия со штоком поршня. В корпусе выполнены отверстия. Через эти отверстия входной канал соединяется с выходным каналом при открытом запорно-регулирующем затворе. Изобретение направлено на упрощение конструкции клапана, на обеспечение прямоточности клапана и на повышение надежности его работы. 2 ил.

Клапан запорно-регулирующий, в корпусе которого с входным и выходным каналами размещены два затвора, связанные с штоком, перемещаемым приводом, отличающийся тем, что первый затвор - разгрузочный - выполнен в виде ступенчатого штока с упором и уплотнительной поверхностью на конце, расположенного в сквозном осевом ступенчатом, сопрягаемом с ним отверстии корпуса, и образующего с последним гидравлическую полость, при этом его начало со ступенью большего диаметра расположено во входном канале, причем ступенчатый шток установлен с возможностью осевого перемещения и фиксации его в крайних положениях, при этом конец ступенчатого штока с упором и уплотнительной поверхностью расположен соосно внутри второго - запорно-регулирующего - затвора и в одном крайнем положении взаимодействует с уплотнительным элементом и перекрывает разгрузочное отверстие в запорно-регулирующем затворе, который выполнен с уплотнительной поверхностью и размещен в седле с уплотнительным элементом, выполненным трубчатым с отверстиями, расположенными до уплотнительного элемента по ходу потока среды, а внутренний диаметр трубчатой части седла до уплотнительного элемента сопрягается с наружным диаметром запорно-регулирующего затвора, причем последний установлен с возможностью осевого перемещения упором ступенчатого штока вдоль трубчатой части седла от уплотнительного элемента, при этом в центральной части корпуса выполнено радиальное отверстие с расположенным в нем поршнем с штоком, подпоршневая полость которого заполнена жидкостью (маслом) и соединена каналом с гидравлической полостью, а шток установлен с возможностью взаимодействия с штоком поршня, при этом в корпусе выполнены отверстия, через которые входной канал соединяется с выходным при открытом запорно-регулирующем затворе.