КЛАПАН ОБРАТНЫЙ Российский патент 2006 года по МПК F16K15/02 

Изобретение относится к области горного дела, в частности к нефтегазодобывающей, нефтегазоперерабатывающей промышленности, и может быть использовано в нефтепромысловом или газоперекачивающем оборудовании, транспортирующих нефть, газ, агрессивные среды, воду для защиты насосных агрегатов и газоперекачивающих компрессоров при их плановых остановках или аварийных отключениях.

Известен клапан обратный, содержащий корпус, запорный элемент, отверстия для протока жидкости или газа (см. RU 2178853 С1, 27.01.2002, F 16 К 15/14).

Недостатком известного клапана обратного является его ненадежность в процессе эксплуатации, особенно при высоких давлениях МПа (кгс/см²) 21 (210), и износа внутренних поверхностей, обеспечивающих его герметичность.

Известен клапан обратный (RU 2205310 С2, 27.05.2003, F 16 К 15/14), содержащий корпус, запорный элемент, расположенный на оси, перегородку для запорного элемента с каналами гидравлической связи, стабилизатор на конце оси с конической поверхностью и каналами гидравлической связи.

Недостатками известного клапана являются ненадежность в процессе эксплуатации, особенно из-за гидроабразивного износа отверстий для протока жидкости в процессе нагнетания при высоких давлениях МПа (кгс/см²) 21 (210), высоких скоростях потоков перекачиваемых сред, которые могут достигать 10 м/сек и более, гидравлических сопротивлений элементов конструкции клапана обратного и износа внутренних поверхностей клапана, обеспечивающего их герметичность.

Задача изобретения состоит в повышении надежности, в увеличении срока эксплуатации, особенно в системах высокого давления и высоких скоростей перекачиваемых сред, в снижении гидравлических сопротивлений потокам перекачиваемых сред, проходящих через клапан обратный, в удобстве обслуживания, ремонтопригодности и конкурентоспособности клапана.

Технический результат достигается тем, что в клапане обратном, содержащем корпус, запорный элемент, расположенный на оси, перегородку для запорного элемента с каналами гидравлической связи, стабилизатор на конце оси с конической поверхностью и каналами гидравлической связи, согласно изобретению, стабилизатор снабжен регулировочным кольцом, в корпусе выполнены с одной стороны выточка для установки перегородки с каналами гидравлической связи и центральным отверстием, с другой стороны две камеры для установки втулки с уплотняемой внутренней поверхностью и стабилизатора с опорной поверхностью для регулировочного кольца, каналами гидравлической связи и осью, связанной через центральное отверстие с перегородкой резьбовыми элементами, при этом уплотняемая внутренняя поверхность втулки и опорная поверхность регулировочного кольца выполнены с возможностью взаимодействия с соответствующими поверхностями запорного элемента при перемещении и перекрытии каналов гидравлической связи стабилизатора и перегородки.

Для снижения гидравлических сопротивлений потокам перекачиваемых сред, проходящих через клапан обратный, ребра стабилизатора и перегородки выполнены обтекаемой формы, под углом α, в направлении встречного потока перекачиваемой среды.

На фиг.1 изображен клапан обратный в открытом положении.

На фиг.2 изображен клапан обратный в закрытом положении.

На фиг.3 - вид А на фиг.1.

На фиг.4 - сечение Б-Б на фиг.3.

На фиг.5 - вид В на фиг.2.

На фиг.6 - сечение Г-Г на фиг.5.

Клапан обратный содержит:

входной патрубок 1,

корпус 2,

камеру 3 для установки стабилизатора,

стабилизатор 4,

опорную поверхность 5 стабилизатора 4,

камеру 6 для установки втулки с уплотняемой внутренней поверхностью,

втулку 7,

уплотняемую внутреннюю поверхность 8 втулки 7,

запорный элемент 9,

выточку 10 для установки перегородки,

перегородку 11,

центральное отверстие 12 перегородки 11,

каналы гидравлической связи 13 для протока перекачиваемой среды в перегородке 11,

каналы гидравлической связи 14 для возврата запорного элемента 9 в положение «закрыто»,

резьбовые соединительные элементы 15, стягивающие перегородку 11 со стабилизатором 4 в корпусе 2,

уплотнение 16,

выходной патрубок 17,

эластичные уплотнительные кольца 18,

уплотнительную поверхность 19 запорного элемента 9,

ось 20 стабилизатора 4,

защитную втулку 21,

опорную поверхность 22 запорного элемента 9,

регулировочное кольцо 23,

опорную поверхность 24 регулировочного кольца 23,

каналы гидравлической связи 25 в стабилизаторе 4 для протока нагнетаемой среды,

ребра 26 стабилизатора 4, выполнены обтекаемой формы под углом α, в направлении встречного потока перекачиваемой среды (фиг.1, фиг.3, фиг.4),

соединительные шпильки с гайками 27,

ребра 28 перегородки 11, выполнены обтекаемой формы под углом α, в направлении встречного потока перекачиваемой среды (фиг.5, фиг.6).

В статическом положении элементы конструкции клапана обратного взаимодействуют следующим образом.

На ось 20 стабилизатора 4 надевают регулировочное кольцо 23, защитную втулку 21 и запорный элемент 9.

В выточку 10 корпуса 2 вставляют перегородку 11 и уплотнительное эластичное кольцо 18 (фиг.1).

В камеру 6 корпуса 2 вставляют втулку 7 с уплотняемой внутренней поверхностью 8.

Стабилизатор 4 с регулировочным кольцом 23, с защитной втулкой 21 и запорным элементом 9 вставляется в камеру 3 корпуса 2 и через центральное отверстие 12 перегородки 11 посредством резьбовых соединительных элементов 15 через уплотнение 16 соединяется с перегородкой 11 в корпусе 2 и устанавливают эластичное уплотнительное кольцо 18 (фиг.1).

Корпус клапана в собранном виде устанавливают между входным 1 и выходным 17 патрубками.

Патрубки через эластичные уплотнительные кольца 18 стягивают соединительными шпильками с гайками 27 (фиг.1).

Клапан обратный в собранном виде устанавливают (например, вваривают в трубопровод, в нагнетательную линию перед насосным агрегатом или перед газонагнетательным компрессором).

В динамическом положении при запуске насосного агрегата или газонагнетательного компрессора под воздействием потока перекачиваемой среды, через каналы гидравлической связи 25, выполненные в стабилизаторе 4, запорный элемент 9 по защитной втулке 21 перемещается до перегородки 11 и перекрывает каналы гидравлической связи 14.

Перекачиваемая среда, огибая запорный элемент 9 в корпусе 2, через каналы гидравлической связи 25, 13 нагнетается в трубопровод. Клапан открыт (фиг.1, фиг.3, фиг.5).

При плановом или аварийном отключении насосного агрегата или газоперекачивающего компрессора, обратным давлением жидкости или газа через каналы гидравлической связи 14, 13, выполненные в перегородке 11, запорный элемент 9 по защитной втулке 21 досылается до совмещения уплотняемой поверхности 8, выполненной во втулке 7, и уплотнительной поверхности 19, выполненной в запорном элементе 9, а также до совмещения опорной поверхности 24 регулировочного кольца 23, взаимодействующего с опорной поверхностью 5 стабилизатора 4, и опорной поверхности 22 запорного элемента 9, перекрывает каналы гидравлической связи 25, выполненные в стабилизаторе 4. Клапан закрыт (фиг.2).

Наличие обтекаемых ребер 26, 28, выполненных в стабилизаторе 4 и в перегородке 11 (фиг.1, фиг.3, фиг.4, фиг.5, фиг.6) под углом α в направлении встречного потока перекачиваемой среды, обеспечивает снижение гидравлических сопротивлений потокам перекачиваемой жидкости и улучшает аэродинамические характеристики при нагнетании газа в трубопровод через клапан обратный.

Соединение стабилизатора 4 и расположенных на оси 20 защитной втулки 21, регулировочного кольца 23 и запорного элемента 9 с перегородкой 11, через резьбовые соединительные элементы 15 в корпусе 2, увеличивает прочность конструкции, снижает вибрации при эксплуатации клапана обратного, особенно при высоких давлениях Мпа (кгс/см²) 25 (250) и больших скоростях потока перекачиваемых сред.

Наличие в конструкции клапана обратного регулировочного кольца 23, а также втулки 7 с уплотняемой поверхностью 8, изготовленных из износостойких, например, полимерных материалов, обеспечивает высокую ремонтопригодность и минимальные затраты на ремонтно-восстановительные операции клапана обратного.

Предложенное новое техническое решение клапана обратного отличается от известных технических решений новизной, просто в изготовлении, надежно в эксплуатации, ремонтопригодно, конкурентоспособно и его использование в нефтяной и газовой промышленности обеспечит положительный технико-экономический эффект.

Изобретение относится к области горного дела, в частности к нефтегазодобывающей, нефтегазоперерабатывающей промышленности, и может быть использовано в нефтепромысловом или в газоперекачивающем оборудовании. Клапан обратный содержит корпус, запорный элемент, расположенный на оси, перегородку для запорного элемента с каналами гидравлической связи, стабилизатор на конце оси с конической поверхностью и каналами гидравлической связи. Стабилизатор снабжен регулировочным кольцом. В корпусе выполнены с одной стороны выточка для установки перегородки с каналами гидравлической связи и центральным отверстием, с другой стороны две камеры для установки втулки с уплотняемой внутренней поверхностью и стабилизатора с опорной поверхностью для регулировочного кольца, каналами гидравлической связи и осью, связанной через центральное отверстие с перегородкой резьбовыми элементами. Уплотняемая внутренняя поверхность втулки и опорная поверхность регулировочного кольца выполнены с возможностью взаимодействия с соответствующими поверхностями запорного элемента при перемещении и перекрытии каналов гидравлической связи стабилизатора и перегородки. Повышается надежность, увеличивается срок эксплуатации. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Клапан обратный, содержащий корпус, запорный элемент, расположенный на оси, перегородку для запорного элемента с каналами гидравлической связи, стабилизатор на конце оси с конической поверхностью и каналами гидравлической связи, отличающийся тем, что стабилизатор снабжен регулировочным кольцом, в корпусе выполнены с одной стороны выточка для установки перегородки с каналами гидравлической связи и центральным отверстием, с другой стороны две камеры для установки втулки с уплотняемой внутренней поверхностью и стабилизатора с опорной поверхностью для регулировочного кольца, каналами гидравлической связи и осью, связанной через центральное отверстие с перегородкой резьбовыми элементами, при этом уплотняемая внутренняя поверхность втулки и опорная поверхность регулировочного кольца выполнены с возможностью взаимодействия с соответствующими поверхностями запорного элемента при перемещении и перекрытии каналов гидравлической связи стабилизатора и перегородки.2. Клапан по п.1, отличающийся тем, что ребра стабилизатора и перегородки выполнены обтекаемой формы под углом α в направлении встречного потока перекачиваемой среды.