РУЧНЫЕ ДУБЛЕРЫ ДЛЯ КЛАПАНОВ Российский патент 2017 года по МПК F16K31/122 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001] Это изобретение в целом относится к клапанам и, в частности к ручным дублерам для клапанов.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Системы управления технологическими процессами обычно используют целых ряд различных устройств управления технологическими процессами (например, поворотные клапаны, линейные клапаны и т.д.) для управления каким-либо процессом. Устройства управления процессами часто функционируют с помощью исполнительного механизма через использование штока или поршня. Например, тарельчатый клапан часто содержит заглушку с конической резьбой, соединенную со штоком. Как правило, плунжер двигает заглушку посредством штока в сторону седла и от него. Тарельчатый клапан может содержать пружину для направления заглушки в определенное положение, такое как, например, полностью закрытое положение.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0003] Модель устройства включает в себя исполнительный механизм для перемещения штока клапана. Кроме того, исполнительный механизм содержит корпус, имеющий отверстие и плунжер, расположенный в отверстии. Модель устройства дополнительно содержит поршень, подвижно соединенный с корпусом для проникновения в отверстие, и плунжер, перемещающийся под воздействием жидкости, проникающей через отверстие или поршень. Модель устройства также содержит замок для удержания поршня в первом положении на корпусе, в котором поршень предназначается для прекращения подачи жидкости в отверстие.

[0004] Другая модель устройства содержит корпус, имеющий отверстие и впускной канал, имеющий жидкостное сообщение с отверстием. Плунжер располагается в отверстии и соединяется со штоком клапана. Модель устройства дополнительно содержит штуцер, подвижно соединенный с корпусом. Штуцер проходит через часть корпуса в отверстие, а регулировка положения штуцера позволяет штуцеру прекратить подачу жидкости от впускного канала в отверстие или отрегулировать положение плунжера.

[0005] Другая модель устройства содержит механизм для перемещения штока клапана. Механизм для перемещения располагается в отверстии. Модель устройства дополнительно содержит механизм приведения в действие механизма для перемещения, а механизм для перемещения приводится в движение путем проникновения жидкости в отверстие или в механизм приведения в действие. Модель устройства также содержит механизм для закрепления механизма приведения в действие в определенном положении по отношению к отверстию, в котором механизм приведения в действие осуществляет функцию прекращения подачи жидкости в отверстие.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0006] ФИГ. 1 иллюстрирует вид в поперечном сечении модели устройства управления процессами, включая модель устройства со штуцером в первом положении.

[0007] ФИГ. 2 иллюстрирует вид в поперечном сечении модели устройства управления процессами на ФИГ. 1 с примером штуцера во втором положении.

[0008] ФИГ. 3 иллюстрирует вид в поперечном сечении модели устройства управления процессами на ФИГ. 1 с примером штуцера в третьем положении.

[0009] ФИГ. 4 иллюстрирует вид в поперечном сечении модели устройства управления процессами, включая модель устройства.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0010] Системы управления технологическими процессами обычно используют целый ряд различных устройств управления технологическими процессами (например, поворотные клапаны, линейные клапаны и т.д.) для управления каким-либо процессом. Например, запорный клапан, такой как тарельчатый клапан, часто содержит заглушку с конической резьбой, соединенную со штоком. Как правило, плунжер двигает заглушку посредством штока в сторону седла и от него. Тарельчатый клапан может содержать пружину для направления заглушки в определенное положение, такое как, например, полностью закрытое или полностью открытое положение. Как правило, на плунжер оказывается давление с помощью жидкости для перемещения плунжера против силы сжатия пружины. Если подача жидкости заблокирована или жидкость полностью использована, пружина перемещает плунжер и, таким образом, шток и заглушку в полностью закрытое или полностью открытое положение.

[0011] Модель устройства, описываемого в данном изобретении, позволяет оператору вручную регулировать клапан в случае истощения запаса или блокирования подачи жидкости или иной ее недостаточности для правильной работы клапана. Модель устройства, описываемого в данном изобретении, также может использоваться для отключения подачи жидкости к клапану. Модель устройства, описываемого в данном изобретении, содержит исполнительный механизм для перемещения штока клапана. Исполнительный механизм содержит корпус, имеющий отверстие, и плунжер, расположенный в отверстии. Модель устройства дополнительно содержит поршень, подвижно соединенный с корпусом для выдвижения в отверстие. Плунжер выполнен с возможностью перемещения с помощью жидкости в отверстие или поршень. Поршень выполнен с возможностью перемещения в первое положение на корпусе, в котором поршень используется для прекращения подачи жидкости. Модель устройства также содержит замок для удержания поршня в первом положении. В некоторых примерах поршень выполнен с возможностью перемещения во второе положение, в котором поршень позволяет осуществлять подачу жидкости к отверстию, и может быть перемещен в третье положение, в котором шток функционально соединяется с плунжером.

[0012] ФИГ. 1 иллюстрирует модель устройства управления технологическими процессами 100, содержащего модель исполнительного механизма 102 и модель клапана 104. В показанном примере клапан 104 представляет собой двунаправленный клапан (например, клапан TESCOM™ VA, клапан TESCOM™ VG и т.д.). Модель клапана 104 содержит корпус клапана 106, соединенный с вкладышем клапана 108, с целью ограничения перепускного канала потока жидкости 110 между впускным каналом 112 и выпускным каналом 114. Корпус клапана 106 и вкладыш клапана 108 также содержат отверстие 116, перекрывая перепускной канал потока жидкости 110. В отверстии 116 располагается шток 118 для управления перепускным каналом потока жидкости 110. Шток 118 имеет горлышко 120, примыкающее к заглушке 122. Диаметр горлышка 120 меньше, чем диаметр заглушки 122. В показанном примере заглушка 122 представляет собой сужающуюся наружу или усеченную коническую поверхность штока 118, примыкающего к нижней части горлышка 120 в положении на ФИГ. 1. Седло клапана 124 расположено над заглушкой 122 в положении на ФИГ. 1 на пересечении перепускного канала потока жидкости ПО и отверстия 116. Седло клапана 124 соединяется с корпусом 106 клапана с помощью вкладыша клапана 108. В показанном примере заглушка 122 примыкает к седлу клапана 124 с целью формирования гидравлического уплотнения между заглушкой 122 и седлом клапана 124.

[0013] Модель исполнительного механизма 102 соединяется с клапаном 104. В показанном примере исполнительный механизм 102 содержит корпус 126, соединенный с помощью резьбы с корпусом клапана 106. В таких примерах вкладыш клапана 108 соединяется с корпусом клапана 106 посредством корпуса 126. Корпус 126 содержит отверстие плунжера 128, а также отводное или выпускное отверстие 130. Плунжер 132 располагается в отверстии плунжера 128 и соединяется со штоком 118 клапана 104. Например, плунжер 132 содержит ведомый элемент 134 и ведущий элемент 136. Ведомый элемент 134 содержит уплотнение 138 для формирования гидравлического уплотнения между отверстием плунжера 128 и плунжером 132. Ведущий элемент 136 выдвигается по направлению к клапану 104 от ведомого элемента 134. Ведущий элемент 136 содержит канал 140. Крепежная деталь 142 (например, болт, винт с буртиком и т.д.) проходит через канал 140 и соединяется с помощью резьбы со штоком 118. В показанном примере головка 144 крепежной детали 142 поддерживается ведущим элементом 136, и хвостовик 146 крепежной детали 142 может свободно скользить в канал 140 ведущего элемента 136. Таким образом, во время работы, когда плунжер 132 движется в направлении клапана 104, ведущий элемент 136 толкает конец штока 118 для перемещения заглушки 122 от седла клапана 124, и когда плунжер 132 отходит от клапана 104, ведущий элемент 136 вытягивает головку 144 из крепежной детали 142 для перемещения заглушки 122 в сторону седла клапана 124.

[0014] В показанном примере пружина 148 сжата между ведомым элементом 134 плунжера 132 и вкладышем клапана 108 для приведения в движение плунжера 132 в сторону от клапана 104 и, таким образом, заглушки 122 штока 118 в направлении седла клапана 124. Таким образом, модель клапана 104 представляет собой нормально закрытый клапан. В некоторых случаях модель исполнительного механизма 102 соединяется с нормально открытым клапаном.

[0015] В показанном примере крышка 150 соединяется с корпусом 126. Для крепления модели крышки 150 к корпусу 126 модель крышки 150 содержит первый выступ 152 для взаимодействия со вторым выступом 154 корпуса 126 и фиксирующим зажимом 156 для зацепления с наружной поверхностью 158 корпуса 126. Таким образом, в показанном примере поступательное движение крышки 150 относительно корпуса 126 ограничивается первым выступом 152 и фиксирующим зажимом 156, но крышка 150 может свободно вращаться относительно корпуса 126.

[0016] Крышка 150 содержит канал 160 и впускной канал 162, входящий в канал 160. Канал 160 ведет от наружной поверхности 164 крышки 150 к отверстию плунжера 128. Таким образом, впускной канал 162 имеет жидкостное сообщение с отверстием плунжера 128 через часть канала 160. В показанном примере крышка 150 также содержит цилиндрическое отверстие 166 на конце канала 160, примыкающего к отверстию плунжера 128. Во время работы впускной канал 162 получает жидкую текучую среду (например, воздух, масло и т.д.) из линии подачи жидкой текучей среды (не показано). В показанном примере крышка 150 может быть повернута относительно корпуса 126 для выравнивания впускного канала 162 с линией подачи жидкой текучей среды.

[0017] Модель штуцера 168 подвижно соединяется с крышкой 150. Модель штуцера 168 содержит поршень 170, расположенный в проходе 160. В показанном примере конец 172 поршня 170 проходит в цилиндрическое отверстие 166, а стопор 174 (например, фиксирующий зажим) соединяется с концом 172 поршня 170. Диаметр стопора 174 превышает диаметр канала 160 с целью предотвращения случайного удаления штуцера 168 из крышки 150, когда штуцер 168 перемещается от плунжера 132 (т.е. вверх в положении на ФИГ. 1).

[0018] Модель штуцера 168 также содержит головку или гайку 176 на конце 178 поршня 170 напротив конца 172, расположенного в отверстии плунжера 128. В показанном примере головка 176 располагается снаружи крышки 150 (т.е. во внешней среде). В некоторых примерах головка 176 является шестиугольной для предоставления возможности пользователю управлять штуцером 168 вручную и/или с помощью инструмента, такого как, например, гаечный ключ. В показанном примере поршень 170 содержит наружную резьбу 180, смежную с головкой 176, а канал 160 содержит внутреннюю резьбу 182 для соединения с наружной резьбой 180 поршня 170.

[0019] Поршень 170 содержит первую прокладку 184 (например, какое-либо уплотнительное кольцо) и вторую прокладку 186 (например, какое-либо уплотнительное кольцо). В показанном примере первая прокладка 184 располагается вдоль длины поршня 170 между отверстием плунжера 128 и впускным каналом 162. Вторая прокладка 186 располагается вдоль длины поршня 170 между впускным каналом 162 и головкой 176 штуцера 168. Вторая прокладка 186 обеспечивает гидравлическое уплотнение между впускным каналом 162 и окружающей средой. В показанном примере поршень 170 также содержит канал или отвод 187, располагающийся по длине поршня 170 между первой прокладкой 184 и второй прокладкой 186. Как описывается более подробно ниже, первая прокладка 184 может предотвратить поток жидкости из впускного канала 162 в отверстие плунжера 128.

[0020] На ФИГ. 1 штуцер 168 находится в первом положении, при котором штуцер 168 прекращает или предотвращает подачу жидкости из впускного канала 162 в отверстие плунжера 128. Для перемещения штуцера 168 в первое положение штуцер 168 перемещается относительно корпуса 126 вверх в положении на ФИГ. 1 с целью расположения первой прокладки 184 в проходе 160 между впускным каналом 162 и отверстием плунжера 128. Когда первая прокладка 184 располагается в проходе 160, первая прокладка 184 обеспечивает гидравлическое уплотнение между впускным каналом 162 и отверстием плунжера 128, тем самым предотвращая подачу жидкости из впускного канала 162 в отверстие плунжера 128. В результате этого предотвращается перемещение плунжера 132 через жидкость, а пружина 148 приводит к движению плунжера 132 в сторону от клапана 104 с целью расположения заглушки 122 штока 118 вплотную с седлом клапана 124.

[0021] Модель штуцера 168 содержит замок 188 для удержания или блокировки штуцера 168 в первом положении. В показанном примере поршень 170 имеет канал 190, располагающийся, в основном, перпендикулярно продольной оси поршня 170. Канал 190 располагается ниже наружной резьбы 180 в положении на ФИГ. 1. В показанном примере, замок 188 содержит штифт или клин 192 (например, шплинт), вставленный в канал 190. В некоторых примерах штифт 192 соединяется с клапаном 104 или исполнительным механизмом 102 посредством, например, провода или троса (не показано). Штифт 192 проходит через оба конца канала 190 с целью поддержания штифтом 192 штуцера 168 с помощью наружной поверхности 164 крышки 150 и фиксации штуцера 168 в первом положении. Штифт 192 и канал 190 являются лишь одним из примеров замка 188, и в данном случае может использоваться любой другой подходящий замок, не выходящий за пределы объема настоящего изобретения.

[0022] На ФИГ. 2 штуцер 168 находится во втором положении, когда штуцер 168 позволяет жидкости течь из впускного канала 162 отверстие плунжера 128. Для перемещения штуцера 168 из первого положения во второе положение из канала 190 удаляется штифт 192, и штуцер 168 перемещается (например, скользит) к плунжеру 132 в положение, в котором штуцер 168 поддерживается на верхней части внутренней резьбы 182 крышки 150 через наружную резьбу 180. В результате этого первая прокладка 184 отделяется от крышки 150 и движется в цилиндрическое отверстие 166 крышки 150. Таким образом, когда штуцер 168 находится во втором положении, первая прокладка 184 не образует гидравлического уплотнения между впускным каналом 162 и отверстием плунжера 128, а штуцер 168 не находится в контакте с плунжером 132. Кроме того, отвод 187 простирается от впускного канала 162 в цилиндрическое отверстие 166, когда штуцер 168 находится во втором положении. Таким образом, штуцер 168 во втором положении позволяет жидкости проникать из впускного канала 162 в отверстие плунжера 128, а плунжер 132 может перемещаться через жидкость.

[0023] ФИГ. 3 иллюстрирует модель штуцера 168 в третьем положении, в котором штуцер 168 функционально присоединяется к плунжеру 132. Для перемещения штуцера 168 из второго положения в третье штуцер 168 перемещается в направлении плунжера 132 путем вхождения наружной резьбы 180 во внутреннюю резьбу 182 крышки 150. Когда штуцер 168 находится в третьем положении, конец 172 поршня 170 соприкасается с плунжером 132. Когда поршень 170 находится в соприкосновении с плунжером 132, пружина 148 толкает плунжер 132 к поршню 170 с возможностью функционального соединения штуцера 168 с плунжером 132. Затем пользователь может перемещать плунжер 132 и, таким образом, шток 118, накручивая или откручивая штуцер 168 (т.е. перемещая штуцер 168 вверх или вниз в положении на ФИГ. 3). В показанном примере резьба 180 и 182 позволяет пользователю регулировать положение штуцера 168 на расстоянии, соответствующем ходу плунжера 132. В некоторых примерах штуцер 168 накручивается или откручивается вручную (т.е. вручную с помощью ключа и т.д.). Резьба 180 и 182 может также позволять штуцеру 168 удерживать плунжер 132 в желаемом положении (например, в полностью открытом положении).

[0024] Таким образом, пользователь может приводить в действие клапан 104 и управлять клапаном 104 с помощью штуцера 168 или жидкости. В некоторых примерах для управления клапаном 104 используется штуцер 168, если подача жидкости заблокирована или ограничена (ФИГ. 3). В некоторых примерах штуцер 168 может использоваться для ручной блокировки подачи жидкости путем отключения подачи жидкости (ФИГ. 1) или перемещения плунжера 132 (ФИГ. 3). Штуцер 168 может также позволить управлять работой клапана 104 с помощью жидкости (ФИГ. 2).

[0025] ФИГ. 4 иллюстрирует другую модель устройства управления технологическим процессом 400, в том числе, например, исполнительный механизм 102 на ФИГ. 1-3. На ФИГ. 4 модель исполнительного механизма 102 соединяется (например, с помощью резьбы) с корпусом клапана 402 другой модели клапана 404 (например, двунаправленного клапана). В показанном примере корпус клапана 402 содержит штыревое входное соединение 406 для гидравлического соединения перепускного канала потока жидкости 408 модели клапана 404 с цилиндром (например, трубкой) (не показано). Например, штыревое входное соединение 406 выходит наружу (т.е. по направлению книзу в положении на ФИГ. 4) от наружной поверхности 410 корпуса клапана 402 перпендикулярно к продольной оси штока 412 клапана 404 и содержит наружную резьбу 414. Штыревое входное соединение 406 также содержит канал 416 для гидравлического соединения цилиндра с перепускным каналом потока жидкости 408.

[0026] Несмотря на описанные здесь некоторые примеры способов и устройств, сфера охвата этого патента не ограничивается таковыми. Напротив, этот патент охватывает все способы, устройства и изделия, которые достаточным образом попадают в объем прилагаемой формулы изобретения в буквальном смысле или в соответствии с принципами эквивалентности.

[0027] Краткое изложение в конце этого описания предоставляется в соответствии с разделом 37 Свода Федеральных Правил § 1.72 (b), что позволяет читателю быстро выяснить природу этого технического изобретения. Оно представляется с учетом того, что оно не будет использоваться для интерпретации или ограничения объема или смысла формулы.

Изобретение в целом относится к клапанам, в частности к ручным дублерам для клапанов. Клапанное устройство содержит исполнительный механизм для перемещения штока клапана, содержащий корпус с отверстием и плунжером, расположенным в отверстии. Поршень подвижно соединен с корпусом для проникновения в отверстие. Замок выполнен для удержания поршня в первом положении на корпусе. Причем плунжер выполнен с возможностью перемещения посредством жидкости, поступающей в отверстие через поршень. Поршень выполнен с возможностью перемещения в первое положение для прекращения подачи жидкости в отверстие. Поршень выполнен с возможностью перемещения во второе положение для обеспечения подачи жидкости в отверстие. Поршень выполнен с возможностью перемещения в третье положение для функционального соединения поршня с плунжером для обеспечения возможности ручной активации и управления перемещением штока. Изобретение направлено на повышение надежности и эффективности работы клапанного устройства. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Клапанное устройство, содержащее:

исполнительный механизм для перемещения штока клапана, содержащий корпус с отверстием и плунжером, расположенным в отверстии;

поршень, подвижно соединенный с корпусом для проникновения в отверстие; и

замок для удержания поршня в первом положении на корпусе, причем

плунжер выполнен с возможностью перемещения посредством жидкости, поступающей в отверстие через поршень;

поршень выполнен с возможностью перемещения в первое положение для прекращения подачи жидкости в отверстие;

поршень выполнен с возможностью перемещения во второе положение для обеспечения подачи жидкости в отверстие; и

поршень выполнен с возможностью перемещения в третье положение для функционального соединения поршня с плунжером для обеспечения возможности ручной активации и управления перемещением штока.

2. Клапанное устройство по п. 1, отличающееся тем, что поршень проникает в отверстие через канал в корпусе.

3. Клапанное устройство по любому из пп. 1 или 2, отличающееся тем, что корпус содержит впускной канал, гидравлически связанный с отверстием с помощью канала.

4. Клапанное устройство по любому из пп. 1 или 2, отличающееся тем, что поршень содержит замок для осуществления гидравлического затвора между отверстием и впускным каналом.

5. Клапанное устройство по любому из пп. 1 или 2, отличающееся тем, что движение поршня в сторону отверстия приводит к смещению замка для проникновения жидкости в отверстие.

6. Клапанное устройство по любому из пп. 1 или 2, дополнительно содержащее пружину для приведения плунжера в первое положение.

7. Клапанное устройство по любому из пп. 1 или 2, отличающееся тем, что поршень выполнен с возможностью передвигаться вручную.

8. Клапанное устройство по любому из пп. 1 или 2, отличающееся тем, что клапан является двунаправленным.

9. Исполнительное устройство для клапана, содержащее:

корпус, содержащий отверстие и входной канал, гидравлически связанный с отверстием;

плунжер, расположенный в отверстии и соединенный со штоком указанного клапана; и

штуцер, подвижно соединенный с корпусом и проходящий через часть корпуса и в отверстие; в котором

регулирование положения штуцера позволяет ему предотвратить поток жидкости от впускного канала в отверстие в первом положении, обеспечивает поток жидкости от впускного канала в отверстие во втором положении и функционально соединяет штуцер с плунжером в третьем положении для того, чтобы вручную активировать и отрегулировать положение плунжера.

10. Исполнительное устройство по п. 9, отличающееся тем, что штуцер содержит замок для осуществления гидравлического запора между впускным каналом и отверстием.

11. Исполнительное устройство по любому из пп. 9 или 10, отличающееся тем, что перемещение штуцера в сторону отверстия выполняется с целью смещения замка для проникновения жидкости в отверстие.

12. Исполнительное устройство по любому из пп. 9 или 10, отличающееся тем, что перемещение штуцера в сторону отверстия выполняется с целью функционального соединения штуцера с плунжером.

13. Исполнительное устройство по любому из пп. 9 или 10, отличающееся тем, что штуцер содержит замок для удержания штуцера в первом положении.

14. Исполнительное устройство по любому из пп. 9 или 10, дополнительно содержащее пружину для перемещения плунжера в первом направлении.

15. Исполнительное устройство по любому из пп. 9 или 10, отличающееся тем, что штуцер перемещают вручную.

16. Исполнительное устройство по любому из пп. 9 или 10, отличающееся тем, что клапан является двунаправленным.