КЛАПАН РЕГУЛИРУЮЩИЙ Российский патент 2011 года по МПК F16K1/12 F16K1/42 

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и может быть использовано на промыслах, ПХГ, ГРС, магистральных газопроводах, дренажных и сбросных линиях.

Известен прямоточный клапан по патенту GB №2166847 А, Кл. F16К 1/12.

Этот клапан имеет корпус, внутри которого расположены седло с эластичным уплотнением, затвор и привод.

Клапан отличается повышенной пропускной' способностью (т.к. прямоточный). Но прямоточность приводит и к основному недостатку конструкции, а именно к быстрому абразивному износу поверхностей взаимодействия пары затвор-седло из-за большой скорости прохождения песка и твердых частиц потока среды.

Наиболее близким техническим решением является клапан запорный по патенту РФ №2198335, кл. F16К 1/16. Среди положительных качеств данной конструкции можно выделить повышение герметичности и уменьшение усилий на закрытие и открытие. Однако недостатком данного клапана запорного является малая защита дросселирующих частей пары затвор-седло от действия на них твердых частиц и песка транспортируемой среды, что приводит к их быстрому износу и, как следствие, к нарушению степени герметизации, надежности и долговечности.

Целью предлагаемого изобретения является увеличение надежности и долговечности путем повышения степени защиты от эрозионного износа дросселирующей части затвор-седло.

Указанная цель достигается тем, что в клапане регулирующем, содержащем корпус с крышкой, входной и выходной фланцы, затвор в виде подвижной втулки с уплотнениями, червячный привод и седло с уплотнением, седло со стороны входа снабжено наружным и промежуточным дисками, расположенными на расстоянии друг от друга, поверхности дисков, обращенные друг к другу, выполнены в виде лабиринтов, поверхность наружного диска со стороны входа на максимальном диаметре окружности снабжена буртиком-воронкой по площади, приближающейся к площади сечения внутреннего диаметра затвора, а сам наружный диск - сквозными отверстиями, соединяющими вход с пространством между дисками, кроме того, затвор выполнен с внутренним диаметром, величиной, обеспечивающей минимально допустимый зазор с наружными диаметрами дисков седла.

Анализ отобранных в результате поиска патентных, информационных и каталожных материалов по клапанам регулирующим по фондам Саратовской областной универсальной научной библиотеки позволяет сделать вывод, что предлагаемое изобретение не известно из уровня техники, т.е. имеет изобретательский уровень.

Конструкция предлагаемого клапана регулирующего вызвана практикой эксплуатации подобных (прямоточных) клапанов. Статистика свидетельствует о том, что самым уязвимым для эрозии местом известных конструкций является уплотняющая фаска затвора. Эта поверхность из плоской быстро приобретает неровный, волнообразный характер под действием на нее твердых частиц и песка потока газа, проходящего с большой скоростью. А чем выше скорость потока газа, тем сильнее эрозионный износ поверхностей.

В предлагаемой конструкции снабжение седла наружным и промежуточным дисками, расположенными на расстоянии друг от друга, и выполнение их поверхностей, обращенных друг к другу в виде лабиринтов, а также снабжение поверхности наружного диска со стороны входа по максимальному диаметру окружности буртиком-воронкой по площади, приближающейся к площади сечения внутреннего диаметра затвора, и обеспечение наружного диска сквозными отверстиями приводит к уменьшению скорости движения части потока газа через лабиринты и отверстия наружного диска и, следовательно, к уменьшению эрозионного износа лабиринтных поверхностей, а также затвора и седла за счет отвлечения механических частиц и песка из основного потока в поток, идущий через лабиринты.

Таким образом, герметичность не снижается и, как следствие, надежность и срок службы повышается.

Следовательно, предлагаемая конструкция обладает промышленной полезностью.

Изобретение поясняется чертежом.

Клапан регулирующий содержит корпус 1 с крышкой 2 и фланцами входным 3 и выходным 4, затвор 5 в виде подвижной втулки с уплотнениями, червячный привод 6, седло 7 с уплотнением для затвора 5 и с наружным 8 и промежуточным 9 дисками, расположенными на расстоянии друг от друга, поверхности дисков 8 и 9, обращенные друг к другу, выполнены в виде лабиринтов 10, поверхность наружного диска 7 со стороны входа на максимальном диаметре окружности снабжена буртиком-воронкой 11 по площади, приближающейся к площади сечения внутреннего диаметра затвора, а сам наружный диск 8 - сквозными отверстиями 12, соединяющими вход с пространством между дисками 8 и 9, кроме того, затвор 5 выполнен с внутренним диаметром величиной, обеспечивающей минимально допустимый зазор с наружным диаметром дисков 8 и 9.

Клапан регулирующий работает следующим образом.

По заданной программе червячный привод 6 перемещает затвор 5 (см. чертеж) влево - на открытие, вправо - на закрытие, что приводит к изменению проходного сечения и соответственно расхода.

При прохождении через клапан регулирующий потока газа часть его, вместе с твердыми частицами и песком, летящими по инерции захватывается буртиком-воронкой 11, по площади, приближающейся к площади сечения внутреннего диаметра затвора 5. Эта часть потока проходит через отверстия 12 наружного диска 8 и лабиринты 10 поверхностей дисков 8 и 9, обращенные друг к другу. В результате, из-за их гидравлического сопротивления, скорость движения потока газа с твердыми частицами и песком при прохождении через них уменьшается и соответственно ослабевает сила их воздействия на лабиринты 10 поверхностей дисков 8 и 9, а также поверхности затвора 5 и седла 7 за счет того, что в основном потоке их количество уменьшилось.

При перемещении затвора 5 влево, т.е. при открытии клапана регулирующего, проход между затвором 5 и седлом 7 увеличивается, основной поток газа возрастает и твердые частицы и песок, вылетающие из лабиринтов 10 поверхностей дисков 8 и 9, уносятся этим потоком. Кроме того, следует также подчеркнуть, что отверстия 12 наружного диска 8 и лабиринты 10 поверхностей дисков 8 и 9 постоянно продуваются струей части потока газа пока клапан не закрыт.

При перемещении затвора 5 вправо и посадке его на уплотнение седла 7, т.е. при закрытии клапана регулирующего не происходит воздействие абразивных частиц на дросселирующие части и исключается износ поверхностей.

Изобретение относится к арматуростроению и предназначено для использования в качестве запорно-регулирующей арматуры в нефтегазовой промышленности на промыслах, магистральных газопроводах, дренажных и сбросных линиях. Клапан регулирующий содержит корпус 1 с крышкой 2 и фланцами входным 3 и выходным 4, затвор 5 в виде подвижной втулки с уплотнениями, червячный привод 6, седло 7 с уплотнением для затвора 5. Седло 7 со стороны входа снабжено наружным 8 и промежуточным 9 дисками, расположенными на расстоянии друг от друга. Обращенные друг к другу поверхности дисков 8 и 9 выполнены в виде лабиринтов 10. Поверхность наружного диска 8 со стороны входа на максимальном диаметре окружности снабжена буртиком-воронкой 11 по площади, приближающейся к площади сечения внутреннего диаметра затвора 5. Наружный диск 8 выполнен со сквозными отверстиями 12, соединяющими вход с пространством между дисками 8 и 9. Затвор 5 выполнен с внутренним диаметром величиной, обеспечивающей минимально допустимый зазор с наружным диаметром дисков 8 и 9. Изобретение направлено на увеличение надежности и долговечности путем повышения степени защиты от эрозионного износа дросселирующей части затвор-седло. 1 ил.

Клапан регулирующий, содержащий корпус с крышкой, входной и выходной фланцы, затвор в виде подвижной втулки с уплотнениями, червячный привод и седло с уплотнением, отличающийся тем, что седло со стороны входа снабжено наружным и промежуточным дисками, расположенными на расстоянии друг от друга, поверхности дисков, обращенные друг к другу, выполнены в виде лабиринтов, поверхность наружного диска со стороны входа на максимальном диаметре окружности снабжена буртиком-воронкой по площади, приближающейся к площади сечения внутреннего диаметра затвора, а сам наружный диск - сквозными отверстиями, соединяющими вход с пространством между дисками, кроме того, затвор выполнен с внутренним диаметром величиной, обеспечивающей минимально допустимый зазор с наружными диаметрами дисков седла.