ЗАПОРНАЯ АРМАТУРА Российский патент 2010 года по МПК F16K31/70 F16K17/38 F16K11/04 

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и может быть использовано в нефте-, газо- и трубопроводах, теплоэнергетике, двигателе- и турбостроении, химической промышленности.

Известен запорный клапан с термочувствительным управлением, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, запорный орган, седло и термочувствительный элемент, выполненный из материала, обладающего эффектом памяти формы, запорный клапан дополнительно снабжен золотником, управляемым термочувствительным элементом и обеспечивающим прохождение рабочей среды в полости канала в момент срабатывания (патент № 2200267).

Недостатком запорного клапана-отсекателя является довольно сложная конструкция, невозможность подавать рабочую среду из другого канала при срабатывании клапана.

Наиболее близким к данному изобретению является запорный клапан-отсекатель, содержащий корпус с каналами подвода и отвода среды, седло, подпружиненный запорный орган и механизм возврата, снабженный термочувствительным элементом. Последний выполнен из материала с эффектом памяти формы. Запорный клапан-отсекатель содержит также рычаг и фиксатор. Причем один конец рычага уперт в шток механизма возврата, а другой связан с кулачком. Последний установлен с возможностью перемещения штока с запорным органом. Изобретение позволяет повысить надежность клапана, обеспечить возможность ручного управления в необходимых случаях (патент № 2182272).

Недостатком данного запорного клапана является довольно сложная конструкция, невозможность бесперебойной подачи рабочей среды, небольшие усилия прижатия запорного клапана к седлу и возможность многократного срабатывания при изменении температуры рабочей среды.

Задача изобретения: расширение функциональных возможностей и упрощение конструкции запорной арматуры.

Техническим результатом является обеспечение бесперебойной подачи рабочей среды, использование в качестве рабочего элемента кольцевого биметаллического элемента с наружным слоем из материала с эффектом памяти формы, увеличение усилия прижатия запорного клапана к седлу и возможности его многократного срабатывания.

Технический результат решается предложенной запорной арматурой, содержащей корпус с двумя каналами подвода и каналом отвода рабочей среды, кольцевой биметаллический элемент, расположенный в центре корпуса в упорах, предотвращающих его горизонтальное перемещение, в каналах подвода рабочей среды установлены с возможностью их перемещения вдоль оси запорной арматуры запорные клапаны, соединенные с кольцевым биметаллическим элементом через штоки и контактирующие с седлами, расположенными на входе этих каналов, причем кольцевой биметаллический элемент состоит из наружного слоя, выполненного из материала с эффектом памяти формы, и внутреннего, выполненного из материала, коэффициент объемного расширения которого меньше, чем у материала с эффектом памяти формы. Штоки запорных клапанов установлены в направляющих, закрепленных в корпусе.

Увеличение усилия прижатия запорного клапана к седлу запорной арматуры и многократность его срабатывания повышается за счет использования биметаллического кольцевого элемента с наноструктурированным слоем из сплава с эффектом памяти формы.

На фиг.1 изображен рабочий общий вид запорной арматуры с одним входным каналом. На фиг.2 изображен вид запорной арматуры с открытым входным вторым каналом.

Запорная арматура содержит корпус 1 с каналами подвода 2, 3 и отвода 4 рабочей среды, упругий кольцевой элемент 6 с наноструктурированным слоем с эффектом памяти формы 7, запорные клапаны 8, 9 со штоками 10, 11, закрепленные на упругом элементе 6, седла клапанов 12, 13, упоры 14, 15, закрепленные в корпусе для предотвращения произвольного горизонтального перемещения биметаллического кольцевого элемента, направляющие клапанов 16, 17, жестко закрепленные в корпусе.

В качестве термочувствительного биметаллического элемента в запорной арматуре использован упругий кольцевой элемент 6 с наплавленным наноструктурированным слоем с эффектом памяти формы 7.

Запорная арматура работает следующим образом.

Рабочая среда поступает в запорную арматуру через входной канал 2, при этом входной канал 3 закрыт клапаном 9, закрепленным на штоке 11. При повышении температуры до температуры обратного мартенситного превращения за счет преобразования в кольцевом наноструктурированном слое 7 с эффектом памяти формы упругий элемент 6 деформируется в положение II, преодолевая силы упругости упругого элемента 6. При этом прекращается вход рабочей среды через входной канал 2, происходит открытие входного канала 3. При этом рабочая среда, поступившая через входной канал 3, начинает охлаждать упругий кольцевой элемент 6 с наноструктурированным слоем 7 с эффектом памяти формы. Снижение температуры до температуры начала мартенситного превращения приводит к тому, что наноструктурированный слой 7 с эффектом памяти формы начинает терять упругость и упругие силы кольцевого упругого элемента 6 возвращают его в положение I. При этом происходит закрытие входного канала 3 клапаном 9, закрепленным на штоке 11, а открытие входного канала 2 клапаном 8, закрепленным на штоке 10.

В результате использования предложенной запорной арматуры обеспечивается бесперебойная подача рабочей среды (нефть, газ, вода и др.), происходит увеличение усилия прижатия запорного клапана к седлу и возможности его многократного срабатывания за счет срабатывания с заданным усилием наноструктурированного биметаллического кольцевого элемента с эффектом памяти формы, многократно упрощается конструкция запорной арматуры.

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и предназначено для использования в нефте-, газо- и трубопроводах, теплоэнергетике, двигателе- и турбостроении, химической промышленности. Запорная арматура содержит корпус с двумя каналами подвода и каналом отвода рабочей среды, кольцевой биметаллический элемент. Кольцевой биметаллический элемент расположен в центре корпуса в упорах, предотвращающих его горизонтальное перемещение. В каналах подвода рабочей среды установлены с возможностью их перемещения вдоль оси запорной арматуры запорные клапаны. Клапаны соединены с кольцевым биметаллическим элементом через штоки и контактируют с седлами. Седла расположены на входе этих каналов. Кольцевой биметаллический элемент состоит из наружного слоя, выполненного из материала с эффектом памяти формы, и внутреннего слоя, выполненного из материала, коэффициент объемного расширения которого меньше, чем у материала с эффектом памяти формы. Изобретение обеспечивает расширение функциональных возможностей и упрощение конструкции запорной арматуры. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Запорная арматура, содержащая корпус с двумя каналами подвода и каналом отвода рабочей среды, кольцевой биметаллический элемент, расположенный в центре корпуса в упорах, предотвращающих его горизонтальное перемещение, в каналах подвода рабочей среды установлены с возможностью их перемещения вдоль оси запорной арматуры запорные клапаны, соединенные с кольцевым биметаллическим элементом через штоки и контактирующие с седлами, расположенными на входе этих каналов, причем кольцевой биметаллический элемент состоит из наружного слоя, выполненного из материала с эффектом памяти формы, и внутреннего, выполненного из материала, коэффициент объемного расширения которого меньше, чем у материала с эффектом памяти формы.

2. Запорная арматура по п.1, отличающаяся тем, что штоки запорных клапанов установлены в направляющих, закрепленных в корпусе.