ПЕРЕКЛЮЧАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДАЧИ ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ Российский патент 2015 года по МПК F16K11/22 

Область техники

Изобретение относится к переключающему устройству для подачи текучей среды, которое содержит по меньшей мере один распределительный клапан, установленный в первом соединении, проводящем текучую среду, между первым устройством для обработки текучей среды и вторым устройством для обработки текучей среды, по меньшей мере один дополнительный распределительный клапан, установленный во втором соединении, проводящем текучую среду, между первым и вторым устройством для обработки, причем каждый из распределительных клапанов присоединен к первому и/или второму устройству для обработки и содержит приводимую в действие вручную рукоятку для переключения соответствующего распределительного клапана, по меньшей мере, между положениями запирания и отпирания соответствующего соединения, проводящего текучую среду к соответствующему устройству для обработки.

Уровень техники

Патентная заявка ЕР 1731809 А2 описывает переключающее устройство для двух многорежимных устройств для обработки, представляющих собой фильтрующие устройства, предназначенные для фильтрации потока текучей среды. Подобные многорежимные устройства для обработки представляют собой, например, два фильтрующих устройства, которые могут быть соединены между собой впускным соединительным трубопроводом и выпускным соединительным трубопроводом, по которым перемещается текучая среда. В каждом соединительном трубопроводе для каждого устройства для обработки предусмотрен впускной распределительный клапан и соответственно выпускной распределительный клапан. В каждом распределительном клапане имеется вентильный элемент или золотник, который может перемещаться в обе стороны между двумя переключающими положениями, причем в каждом из переключающих положений к одному из устройств для обработки пропускается поток текучей среды, а другое устройство для обработки отсекается от соответствующего потока текучей среды. Вентильные элементы соответствующего впускного и выпускного распределительного клапана жестко соединены между собой включающим валом. В результате становится возможным необходимое синхронное приведение в действие распределительных клапанов. Для фильтрации ядовитых или вредных для окружающей среды газов между двумя точками уплотнения каждого вентильного элемента распределительного клапана дополнительно предусматривается предохранительное устройство, представляющее собой так называемую отводящую насадку с устройством вентиляции и промежуточного откачивания.

Патентная заявка DE 60005552 Т2 описывает переключающее устройство, конструкция которого аналогична описанному выше переключающему устройству, причем дополнительно к распределительным клапанам в соединительных трубопроводах установлено по одному предохранительному клапану, который предназначен для обеспечения надежной герметизации в случае прорыва уплотнительной поверхности распределительного клапана. Каждый распределительный клапан и два предохранительных клапана во впускном соединительном трубопроводе и выпускном соединительном трубопроводе соединены с включающим валом и могут приводиться в действие принудительно и синхронно. В свою очередь, переключающие рукоятки включающих валов принудительно соединены между собой кулисными направляющими таким образом, чтобы три включающих вала могли приводиться в действие лишь в конструктивно заданной последовательности. На каждом предохранительном клапане предусмотрено два выпускных клапана, подсоединенных к общему вентиляционному патрубку.

На уровне техники затраты на монтаж переключающих устройств не оптимизированы, так как, в частности, использование включающих валов не позволяет применять корпуса и вентильные элементы одинаковой конструкции, вследствие чего возникают дополнительные расходы на монтаж и компоненты.

Раскрытие изобретения

Учитывая уровень техники, задачей изобретения является разработка переключающего устройства, которое будет отличаться дешевизной, низкими монтажными затратами и надежностью в эксплуатации.

Эта задача решается переключающим устройством с признаками, раскрываемыми в своей полноте в пункте 1 формулы изобретения. Переключающее устройство, описываемое изобретением, отличается тем, что переключающие рукоятки распределительных клапанов, присоединенных к соответствующим устройствам для обработки, выполнены и расположены таким образом, чтобы оператор мог синхронно приводить их в действие одной рукой. Выгодные варианты исполнения переключающего устройства, описываемого изобретением, раскрываются в зависимых пунктах формулы изобретения.

Благодаря тому, что сопряжение вентильных элементов распределительных клапанов, расположенных в первом и втором соединениях, проводящих текучую среду и предназначенных для соединения устройств для обработки с целью обеспечения их работы, реализовано таким образом, что эти элементы не соединяются между собой включающим валом или иным кинематическим образом, становится возможным использовать одинаковые пары распределительных клапанов, по меньшей мере, одинаковые корпуса и одинаковые вентильные элементы. Каждый вентильный элемент соединен с переключающей рукояткой, причем переключающие рукоятки расположены в пространстве относительно друг друга таким образом, чтобы переключающие рукоятки могли приводиться в действие одной рукой, по меньшей мере, попарно, и, тем самым, распределительные клапаны могли приводиться в действие синхронно. Таким образом, распределительные клапаны могут функционально и надежно управляться оператором, не требуя механического соединения своих вентильных элементов, например, при помощи включающих валов.

Благодаря отказу от механических соединительных средств распределительные клапаны могут иметь приблизительно или полностью идентичную конструкцию, что способствует снижению расходов на изготовление переключающего устройства. Отпадает необходимость во входах для валов на корпусах клапанов и в подобных затратных устройствах сопряжения отдельных распределительных клапанов. Тем не менее, можно придать переключающим рукояткам одинаковую форму, для чего их продольные оси и внешние поверхности изгибаются в направлении друг к другу. В результате, например, каждая пара переключающих рукояток может устанавливаться зеркально друг другу на распределительных клапанах переключающего устройства, расположенных соосно друг другу на общей продольной оси. В результате свободные оконечности переключающих рукояток удивительно простым и выгодным образом располагаются в положениях, направленных друг к другу. Благодаря этому оконечности переключающих рукояток можно вместе легко и очень точно перевести одной рукой в требуемое переключающее положение, или же, при необходимости, их можно перемещать рукой по отдельности.

Для работы устройств для обработки, как правило, необходимо, чтобы вентильные элементы попарно функционально соединенных распределительных клапанов занимали одинаковое положение относительно своих переключающих рукояток. Поэтому вентильные элементы, предпочтительно, имеют одинаковые пропускные отверстия, например, Т-образные, L-образные или прямые пропускные отверстия. Чтобы обеспечить во время работы особенно надежное переключение с первого устройства для обработки на второе устройство для обработки и обратно, выгодным образом между обоими распределительными клапанами в первом соединении, проводящем текучую среду, и втором соединении, проводящем текучую среду, установлено по одному предохранительному клапану, который, предпочтительно, обеспечивает отведение текучей среды от соответствующего устройства для обработки и подачу текучей среды на это устройство. Эти клапаны (пятый и шестой) могут содержать вентильный элемент с L-образным пропускным отверстием и, таким образом, управляться при помощи двух переключающих рукояток, которые приводятся в действие одной рукой.

Предпочтительно, эти предохранительные клапаны соединены механическим устройством сопряжения, в частности включающим валом. Кроме того, эти клапаны могут быть оснащены игольчатым клапаном с целью выравнивания давления в первом и втором соединении, проводящем текучую среду, между первым и вторым устройством для обработки. Таким образом, можно надежно перевести неиспользуемое устройство для обработки в безнапорное состояние. Затем устройство для обработки можно соответствующим образом открыть, например, для замены фильтров или для выполнения иных мероприятий, например, замены изношенных технологических элементов или устройств.

Краткое описание чертежей

Переключающее устройство, предназначенное для переключения потока текучей среды между двумя устройствами для обработки, и принцип его действия подробно описывается ниже на основании варианта исполнения изобретения. На фигурах изображено:

Фигура 1: вариант исполнения переключающего устройства для потока текучей среды, в частности для подачи текучей среды, находящейся под высоким давлением, в два устройства для обработки.

Фигуры 2-8: на каждой фигуре представлен схематичный боковой вид устройства для обработки с расположенной по центру схематичной горизонтальной проекцией переключающего устройства согласно фигуре 1 в различных рабочих фазах при соответствующем переключении потока текучей среды от одного устройства для обработки к другому устройству для обработки.

Осуществление изобретения

На фигуре 1 представлен вариант исполнения переключающего устройства 1, предназначенного для подачи текучей среды 2 (представляющей собой жидкий, подлежащий фильтрации технологический поток) по выбору в первое устройство 3 (=А) или соответственно второе устройство 4 (=В) для обработки. Каждое из устройств 3, 4 для обработки в представленном варианте исполнения имеет корпус фильтра, в котором находятся соответствующие фильтрующие элементы. При этом переключающее устройство 1 служит, в частности, для управления подачей текучей среды 2 через клапан 22, на выбор, на первое устройство 3 для обработки или на второе устройство 4 для обработки.

Устройства 3, 4 для обработки могут соединяться между собой по потоку или снова разъединяться друг от друга при помощи первого соединения 5, проводящего текучую среду, и второго соединения 6, проводящего текучую среду. Соединения 5, 6, проводящие текучую среду, представляют собой устойчивые к сжатию трубопроводы с резьбовыми фланцами, расположенные между соответствующими устойчивыми к сжатию корпусами 26, 27 первого устройства 3 для обработки и второго устройства 4 для обработки. Первое соединение 5, проводящее текучую среду, служит для отвода отфильтрованной текучей среды 2, в то время как второе соединение 6, проводящее текучую среду, служит для подачи нефильтрованной текучей среды в одно или другое устройство 3, 4 для обработки.

Отвод фильтрованной текучей среды осуществляется через клапан 21, который расположен по центру в первом соединении 5, проводящем текучую среду. Клапан 22 также расположен примерно по центру во втором соединении 6, проводящем текучую среду. По существу, оба клапана 21, 22 находятся в соответствующем блоке 28, 29 клапанов, который содержит два дополнительных клапана, примыкающих сбоку. Следовательно, в первом соединении 5, проводящем текучую среду, в блоке 28 клапанов по обеим сторонам клапана 21 расположен первый распределительный клапан 7 и третий распределительный клапан 13. Во втором соединении 6, проводящем текучую среду, в блоке 29 клапанов по обеим сторонам клапана 22 расположен второй распределительный клапан 8 и четвертый распределительный клапан 14. Распределительные клапаны 7, 13 и 8, 14 снабжены вентильными элементами 9, 10, которые выполнены в виде сегментов шара и имеют пропускные отверстия 19, 20 Т-образной формы (ср. фиг.2-8).

Первый и второй распределительные клапаны 7, 8 расположены рядом с первым устройством 3 для обработки и присоединены к нему в том смысле, что они могут блокировать или открывать соответствующие соединения 5, 6, проводящие текучую среду и ведущие к первому устройству 3 для обработки. Третий и четвертый распределительные клапаны 13, 14 второго устройства 4 для обработки подсоединены аналогичным образом. В состоянии запирания соответствующих распределительных клапанов 7, 8, 13, 14 устройства 3, 4 для обработки могут быть опорожнены или использованы для выполнения технологических этапов, отличающихся от пропускания текучей среды, например, для выполнения техобслуживания, замены технологических элементов (например, фильтров) и т.п.

Помимо функции подачи и отвода текучей среды, чистящих средств или других технологических веществ клапаны 21, 22, обозначаемые в дальнейшем как пятый и шестой клапаны, при помощи встроенных игольчатых клапанов 36 осуществляют выравнивание давления в соединениях 5, 6, проводящих текучую среду, при подготовке переключения от одного устройства для обработки к другому устройству для обработки. Вентильные элементы 23, 24 пятого и шестого клапанов 21, 22 имеют L-образные пропускные отверстия 25, которые позволяют соответственно управлять переключением подходящего и отходящего потока текучей среды для первого устройства 3 для обработки и второго устройства 4 для обработки.

Как показано, в частности, на фигуре 1, первый и второй, а также третий и четвертый распределительные клапаны 7, 8, 13, 14 оснащены переключающими рукоятками 11, 12, 15, 16, которые могут приводиться в действие вручную. Переключающие рукоятки 11 и 15 первого и третьего распределительного клапана 7, 13 привинчены на весу к соответствующему вентильному элементу, в то время как переключающие рукоятки 12, 16 направлены в сторону, обратную переключающим рукояткам 11, 15, и привинчены сверху к соответствующим вентильным элементам распределительных клапанов 8, 14. Каждая продольная ось 18 соответствующей переключающей рукоятки коленообразно изогнута в направлении от вентильного элемента к своей свободной оконечности 17. В результате свободные оконечности 17 расположены в пространстве близко друг к другу, разумеется, не соприкасаясь друг с другом. Так, соответствующие свободные оконечности 17 первой и второй переключающей рукоятки 11, 12 и свободные оконечности третьей и четвертой переключающей рукоятки 14, 16 можно ухватить вместе одной рукой, и синхронно перевести переключающие рукоятки из одного переключающего положения в другие переключающие положения. При этом, предпочтительно, не приходится преодолевать какие-либо фиксаторы.

Пятый и шестой клапаны 21, 22 и их вентильные элементы 23, 24 принудительно соединены валом 30 обычным порядком и могут проворачиваться только совместно. Для этого вал 30 содержит дополнительную переключающую рукоятку 31, которая может приводиться в действие вручную и показана на фигуре выступающей в том же направлении, что и остальные переключающие рукоятки. Таким образом, все переключающее устройство 1 может управляться одним оператором с одной стороны.

Как показано на схематичных горизонтальных проекциях на фигурах 2-8, возможный процесс переключения от устройства 3 для обработки к устройству 4 для обработки привязан к приведению в действие соответствующих переключающих рукояток с использованием управляющих дисков 32, 33, 34. Управляющие диски 32, 33, 34 жестко соединены с соответствующими присоединяемыми переключающими рукоятками или вентильными элементами, причем на кромке каждого диска (по периметру) имеется вырез 35 в форме сегмента круга. Вырез 35 каждого управляющего диска может взаимодействовать с кромкой соседнего управляющего диска таким образом, чтобы осуществлялось вращательное движение или блокировка.

На фигуре 2 показано рабочее положение переключающего устройства 1, в котором к первому устройству 3 для обработки пропускается текучая среда 2 через шестой клапан 22 и второй распределительный клапан 8. Текучая среда 2 покидает первое устройство 3 для обработки через первый распределительный клапан 7 и пятый клапан 21. Управляющие диски 32, 33 упомянутых клапанов заблокированы за счет прилегания управляющих дисков 32 своими вырезами 35 к кромке управляющих дисков 33. Второе устройство 4 для обработки находится в безнапорном режиме и может, например, проходить техническое обслуживание на этом технологическом этапе. Так, на этом технологическом этапе может происходить замена непоказанных на фигуре в деталях фильтрующих элементов (старого элемента на новый элемент). В остальных случаях в обоих устройствах 3, 4 для обработки осуществляются одинаковые технологические этапы, в частности, фильтрация текучей среды 2, протекающей через фильтрующие элементы.

На следующих фигурах (3-8) показан процесс переключения переключающего устройства 1 с первого устройства 3 для обработки на второе устройство 4 для обработки. На фигуре 3 показано отпирание третьего и четвертого распределительного клапана 13, 14. Переключающие рукоятки 15, 16 этих клапанов в плоскости фигуры 3 наклонены влево. Остальные клапаны остаются в своем показанном переключающем положении.

На фигуре 4 показано последующее выравнивание давления с первым устройством 3 для обработки, осуществляемое при помощи игольчатого клапана 36, который шунтирует пятый клапан 21. На фигуре 5, в свою очередь, показан завершенный процесс выравнивания давления.

На фигуре 6 показано переключение из режима первого устройства 3 для обработки в режим второго устройства 4 для обработки. Для этого переключающая рукоятка 31 на валу 30 отклоняется справа налево. В результате пятый и шестой клапаны 21, 22 отклоняют поток текучей среды ко второму устройству 4 для обработки. На фигурах 7 и 8 показано снижение давления в первом устройстве 3 для обработки, причем символы переключения, нанесенные на вентильные элементы, поясняют пользователю соответствующий процесс переключения.

Переключающее устройство для подачи текучей среды (2), которое содержит по меньшей мере один распределительный клапан (7, 13), установленный в первом соединении (5), проводящем текучую среду, между первым устройством (3) для обработки текучей среды (2) и вторым устройством (4) для обработки текучей среды (2), по меньшей мере один дополнительный распределительный клапан (8, 14), установленный во втором соединении (6), проводящем текучую среду, между первым устройством (3) для обработки и вторым устройством (4) для обработки, причем каждый из распределительных клапанов (7, 8, 13, 14) присоединен к первому (3) и/или второму устройству (4) для обработки и содержит приводящуюся в действие вручную рукоятку (11, 12, 15, 16) для переключения соответствующего распределительного клапана (7, 8, 13, 14), по меньшей мере, между положениями запирания и отпирания соответствующего соединения (5, 6), проводящего текучую среду к соответствующему устройству (3, 4) для обработки, отличающееся тем, что переключающие рукоятки (11, 12, 15, 16) распределительных клапанов (7, 8, 13, 14), присоединенных к соответствующему устройству (3, 4) для обработки, выполнены и расположены таким образом, чтобы оператор мог синхронно приводить их в действие одной рукой. 11 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Переключающее устройство для подачи текучей среды (2), содержащее:
- по меньшей мере один распределительный клапан (7, 13), установленный в первом соединении (5), проводящем текучую среду, между первым устройством (3) для обработки текучей среды (2) и вторым устройством (4) для обработки текучей среды (2),
- по меньшей мере один дополнительный распределительный клапан (8, 14), установленный во втором соединении (6), проводящем текучую среду, между первым устройством (3) для обработки и вторым устройством (4) для обработки,
- причем каждый из распределительных клапанов (7, 8, 13, 14) присоединен к первому (3) и/или второму устройству (4) для обработки и содержит приводящуюся в действие вручную рукоятку (11, 12, 15, 16) для переключения соответствующего распределительного клапана (7, 8, 13, 14), по меньшей мере, между положениями запирания и отпирания соответствующего соединения (5, 6), проводящего текучую среду к соответствующему устройству (3, 4) для обработки,
отличающееся тем, что переключающие рукоятки (11, 12, 15, 16) распределительных клапанов (7, 8, 13, 14), присоединенных к соответствующему устройству (3, 4) для обработки, выполнены и расположены с возможностью синхронного приведения их в действие оператором одной рукой.

2. Переключающее устройство по п.1, отличающееся тем, что в соединениях (5, 6), проводящих текучую среду, установлено по два распределительных клапана (7, 8, 13, 14), причем первый распределительный клапан (7) в первом соединении (5), проводящем текучую среду, и второй распределительный клапан (8) во втором соединении (6), проводящем текучую среду, присоединены к первому устройству (3) для обработки, и их переключающие рукоятки (11, 12) выполнены с возможностью приведения их в действие совместно и синхронно, а третий распределительный клапан (13) в первом соединении (5), проводящем текучую среду, и четвертый распределительный клапан (14) во втором соединении (6), проводящем текучую среду, присоединены ко второму устройству (4) для обработки, и их переключающие рукоятки (15, 16) выполнены с возможностью приведения их в действие совместно и синхронно.

3. Переключающее устройство по п.1, отличающееся тем, что переключающие рукоятки (11, 12, 15, 16) имеют одинаковую форму.

4. Переключающее устройство по п.1, отличающееся тем, что переключающие рукоятки (11, 12, 15, 16) коленообразно изогнуты относительно своих продольных осей (18) так, что их свободные оконечности (17) обращены друг к другу.

5. Переключающее устройство по п.1, отличающееся тем, что приводимые в действие совместно распределительные клапаны (7, 8, 13, 14) в первом и втором соединении (5, 6), проводящем текучую среду, имеют вентильные элементы (9, 10) с одинаковыми пропускными отверстиями (19, 20).

6. Переключающее устройство по п.1, отличающееся тем, что пропускные отверстия (19, 20) вентильных элементов (9, 10) распределительных клапанов (7, 8, 13, 14) имеют Т-образную форму.

7. Переключающее устройство по п.2, отличающееся тем, что клапан (21) в первом соединении (5), проводящем текучую среду, предназначен для подачи и/или отвода текучей среды (2).

8. Переключающее устройство по п.7, отличающееся тем, что клапан (21) расположен между первым распределительным клапаном (7) и третьим распределительным клапаном (13).

9. Переключающее устройство по п.2, отличающееся тем, что предусмотрен дополнительный клапан (22) во втором соединении (6), проводящем текучую среду, который предназначен для подачи и/или отвода текучей среды (2).

10. Переключающее устройство по п.9, отличающееся тем, что дополнительный клапан (22) расположен между вторым распределительным клапаном (8) и четвертым распределительным клапаном (14).

11. Переключающее устройство по одному из пп.7-10, отличающееся тем, что клапаны (21, 22) принудительно соединены и выполнены с возможностью приведения в действие вручную при помощи общей переключающей рукоятки (31).

12. Переключающее устройство по одному из пп.7-10, отличающееся тем, что вентильный элемент (23) клапана (21) и/или дополнительный вентильный элемент (24) дополнительного клапана (22) имеют пропускные отверстия (25) L-образной формы.