БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩЕЕ ЗАЩИТНОЕ УСТРОЙСТВО С КЛЕТКОЙ Российский патент 2017 года по МПК F16K17/04 F16K47/08 F16K47/14 

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Область изобретения

[0001] Настоящее изобретение, в общем, относится к быстродействующим защитным устройствам для газораспределительных систем, и в частности к быстродействующим защитным устройствам с клеткой, окружающей тарелку клапана быстродействующего защитного устройства.

Уровень техники

[0002] Газораспределительные системы, такие как системы, используемые для распределения природного газа, обычно транспортируют газ от производителя до потребителя по сети трубопроводов и ряд клапанов. Каждая газораспределительная система может содержать один или более редукционных клапанов, которые регулируют давление газа в распределительной системе. Обычно газ передается в системе под высоким давлением. Однако давление газа должно быть понижено перед окончательным распределением потребителям. Это понижение давления обычно выполняется на редукционных установках в локальных сетях.

[0003] Обычно эти редукционные установки содержат один или более редукционных клапанов и некого рода защитное устройство для отсечения потока газа в случае отказа клапана, регулирующего давление. В общем случае быстродействующие защитные клапаны используются именно с этой целью. Например, патент США №4134421, который приведен здесь посредством ссылки, описывает быстродействующий защитный клапан, который защищает от избыточного давления в трубопроводе. Другой пример быстродействующего защитного клапана описан в патенте США №8225812, который тоже приведен здесь посредством ссылки. Быстродействующий защитный клапан обычно располагается выше клапана, регулирующего давление, чтобы защитный клапан мог предупредить проникновение газа к клапану, регулирующему давление, в случае отказа клапана, регулирующего давление. Быстродействующий защитный клапан следит за давлением газа ниже клапана, регулирующего давление, в пределах максимального и минимального допустимого давления. Если давление за клапаном превышает либо максимальное, либо минимальное допустимое значение, быстродействующий защитный клапан закрывается, перекрывая поток газа к клапану, регулирующему давление, и предотвращая неконтролируемую утечку газа из-за отказа клапана, регулирующего давление.

[0004] Известные быстродействующие защитные клапаны содержат тарелку клапана, которая закрывает отверстие клапана вблизи от седла клапана, когда испытывается избыточное или недостаточное давление. Тарелка клапана соединена со штоком сброса, и шток сброса в свою очередь прикреплен с приводом, который воспринимает избыточное или недостаточное давление. Шток сброса обычно находится в открытом или включенном положении, который откладывает тарелку клапана в открытом положении. Если привод испытывает соответствующие условия срабатывания, привод отключает шток сброса, и тарелка клапана смещается в закрытое положение на седле клапана.

[0005] В традиционных быстродействующих устройствах поток флюида воздействует на тарелку клапана. Более того, в определенных условиях потока, таких как относительно высокие условия потока, всасывание тарелки клапана может помешать функциональности быстродействующего устройства.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0006] Быстродействующее защитное устройство включает в себя корпус клапана, который включает в себя впускное отверстие, выпускное отверстие и определение траектории потока, проходящего между впускным и выпускным отверстием, при этом корпус клапана включает в себя седло клапана, которое окружает отверстие, расположенное между впускным и выпускным отверстием. Представлена тарелка клапана, причем тарелка клапана расположена в пределах корпуса клапана и смещается между открытым первым положением, в котором тарелка клапана отдалена от седла клапана, и вторым закрытым положением, в котором тарелка клапана находится на седле клапана. Шток сброса функционально связан с тарелкой клапана и смещается относительно корпуса клапана между включенным положением, в котором тарелка клапана находится в открытом первом положении, и закрытым положением, в котором тарелка клапана находится в закрытом положении. Шток сброса выполнен с возможностью ответа на привод для смещения штока сброса из открытого положения в закрытое положение. Клетка устанавливается в корпусе клапана и по траектории потока, а размер клетки выбирается таким, чтобы тарелка клапана входила со скольжением. Клетка включает в себя множество отверстий потока.

[0007] В соответствии с одним или более предпочтительных вариантов изобретения устройство включает в себя пружину, расположенную в корпусе клапана, которая функционально соединена с тарелкой клапана и предназначена для смещения тарелки клапана в закрытое второе положение. Клетка предпочтительно является цилиндрической и включает в себя первый торец, установленный рядом с седлом клапана, и второй торец, отдаленный от седла клапана, и тарелка клапана может перемещаться мимо множества отверстий и в углублении, образуемом клеткой, когда тарелка клапана находится в первом открытом положении. Тарелка клапана предпочтительно может смещаться вдоль оси, и клетка может быть цилиндрической, и может содержать множество продольных направляющих, расположенных параллельно оси тарелки клапана, причем каждое из множества отверстий ограничено продольными направляющими. Каждое из множества отверстий может по меньшей мере частично проходить по окружности клетки. Кроме того, клетка может содержать канавку, которая проходит параллельно оси между первым и вторым торцом.

[0008] Каждое из множества отверстий может частично проходить по окружности клетки, и каждое из множества отверстий может быть ограничено первой кромкой, проходящей по окружности, и расположенной по направлению к первому торцу клетки, второй кромкой, проходящей по окружности, и расположенной по направлению ко второму торцу клетки, и пара боковых кромок может проходить параллельно оси. Углубление может быть отделено от второй кромки, расположенной по окружности и соседнего второго торца клетки.

[0009] В соответствии с другим примерным вариантом быстродействующее защитное устройство может содержать корпус клапана, который включает в себя впускное отверстие, выпускное отверстие и определение траектории потока, проходящего между впускным и выпускным отверстием, причем корпус клапана включает в себя седло клапана, которое окружает отверстие, расположенное между впускным и выпускным отверстием. Тарелка клапана расположена в корпусе клапана и смещается между первым открытым положением, в котором тарелка клапана отдалена от седла клапана, и вторым закрытым положением, в котором тарелка клапана прилегает к седлу клапана. Шток сброса функционально соединен с тарелкой клапана и смещается относительно корпуса клапана между открытым положением, в котором тарелка клапана находится в открытом первом положении, и закрытым положением, в котором тарелка клапана находится в закрытом втором положении, и шток сброса выполнен с возможностью ответа на привод для его смещения из открытого положения в закрытое положение. Цилиндрическая клетка устанавливается в корпусе клапана и по траектории потока, причем клетка включает в себя множество отверстий потока. Размер клетки выбирается таким, чтобы тарелка клапана входила со скольжением. Клетка включает в себя первый торец, установленный рядом с седлом клапана, и второй торец, отдаленный от седла клапана, и размер клетки выбирается таким, чтобы образовывалось цилиндрическое углубление рядом со вторым торцом клетки и на расстоянии от отверстий потока. Размер цилиндрического углубления приспособлен для приема тарелки клапана, когда тарелка клапана находится в открытом первом положении.

[0010] В соответствии с другим аспектом изобретения способ сборки быстродействующего защитного устройства включает обеспечение корпуса клапана, содержащего впускное отверстие, выпускное отверстие, установку седла клапана в корпусе клапана, причем седло клапана, окружающее отверстие, расположено в корпусе клапана между впускным и выпускным отверстием и подходит по размеру для размещения в корпусе клапана, и тарелка клапана выполнена с возможностью смещения между открытым первым положением, в котором тарелка клапана отдалена от седла клапана, и закрытым вторым положением, в котором тарелка клапана прилегает к седлу клапана. Способ включает функциональное соединение штока сброса с тарелкой клапана, и шток сброса выполнена с возможностью смещения относительно корпуса клапана между включенным положением, в котором тарелка клапана находится в открытом первом положении, и выключенным положением, в котором тарелка клапана находится в закрытом втором положении, причем шток сброса выполнен с возможностью ответа на привод для смещения штока сброса из открытого положения в закрытое положение. Способ дополнительно включает установку цилиндрической клетки в пределах корпуса клапана для размещения клетки по траектории потока, что создает множество отверстий потока в клетке, и размер клетки выбирается таким, чтобы тарелка клапана входила со скольжением. Способ дополнительно включает размещение клетки в корпусе клапана с первым торцом клетки, установленным рядом с седлом клапана, и со вторым торцом клетки, отдаленным от седла клапана, образование цилиндрического углубления в клетке рядом со вторым торцом клетки, удаленного от отверстий потока, причем размер цилиндрического углубления выбирается таким, чтобы в него могла входить тарелка клапана, когда тарелка клапана находится в открытом первом положении.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0011] Фигура 1 иллюстрирует сечение быстродействующего защитного клапана существующего уровня техники и иллюстрирует тарелку клапана в закрытом положении.

[0012] Фигура 2 иллюстрирует в перспективе увеличенный местный разрез части быстродействующего защитного клапана, изображенного на Фигуре 1, но иллюстрирует тарелку клапана в открытом положении.

[0013] Фигура 3 иллюстрирует сечение быстродействующего защитного клапана, собранного в соответствии с идеей описанного примера настоящего изобретения, который включает в себя защитную клетку вокруг тарелки клапана, и иллюстрирует тарелку клапана в закрытом положении.

[0014] Фигура 4 иллюстрирует в перспективе увеличенный местный разрез части быстродействующего защитного клапана, изображенного на Фигуре 3, но иллюстрирует тарелку клапана в открытом положении.

[0015] Фигура 5 иллюстрирует в перспективе увеличенный вид защитной клетки для использования в быстродействующем защитном клапане на Фигуре 3.

[0016] Фигура 6 иллюстрирует в перспективе увеличенный местный вид тарелки клапана, расположенной в защитной клетке.

[0017] Фигура 7 иллюстрирует вид сбоку защитной клетки на Фигуре 5.

[0018] Фигура 8 иллюстрирует вид сзади защитной клетки.

[0019] Фигура 9 иллюстрирует вид сверху металлической заготовки, содержащей отверстия, образованные перед обработкой заготовки для придания формы на Фигуре 5.

[0020] Фигура 10 иллюстрирует увеличенный местный разрез клапана на Фигуре 3 в открытом положении.

[0021] Фигура 11 иллюстрирует увеличенный местный разрез клапана на Фигуре 3 в закрытом положении.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0022] Фигуры 1 и 2 иллюстрируют один пример известного быстродействующего защитного устройства 10. Быстродействующее защитное устройство 10 может прикрепляться к главному регулятору (не показан) газораспределительной системы для обеспечения возможности защитного выключения в случае отказа главного регулятора. Быстродействующее защитное устройство 10 включает часть клапана 11, быстродействующую часть 13 и привод 15. Часть клапана 11 включает корпус клапана 12, содержащий впускное отверстие для флюида 14 и выпускное отверстие для флюида 16, соединенные проточным каналом, который образует траекторию потока 18. Седло клапана 20 располагается в корпусе клапана 12 и определяет отверстие потока 21, которое формирует часть траектории потока 18. Следовательно, флюид, проходящий через быстродействующее защитное устройство 10, истекает из впускного отверстия для флюида 14 по траектории потока 18, которая включает седло клапана 20 (и отверстие потока 21, сформированное седлом клапана 20), в выпускное отверстие для флюида 16.

[0023] Быстродействующая часть 13 включает в себя тарелку клапана 22, которая взаимодействует с седлом клапана 20 для ограничения потока флюида через быстродействующее устройство 10, когда за главным регулятором присутствует недостаточное или избыточное давление. Тарелка клапана 22 скользит в корпусе клапана 12 в направлении седла клапана 20, чтобы закрыть отверстие потока 21, и от седла клапана 20, чтобы открыть отверстие потока 21. Обычно привод 15 включает в себя корпус 26, который включает в себя одну или более пружин 28, и пружины 28 обычно соединены с диафрагмой 30. Диафрагма 30 чувствительна к изменениям давления в приводе 15, и перемещается в корпусе привода 26 в результате изменений давления. Диафрагма 30 соединена с задней пластиной 32, которая перемещается в продольном направлении в корпусе 26 вместе с диафрагмой 30. Задняя пластина 32 взаимодействует с кулачком 34, чтобы зацепить или отпустить шток сброса 36. Шток сброса 36 способен скользить вдоль оси A относительно корпуса клапана 12 между втянутым или включенным положением, в котором тарелка клапана 22 отдалена от седла клапана 20 в открытом положении, которое открывает отверстие потока 21, и выключенным положением, в котором тарелка клапана 22 прилегает к седлу клапана 20 в закрытом положении, которое закрывает отверстие потока 21.

[0024] Быстродействующая часть включает в себя пружину 37 или другой подходящий механизм смещения, который смещает тарелку клапана 22 в закрытое положение. Следовательно, шток сброса 36 может перемещаться между открытым положением и закрытым положением, когда привод 15 ощущает либо избыточное, либо недостаточное давление. Привод 15 заставляет кулачок 34 отпустить шток сброса 36 так, что пружина 37 вызывает скольжение штока сброса 36 и, следовательно, тарелки клапана 22, к седлу клапана 20, и в конце концов приводит к контакту тарелки клапана 22 с седлом клапана 20, закрывая таким образом отверстие потока 21 и прекращая поток флюида по траектории потока 18. Фигура 2 иллюстрирует увеличенный вид быстродействующей части 13 быстродействующего устройства 10. Шток сброса 36 изображен прикрепленным к тарелке клапана 22, и шток сброса 36 находится в открытом положении, в котором тарелка клапана 22 находится в открытом положении на удалении от седла клапана 20. Специалисты в области техники поймут, что шток сброса 36, находящийся в открытом положении, может удерживаться на месте с помощью кулачка 34 или другого подходящего фиксирующего устройства, так что кулачок 34 удерживает шток сброса 36 в боевом или открытом положении с возможностью снятия, и тарелка клапана 22 удалена от седла клапана 20. Когда кулачок 34 активируется с помощью привода 15, кулачок 34 отпускает шток сброса 36, и тарелка клапана 22 скользит, или в обратном случае смещается, к седлу клапана 20 для закрытия быстродействующего защитного устройства 10, предотвращая поток флюида по траектории потока 18.

[0025] Фигуры 3 и 4 иллюстрируют быстродействующее устройство в сборе в соответствии с идеями настоящего изобретения, и быстродействующее устройство обозначается номером позиции 110. Быстродействующее устройство 110 может быть аналогичным быстродействующему устройству 10, обсуждаемому выше вместе с Фигурами 1 и 2, и поэтому одинаковые или аналогичные компоненты будут иметь одинаковые номера позиций, но увеличенные на 100. И снова быстродействующее устройство 110 может прикрепляться к главному регулятору (не показан) в газораспределительной системе для обеспечения возможности защитного отсечения в случае отказа главного регулятора. Как показано на Фигуре 3, быстродействующее устройство 110 включает в себя часть клапана 111, быстродействующую часть 113 и привод 115. Часть клапана 111 включает в себя корпус клапана 112 с впускным отверстием для флюида 114 и выпускным отверстием для флюида 116, причем впускное отверстие 114 и выпускное отверстие 116 соединены потоком, проходящим по траектории потока 118. Как показано на Фигурах 3 и 4, седло клапана 120 располагается в корпусе клапана 112 и определяет отверстие потока 121, образующее часть траектории потока 118. Следовательно, поток флюида через быстродействующее защитное устройство 110 выходит из впускного отверстия для флюида 114, проходит по траектории потока 118, которая включает седло клапана 120 (и отверстие потока 121, сформированное седлом клапана 120), в выпускное отверстие 116. Быстродействующее защитное устройство 110 включает в себя клетку 140, установленную в корпусе клапана 112 и расположенную по траектории потока 118. Размер и форма клетки 140 выбираются такими, чтобы в нее входила тарелка клапана 122, что будет рассмотрено ниже более подробно.

[0026] Предпочтительно тарелка клапана 122 является круглой, и следовательно клетка 140 предпочтительно является в общем цилиндрической и определяет ось В. Когда клетка 140 находится в корпусе клапана 112, как было описано здесь, ось В проходит в общем параллельно оси А штока сброса 136. Кроме того, ось A и ось B скорректированы для соблюдения соосности друг с другом. Клетка 140 включает в себя по меньшей мере одно отверстий потока 142 или множество отверстий потока 142. На примере, изображенном на Фигуре 4, которая описывается ниже более подробно, клетка 140 включает в себя множество отверстий потока 142а, 142b, 142с и 142d. На сечении на Фигуре 4 видны только два отверстия потока, но все отверстия потока показаны более подробно на Фигурах с 5 по 9.

[0027] Как в примерах на Фигурах 1 и 2, быстродействующая часть 113 включает в себя тарелку клапана 122, которая взаимодействует с седлом клапана 120 для ограничения потока флюида через быстродействующее защитное устройство 110, когда ниже главного регулятора воспринимается избыточное или недостаточное давление. Тарелка клапана 122 перемещается в пределах корпуса клапана 112 к седлу клапана 120, чтобы закрыть отверстие потока 121, и далее перемещается от седла клапана 20, чтобы открыть отверстия потока 121. Обычно привод 115 включает в себя корпус 126, который включает в себя одну или более пружин 128, и пружины 128 обычно соединены с диафрагмой 130. Диафрагма 130 чувствительна к изменениям давления в приводе 115, и перемещается в корпусе привода 126 в ответ на изменения давления. Диафрагма 130 соединена с задней пластиной 132, которая перемещается в продольном направлении в пределах корпуса 126 вместе с диафрагмой 130. Задняя пластина 132 взаимодействует с кулачком 134, чтобы зацепить или отпустить шток сброса 136. Шток сброса 136 перемещается вдоль оси A относительно корпуса клапана 112 между втянутым или включенным положением, в котором тарелка клапана 122 отдалена от седла клапана 120 в открытом положении, открывающем отверстие потока 121, и закрытым положением, в котором тарелка клапана 122 прилегает к седлу клапана 120 в закрытом положении, закрывающем отверстие потока 121. Быстродействующая часть включает в себя пружину 137 или другой соответствующий механизм, который смещает тарелку клапана 122 в закрытое положение. Следовательно, шток сброса 136 перемещается между открытым положением и закрытым положением, в котором привод 115 ощущает либо избыточное, либо недостаточное давление. Привод 115 заставляет кулачок 134 отпустить шток сброса 136, так чтобы пружина 137 вызывает скольжение штока сброса 136 и, следовательно, тарелки клапана 122, или в обратном случае смещение к седлу клапана 120, который в конце концов заставляет тарелку клапана 122 контактировать с седлом клапана 120, закрывая отверстие потока 121 и прекращая поток флюида по траектории потока 118.

[0028] Фигура 4 иллюстрирует клетку 140, установленную в корпусе клапана 112. В частности, корпус клапана 112 включает в себя зону приема 144. Клетка 140 включает в себя первый торец 146, расположенный в первой зоне приема 148, сформированной корпусом клапана 112 и обычно расположенной рядом с седлом клапана 120. Клетка 140 также включает в себя второй торец 150, расположенный во второй зоне приема 152, сформированной также корпусом клапана 112 и обычно расположенной на расстоянии от седла клапана 120. Тарелка клапана 122 на Фигуре 4 изображена в открытом положении на расстоянии от седла клапана 120 и в углублении 154, образованным клеткой 140. В открытом положении на Фигуре 4 тарелка клапана 122 удалена или в обратном случае расположена за множеством отверстий 142a-142d (только отверстия 142а и 142b видимы на Фигуре 4), и в углублении 154.

[0029] Как видно на Фигурах 4 и 5, каждое из отверстий 142a-142d тянется главным образом по окружности, причем каждое из отверстий 142a-142d предпочтительно тянется по окружности клетки 140. Каждое из отверстий 142a-142d включает в себя первую кромку 156, расположенную обычно на торце или возле первого торца 146 клетки 140, и также включает вторую кромку 158, расположенную обычно на втором торце 150 клетки 140. Каждое из отверстий 142a-142d также включает в себя пару боковых кромок 160, 162, расположенных между соответствующими первой и второй кромками 156, 158. И первая, и вторая кромка 156 и 158 проходят частично вокруг цилиндрической клетки 140 обычно по окружности (проходит вокруг оси В), в то время как каждая из боковых кромок 160 и 162 проходит в направлении, параллельном оси B клетки 140.

[0030] Фигура 5 иллюстрирует другой пример, в котором клетка 140 включает в себя канавку 164, проходящую между первым торцом 146 и вторым торцом 150 в направлении, параллельном оси B клетки 140. Канавка 164 определяется противоположными торцами 164а и 164b клетки 140, что объясняется ниже более подробно. Фигура 5 иллюстрирует клетку 140, которая включает в себя множество секций 166, каждая из которых проходит в продольном направлении вдоль оси B, и каждая из которых связана по меньшей мере с одной или с парой боковых кромок 160, 162 отверстий 142a-142d. Каждая из секций 166 имеет ширину 168, и предпочтительно секции 166 образуют внутреннюю продольную направляющую 170. Предпочтительный размер клетки 140 выбирается таким, чтобы направляющие 170 направляли тарелку клапана 122, когда тарелка клапана 122 перемещается между открытым и закрытым положением, которые были описаны выше.

[0031] Фигуры 4 и 6 иллюстрируют, что когда тарелка клапана 122 удалена от седла клапана 120 в углубление 154, передняя поверхность 172 тарелки клапана 122 отделяется от второй кромки 158 соседних отверстий 142 на зазор 174. Следовательно, в случае сборки в соответствии с описанным примером, когда тарелка клапана 122 находится в углублении 154, клетка 140 защищает тарелку клапана 122. Например, в случаях относительно интенсивного потока (например, когда расход составляет более 2000 кубических футов в час), сила всасывания, действующая на тарелку клапана 122, может оказаться достаточной, чтобы помешать работе быстродействующего устройства 110. Клетка 140 в сборе в соответствии с описанным здесь примером предпочтительно уменьшает или минимизирует силу всасывания. Более того, в случаях относительно интенсивного потока углубление 154, сформированное клеткой 140, защищает тарелку клапана 122. Такого преимущества можно достичь с помощью предотвращения прямого контакта потока с передней поверхностью 172 тарелку клапана 122 и/или с помощью предотвращения прямого контакта потока с кромкой тарелку клапана 122. Следовательно, быстродействующее устройство 110 в сборе в соответствии с изложенными здесь идеями может иметь повышенную производительность и/или повышенную надежность. Эти и другие преимущества могут быть дополнительно усилены с помощью продольных направляющих 170.

[0032] Фигуры 7 и 8 иллюстрируют клетку 140, которая представлена в виде сбоку (Фигура 7) и в виде сзади (Фигура 8). На Фигуре 8 изображена канавка 164, определяемая противоположными торцами 164а и 164b. В соответствии с описанным примером размер канавки 164 выбирается таким, чтобы составить отверстие с углом C около 10°, измеренным по окружности клетки 140. Далее, размер каждой секции 166 выбирается таким, чтобы он составлял около 10° от измеренного по окружности клетки 140, в то время как размер каждой из канавок 142a-142d выбирается таким, чтобы он составлял около 75° от окружности клетки 140. Могут быть выбраны другие углы и размеры.

[0033] Фигура 9 иллюстрирует клетку 140 в плоской конфигурации перед приданием цилиндрической формы, которая изображена на Фигурах. В приведенной конфигурации каждое из отверстий 142a-142d проиллюстрировано как прямоугольное в общем случае отверстие в плоской заготовке 180. Каждое из отверстий 142a-142d предпочтительно включает множество скругленных углов 180а, 180b, 180 и 180d.

[0034] В соответствии с одним примерным способом описываемое быстродействующее защитное устройство 110 может быть собрано, как это описано здесь, в корпус клапана 112, который включает в себя впускное отверстие, выпускное отверстие, траекторию потока, проходящего между впускным и выпускным отверстием, и седло клапана, расположенное в корпусе клапана, окружающем отверстие. Способ включает обеспечение размера тарелки клапана для применения в корпусе клапана и устройство тарелки клапана с возможностью перемещения между первым открытым положением, в котором тарелка клапана удалена от седла клапана, и закрытым вторым положением, в котором тарелка клапана прилегает к седлу клапана. Способ дополнительно включает функциональное соединение штока сброса 136 с тарелкой клапана 122 и устройство штока сброса 136 с возможностью перемещения относительно корпуса клапана между открытым положением, в котором тарелка клапана находится в открытом первом положении, и закрытым положением, в котором тарелка клапана находится в закрытом втором положении, и шток сброса выполнен с возможностью ответа на действие привода для смещения штока сброса из открытого положения в закрытое положение. Клетка 140 может быть установлена в корпусе клапана 112 для размещения клетки 140 по траектории потока, клетка 140 содержит отверстия 142, и ее размер выбирается таким, чтобы в нее со скольжением входила тарелка клапана 122. Клетка 140 размещена в корпусе клапана с первым торцом 146 клетки, установленным рядом с седлом клапана 120, и со вторым торцом 150 клетки 140, удаленным от седла клапана 120. Цилиндрическое углубление 154 образовано в клетке 140 рядом со вторым торцом 150 клетки и на расстоянии от отверстий потока 142, и размер цилиндрического углубления выбирается таким, чтобы в него входила тарелка клапана, когда тарелка клапана находится в открытом первом положении.

[0035] Способ предпочтительно включает формирование направляющих 170 в клетки 140 и ориентирование направляющих 170 параллельно оси A тарелки клапана 122, причем каждая секция направляющей связана по меньшей мере с одним из множества отверстий потока 142. Способ может включать предоставление плоской заготовки 180, которая может быть прямолинейной, и может быть образована из нержавеющей стали или других подходящих материалов. Отверстия 142a-142d могут быть образованы в заготовке 180, когда заготовка 180 еще находится в плоской конфигурации, чтобы образованные отверстия были в основном прямоугольными. Так, металлическая заготовка 180 прокатывается, или в обратном случае обрабатывается соответствующим образом для формирования цилиндрической клетки 140.

[0036] Предпочтительно, чтобы при обработке металлической заготовки 180 для получения цилиндрической клетки 140, противоположные торцы 164а и 164b были отдалены и оставили канавку 164. Когда клетка 140 имеет цилиндрическую конфигурацию, каждое из отверстий 142a-142d отчасти проходит по окружности клетки 140.

[0037] Фигуры 10 и 11 иллюстрируют работу быстродействующего устройства 110 более подробно. На Фигуре 10 шток сброса 136 втянут в открытое или болевое положение, размещая таким образом тарелку клапана 122 в открытое положение. В открытом положении тарелка клапана расположена в углублении 154 и отделена от отверстий 142a-142d с помощью 174. Пружина 137 сжата, следовательно, смещает тарелку клапана 122 к седлу клапана 120. Шток сброса 136 и, следовательно, тарелка клапана 122 установлены в положении, которое изображено с помощью кулачка 134. С другой стороны, как изображено на Фигуре 11, после отделения штока сброса 136 с помощью кулачка 134 шток сброса 136 с тарелкой клапана 122 перемещается вдоль их соответствующих осей под действием силы пружины 137. Следовательно, тарелка клапана 122 входит в контакт с седлом клапана 120, наилучшим образом закрывая отверстие потока 121.

[0038] Поскольку определенные представления вариантов осуществления и их подробности были приведены с целью иллюстрирования изобретения, специалистам в области техники будет понятно, что различные изменения описанных здесь способов и средств возможны без отклонения от области охвата настоящего изобретения.

Быстродействующее устройство содержит корпус клапана (112), впускное отверстие (114), выпускное отверстие (116), седло клапана (120) и определение траектории потока (118). Тарелка клапана (122) может перемещаться между открытым положением и закрытым положением, и шток сброса (136), выполненный с возможностью ответа на привод (115), соединен с тарелкой клапана и перемещается между открытым и закрытым положением. Цилиндрическая клетка (140) устанавливается в корпусе клапана (112) и располагается по траектории потока (118), и содержит множество отверстий потока (142), в которые со скольжением входит тарелка клапана (122). Клетка (140) содержит первый торец, расположенный рядом с седлом клапана (120), и второй торец, удаленный от седла клапана, и клетка (140) образует цилиндрическое углубление (154) рядом со вторым торцом клетки, которое отдалено от отверстий (142). 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Быстродействующее защитное устройство, которое содержит:

корпус клапана, имеющий впускное отверстие, выпускное отверстие и определение траектории потока, проходящей между впускным и выпускным отверстием, а также седло клапана, окружающее отверстие, расположенное между впускным и выпускным отверстием;

тарелку клапана, которая расположена в корпусе клапана и выполнена с возможностью перемещения между открытым первым положением, в котором тарелка клапана удалена от седла клапана, и закрытым вторым положением, в котором тарелка клапана прилегает к седлу;

шток сброса, который функционально соединен с тарелкой клапана и может перемещаться относительно корпуса клапана между открытым положением, в котором тарелка клапана находится в открытом первом положении, и закрытым положением, в котором тарелка клапана находится в закрытом втором положении, выполненный с возможностью ответа на действие привода для перемещения штока сброса из открытого положения в закрытое положение;

клетку, которая установлена в корпусе клапана и расположена по траектории потока, размер которой выбирается таким, чтобы в нее со скольжением входила тарелка клапана;

при этом клетка содержит множество отверстий потока;

причем тарелка клапана выполнена с возможностью перемещения вдоль оси, а клетка является цилиндрической и содержит множество продольных направляющих, параллельных оси тарелки клапана, и каждое из множества отверстий связано продольными направляющими.

2. Устройство по п. 1, которое отличается тем, что содержит пружину, расположенную в корпусе клапана, которая функционально соединена с тарелкой клапана и выполнена с возможностью смещения тарелки клапана в закрытое второе положение.

3. Устройство по любому из пп. 1 или 2, которое отличается тем, что клетка содержит первый торец, установленный рядом с седлом клапана, и второй торец, удаленный от седла клапана, причем тарелка клапана втянута мимо множества отверстий в углубление, образованное клеткой, когда тарелка клапана находится в первом открытом положении.

4. Устройство по любому из пп. 1 или 2, которое отличается тем, что каждое из множества отверстий частично проходит вдоль окружности клетки.

5. Устройство по любому из пп. 1 или 2, которое отличается тем, что клетка содержит канавку, параллельную оси, между первым и вторым торцом.

6. Устройство по любому из пп. 1 или 2, которое отличается тем, что каждое из множества отверстий частично проходит вдоль окружности клетки; каждое из множества отверстий ограничено первой кромкой, проходящей по окружности, расположенной на первом торце клетки, второй кромкой, проходящей по окружности, расположенной на втором торце клетки, а пара боковых кромок проходит параллельно оси.

7. Устройство по любому из пп. 1 или 2, которое отличается тем, что углубление удалено от второй кромки, проходящей по окружности, и находится рядом со вторым торцом клетки.

8. Быстродействующее защитное устройство, содержащее:

корпус клапана, содержащий впускное отверстие, выпускное отверстие и определение траектории потока, проходящей между впускным и выпускным отверстием, которое дополнительно содержит седло клапана, окружающее отверстие, расположенное между впускным и выпускным отверстием;

тарелку клапана, расположенную в корпусе клапана, выполненную с возможностью перемещения между открытым первым положением, в котором тарелка клапана удалена от седла клапана, и закрытым вторым положением, в котором тарелка клапана прилегает к седлу;

шток сброса, который функционально соединен с тарелкой клапана и выполнен с возможностью перемещения относительно корпуса клапана между открытым положением, в котором тарелка клапана находится в открытом первом положении, и закрытым положением, в котором тарелка клапана находится в закрытом втором положении, и ответа на действие привода для перемещения штока сброса из открытого положения в закрытое положение;

цилиндрическую клетку, установленную в корпусе клапана и расположенную по траектории потока, размер которой выбирается таким, чтобы в нее со скольжением входила тарелка клапана, содержащая множество отверстий потока; причем

клетка имеет первый торец, установленный рядом с седлом клапана, и второй торец, удаленный от седла клапана, а размер клетки выбирается таким, чтобы цилиндрическое углубление располагалось рядом со вторым торцом, и удаленный от отверстий потока, и размер цилиндрического углубления выбирается таким, чтобы в него входила тарелка клапана, когда тарелка клапана находится в открытом первом положении;

причем тарелка клапана выполнена с возможностью перемещения вдоль оси, а клетка содержит множество продольных направляющих, параллельных оси тарелки клапана, и каждое из множества отверстий связано с продольными направляющими.

9. Устройство по п. 8, которое отличается тем, что содержит пружину, расположенную в корпусе клапана, при том что пружина функционально соединена с тарелкой клапана и выполнена с возможностью смещения тарелки клапана в закрытое второе положение.

10. Устройство по любому из пп. 8 или 9, которое отличается тем, что каждое из множества отверстий частично проходит вдоль окружности клетки, и клетка содержит канавку, параллельную оси между первым торцом и вторым торцом.

11. Устройство по любому из пп. 8 или 9, которое отличается тем, что каждое из множества отверстий связано с первой кромкой, проходящей по окружности, расположенной на первом торце клетки, второй кромкой, проходящей по окружности, расположенной на втором торце клетки, и парой боковых кромок, проходящих параллельно оси.

12. Устройство по любому из пп. 8 или 9, которое отличается тем, что углубление отдалено от второй кромки, проходящей по окружности.

13. Способ сборки быстродействующего защитного устройства, который включает:

предоставление корпуса клапана, содержащего впускное отверстие, выпускное отверстие и определение траектории потока, проходящего между впускным и выпускным отверстием;

установку седла клапана в корпусе клапана, причем седло клапана окружает отверстие, расположенное в корпусе клапана между впускным и выпускным отверстием;

размещение тарелки клапана, размер которой выбран подходящим для корпуса клапана, и устройство тарелки клапана для перемещения между открытым первым положением, в котором тарелка клапана отделена от седла клапана, и закрытым вторым положением, в котором тарелка клапана прилегает к седлу клапана;

функциональное соединение штока сброса с тарелкой клапана и устройство штока сброса для перемещения относительно корпуса клапана между открытым положением, в котором тарелка клапана находится в открытом первом положении, и закрытым положением, в котором тарелка клапана находится в закрытом втором положении, при том что шток сброса выполнен с возможностью ответа на привод для смещения штока сброса из закрытого положения в открытое положение;

установку цилиндрической клетки в корпусе клапана для размещения клетки по траектории потока, обеспечение множества отверстий потока в клетки и определение размеров клетки для размещения в ней со скольжением тарелки клапана;

размещение клетки в корпусе клапана на первом торце клетки, установленном рядом с седлом клапана, и втором торце клетки, удаленном от седла клапана; и

образование цилиндрического углубления в клетке рядом со вторым торцом клетки, удаленного от отверстий потока, причем размер цилиндрического углубления выбирается таким, чтобы тарелка клапана входила со скольжением, когда тарелка клапана находится в открытом первом положении.

14. Способ по п. 13, который отличается тем, что включает формирование направляющих секций в клетке и ориентирование направляющих секций параллельно оси тарелки клапана, причем каждая направляющая секция связывает по меньшей мере одно из множества отверстий потока.

15. Способ по любому из пп. 13 или 14, который отличается тем, что включает обеспечение плоских и прямолинейных металлических заготовок, создание множества отверстий потока в металлической заготовке и обработку металлической заготовки для получения цилиндрической клетки.

16. Способ по любому из пп. 13 или 14, который отличается тем, что включает образование продольной канавки в клетке, оставляя зазор между кромками металлического образца при обработке металлической заготовки для получения цилиндрической клетки.

17. Способ по любому из пп. 13 или 14, который отличается тем, что включает определение формы множества отверстий в металлической заготовке, причем отверстия частично проходят вдоль окружности клетки, когда заготовка обрабатывается для получения клетки.

18. Способ по любому из пп. 13 или 14, который отличается тем, что включает определение размеров клетки и отверстий потока, причем тарелка клапана отделена от отверстий потока зазором, когда тарелка клапана находится в углублении.