ЗАПОРНО-РЕГУЛИРУЮЩИЙ КЛАПАН Российский патент 2008 года по МПК F16K1/44 F16K3/22 

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 поворотный 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 размера выполнен паз, а поворотный запорный орган установлен с возможностью взаимодействия с указанным пазом (а.с. №1203295, МПК 4 F16K 3/00, приор. 05.07.84).

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, а другая - разгрузочная с уплотнительной поверхностью и отверстием (патент СССР №1753142 А2, кл. F16K 3/00, 07.08.92 г.).

Недостатком этих запорно-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 с штоком, перемещаемым приводом, и запорный, связанный с штоком, при этом клапан снабжен дополнительным затвором, седло которого закреплено в нижней части корпуса соосно с 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 с штоком, причем в полом удлинении штока выполнены радиальные отверстия, расположенные над тарельчатым затвором (патент РФ №2162179, МПК 7 F16K 1/44, 22.05.2000 г.).

Недостатком клапана запорно-регулирующего является низкая надежность, обусловленная наличием трех затворов: одного регулирующего и двух запорных, причем клапан является как бы дважды угловым, что также усложняет его монтаж на трубопроводе.

Задача, достигаемая изобретением, состоит в том, чтобы создать такое техническое решение, при использовании которого упрощалась конструкция клапана и повышалась надежность его работы.

Для достижения названного технического результата в корпусе запорно-регулирующего клапана с входным и выходным каналами размещены два затвора: регулирующий и запорный, связанные с штоком, перемещаемым приводом, при этом клапан снабжен дополнительным затвором, а запорный затвор выполнен тарельчатым и размещен ниже регулирующего затвора по ходу потока среды и его седло расположено в корпусе соосно с штоком.

Заявляемый запорно-регулирующий клапан отличается от прототипа тем, что запорный затвор выполнен с осевым проходным отверстием, уплотнительным элементом и уплотнительной поверхностью, при этом дополнительный затвор расположен на нижнем конце штока с возможностью взаимодействия с уплотнительным элементом запорного затвора, причем на штоке перед дополнительным затвором радиально неподвижно установлен штифт, концы которого выступают за диаметр штока, при этом регулирующий затвор представляет собой втулку-плунжер с радиальными симметрично расположенными отверстиями, выполненными со стороны нижнего торца, и радиальными пазами, выполненными между верхним торцом и радиальными отверстиями, причем втулка-плунжер расположена соосно в неподвижном седле, выполненном трубчатым с радиальными отверстиями, соосными отверстиям во втулке-плунжере в открытом положении, а внутренний диаметр трубчатой части седла сопрягается с наружным диаметром втулки-плунжера, при этом концы штифта штока расположены в радиальных пазах втулки-плунжера и обеспечивают неподвижное положение втулки-плунжера при открытии (закрытии) клапана и поворот втулки-плунжера в седле на необходимый угол при регулировании площади прохода, причем в закрытом положении дополнительный затвор взаимодействует с уплотнительным элементом запорного затвора.

Предлагаемое изобретение изображено на чертежах, где на фиг.1 изображен продольный разрез клапана в закрытом положении, на фиг.2 - вид А на фиг.1, на фиг.3 - разрез по Б-Б на фиг.1.

Клапан содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 каналами. Внутри корпуса размещены два затвора: регулирующий и запорный, связанные с штоком 4, перемещаемым приводом 5.

Запорный затвор выполнен тарельчатым 6 и размещен ниже регулирующего затвора по ходу потока среды, а его седло 7 с уплотнительным элементом 8 расположено в корпусе соосно со штоком. Тарельчатый запорный затвор выполнен с осевым проходным отверстием 9, уплотнительным элементом 10 и уплотнительной поверхностью 11. Клапан также снабжен дополнительным затвором, расположенным на нижнем конце 12 штока с уплотнительной поверхностью 13 и упорным кольцом 14 с возможностью взаимодействия с уплотнительным элементом тарельчатого затвора. При этом на штоке перед дополнительным затвором радиально неподвижно установлен штифт 15, концы которого выступают за диаметр штока.

Регулирующий затвор представляет собой втулку-плунжер 16 с радиальными симметрично расположенными отверстиями 17, выполненными со стороны нижнего торца, и радиальными пазами 18, выполненными между верхним торцом и радиальными отверстиями. Втулка-плунжер расположена соосно в седле 19, выполненном трубчатым с радиальными отверстиями 20, соосными отверстиям во втулке-плунжере в открытом положении. Внутренний диаметр трубчатой части седла сопрягается с наружным диаметром втулки-плунжера.

Концы штифта штока расположены в радиальных пазах втулки-плунжера, состоящих из двух участков: нижнего вертикального 21 и верхнего наклонного 22 под углом примерно 30° к вертикальной оси. При открытии (закрытии) клапана концы штифта перемещаются в нижних вертикальных участках пазов и обеспечивают неподвижное закрытое положение втулки-плунжера. При регулировании расхода транспортируемой среды концы штифта штока перемещаются в верхних наклонных участках пазов и обеспечивают поворот втулки-плунжера в седле на необходимый угол для открытия радиальных отверстий.

В закрытом положении клапана дополнительный затвор взаимодействует с уплотнительным элементом тарельчатого запорного затвора, который, в свою очередь, уплотнительной поверхностью взаимодействует с уплотнительным элементом седла.

Клапан работает следующим образом. В исходном положении (закрыто) радиальные отверстия 20 седла 19 перекрыты втулкой-плунжером 16, а тарельчатый затвор 6 дополнительным затвором штока 4 и давлением транспортируемой среды прижат к седлу 7, 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 с дополнительным затвором и его уплотнительной поверхностью 13 вверх от уплотнительного элемента 10 тарельчатого запорного затвора 6, открывая отверстие 9, при этом транспортируемая среда, находящаяся над тарельчатым запорным затвором 6, через отверстие 9 проходит в выходной канал 3, разгружая тарельчатый затвор 6 от перепада давления. При дальнейшем движении штока 4 и дополнительного затвора последний упорным кольцом 14 упирается в верхнюю часть тарельчатого затвора 6 и перемещает его от уплотнительного элемента 8 седла 7, при этом концы штифта 15 штока 4 перемещаются в нижних вертикальных 21 участках пазов 18 втулки-плунжера 16. После того, как концы штифта 15 штока 4 переместятся в начала верхних наклонных 22 участков пазов 18 при дальнейшем движении штока 4 с тарельчатым затвором 6 вверх, они начнут поворачивать втулку-плунжер 16 против часовой стрелки, открывая ее радиальными отверстиями 17 отверстия 20 в седле 19. Регулирование расхода транспортируемой среды осуществляется перемещением штифта 15 штока 4 в верхних наклонных 22 участках пазов 18 до необходимого положения и остановкой штока 4. Каждому положению штока 4 при регулировании соответствует определенное положение радиальных отверстий 17 втулки-плунжера 16 относительно радиальных отверстий 20 в седле 19, обеспечивающее соответствующий расход транспортируемой среды.

При необходимости перекрытия потока транспортируемой среды подают соответствующий сигнал на привод 5, который начинает перемещать шток 4 с тарельчатым запорным затвором 6 вниз, при этом концы штифта 15 штока 4 перемещаются в верхних наклонных 22 участках пазов 18, поворачивая втулку-плунжер 16 по часовой стрелке и перекрывая радиальные отверстия 20 в неподвижном седле 19 для прохода транспортируемой среды. После того, как концы штифта 15 штока 4 переместятся в начала верхних наклонных 22 участков пазов 18, втулка-плунжер 16 перекроет радиальные отверстия 20 в неподвижном седле 19. При дальнейшем движении штока 4 с тарельчатым затвором 6 вниз концы штифта 15 перемещаются в нижних вертикальных 21 участках пазов 18 втулки-плунжера 16. Перемещение штока 4 с тарельчатым затвором 6 продолжается до тех пор, пока тарельчатый запорный затвор 6 своей уплотнительной поверхностью 11 не достигнет уплотнительного элемента 8 седла 7, а дополнительный затвор штока 4 своей уплотнительной поверхностью 13 не достигнет уплотнительного элемента 10 тарельчатого затвора 6, герметично перекрывая проход транспортируемой среде из входного канала 2 в выходной 3.

Благодаря использованию поворотной регулирующей втулки-плунжера упрощается конструкция клапана и повышается надежность его работы.

Изобретение относится к трубопроводной арматуре. В корпусе клапана размещены три затвора: регулирующий, запорный и дополнительный, связанные со штоком. Запорный затвор выполнен тарельчатым и размещен ниже регулирующего затвора по ходу потока среды. Его седло с уплотнительным элементом расположено в корпусе соосно со штоком. Запорный затвор выполнен с осевым проходным отверстием, уплотнительным элементом и уплотнительной поверхностью. На нижнем конце штока с возможностью взаимодействия с уплотнительным элементом запорного затвора расположен дополнительный затвор. Регулирующий затвор представляет собой втулку-плунжер с радиальными симметрично расположенными отверстиями и радиальными пазами. Отверстия выполнены со стороны нижнего торца. Пазы выполнены между верхним торцом и радиальными отверстиями. Втулка-плунжер расположена в неподвижном седле соосно. Седло выполнено трубчатым с радиальными отверстиями, соосными отверстиям во втулке-плунжере в открытом положении. Внутренний диаметр трубчатой части седла сопрягается с наружным диаметром втулки-плунжера. На штоке перед дополнительным затвором радиально неподвижно установлен штифт. Концы штифта выступают за диаметр штока и расположены в радиальных пазах втулки-плунжера. Изобретение позволяет упростить конструкцию, повысить надежность и увеличить долговечность работы клапана. 3 ил.

Запорно-регулирующий клапан, в корпусе которого с входным и выходным каналами размещены два затвора: регулирующий и запорный, связанные со штоком, перемещаемым приводом, при этом клапан снабжен дополнительным затвором, а запорный затвор выполнен тарельчатым и размещен ниже регулирующего затвора по ходу потока среды и его седло расположено в корпусе соосно с штоком, отличающийся тем, что запорный затвор выполнен с осевым проходным отверстием, уплотнительным элементом и уплотнительной поверхностью, при этом дополнительный затвор расположен на нижнем конце штока с возможностью взаимодействия с уплотнительным элементом запорного затвора, причем на штоке перед дополнительным затвором радиально неподвижно установлен штифт, концы которого выступают за диаметр штока, при этом регулирующий затвор представляет собой втулку-плунжер с радиальными симметрично расположенными отверстиями, выполненными со стороны нижнего торца, и радиальными пазами, выполненными между верхним торцом и радиальными отверстиями, причем втулка-плунжер расположена соосно в неподвижном седле, выполненном трубчатым с радиальными отверстиями, соосными отверстиям во втулке-плунжере в открытом положении, а внутренний диаметр трубчатой части седла сопрягается с наружным диаметром втулки-плунжера, при этом концы штифта штока расположены в радиальных пазах втулки-плунжера и обеспечивают неподвижное положение втулки-плунжера при открытии (закрытии) клапана и поворот втулки-плунжера в седле на необходимый угол при регулировании площади прохода, причем в закрытом положении дополнительный затвор взаимодействует с уплотнительным элементом запорного затвора.