Шаровой криогенный клапан Российский патент 2020 года по МПК F16K5/06 F16K49/00 

Описание патента на изобретение RU2716645C1

Изобретение относится к криогенной технике, а именно, к шаровым криогенным клапанам с вакуумной теплоизоляцией с дистанционным, а также с ручным управлением для использования в условиях криогенных температур и предназначено для управления потоком криогенной жидкости, например, потоком сжиженного продукта разделения воздуха, СПГ и др.

Известен шаровой клапан по патенту RU №2551711 (MIIK:F16K, 5/06) содержащий корпус с входным переходником, выходным переходником шаровой затвор со шлицевым отверстием и проточкой, вал, уплотнение вала и нижнюю опору. Во входном переходнике выполнена проточка, в которую установлено уплотнение в виде манжеты. Уплотнение взаимодействует с поверхностью проточки входного переходника и кромкой манжеты е шаровым затвором.

Известны полезные модели CN №№20560500, 203322354 (МГЖ: F16K, 5/06) на шаровые криогенные клапана, которые содержат корпус, седло, запорный орган в воде шара, пружину и герметизирующие уплотнения.

Известно техническое решение шарового криогенного клапана по патенту FR №2512157 (F16K, 5/0668), в котором имеется корпус, седло и запорный орган, выполненные из пластмассы, а также герметизирующее кольцевое уплотнение, имеющее две поверхности - сферическую и коническую.

Известен шаровой криогенный клапан по заявке KR №100693935(МПК: F16K, 5/04), содержащий корпус, седло из тефлона, имеющее наклонную секцию, запорный орган в виде шара, и герметизирующие уплотнения.

Известно техническое решение по патенту US №4258900 (МПК: F16K, 5/06), где в корпусе, выполненном из губчатого графита, примыкающем к шарику, образована кольцевая выемка, в которой расположено седло из жесткого материала.

Все перечисленные аналоги обладают существенным недостатком - работа в криогенной среде приводит к частому износу комплектующих клапана и, особенно, уплотнений, а указанные аналоги представляют из себя неразборные клапана, т.е. неремонтопригодны.

Наиболее близким аналогом для предлагаемого шарового криогенного клапана является шаровой криогенный клапан по патенту на полезную модель CN №206001103 (МПК: F16K, 51/02), содержащий входной и выходной патрубки, запорный орган в виде шара, седло, уплотнение, которое осуществляет герметизацию с внутренней стороны запорный орган-шар, а с внешней стороны взаимодействует с опорой по плоскости, что при низких температурах ведет к сжатию уплотнения, при котором возможно образование негерметичности.

Кроме того, весь клапан, как автономный узел, не имеет собственной вакуумной теплоизоляции.

Таким образом, предложенное решение не обладает достаточной надежностью при криогенных температурах.

При этом весь клапан помещен в вакуумный короб, в котором находится много других элементов, что делает невозможным использование его в коммуникационных системах для криогенных сред.

Задачей предлагаемого решения является повышение надежности шарового криогенного клапана с одновременной возможностью автономного использования его в криогенных коммуникациях, а также обеспечение его разборности и, как следствие, ремонтопригодности.

Эта задача решается тем, что в предлагаемом шаровом криогенном клапане, содержащем корпус, узел запорный, включающий шар и шток, узел уплотнительный, фланец с прокладкой уплотнительной и кольцами уплотнительными, привод, корпус выполнен в виде концентрично расположенных друг относительно друга кожуха внутреннего и кожуха наружного, конуса направляющего и втулки резьбовой, расположенной между кожухом внутренним и конусом направляющим, фланца установленного со стороны привода и донышка с противоположной стороны, герметично установленного на свободном торце конуса направляющего, при этом все выше указанные детали корпуса образуют вакуумную полость между кожухом наружным и кожухом внутренним, причем кожух внутренний со стороны вакуумной полости имеет изоляцию экранно-вакуумную, внутри кожуха внутреннего имеется полость узла запорного, сообщенная с трубопроводом рабочей полости, в полости узла запорного расположен шток, охваченный теплоизоляцией противоконвективной, при этом узел уплотнительный клапана выполнен в виде контактирующей с шаром втулки уплотняющей, на которую оперта втулка упорная, подпружиненная пружиной тарельчатой, взаимодействующей с втулкой фиксирующей ее положение, осуществляя герметизацию заклиниванием конуса направляющего усилием пружины тарельчатой по его конической поверхности, на поверхности шара выполнены отверстия монтажные под приспособление для сборки/разборки и отверстие сброса утечек жидкости, а во втулке фиксирующей также выполнены отверстия монтажные.

На Фиг. 1 клапан изображен в открытом положении. На Фиг. 2 изображен корпус клапана. На Фиг. 3 изображен узел запорный. На Фиг. 4 изображен Вид В. На Фиг. 5 изображен разрез по А-А. На Фиг. 6 изображен разрез по Б-Б.

На фигурах:

1 - кожух внутренний;

2 - кожух наружный;

3 - конус направляющий;

4 - втулка резьбовая;

5 - фланец;

6 - изоляция экранно-вакуумная;

7 - трубопровод рабочей полости;

8 - полость узла запорного;

9 - вакуумная полость;

10 - шток;

11 - шар;

12 - втулка уплотняющая;

13 - пружина тарельчатая;

14 - втулка упорная;

15 - втулка фиксирующая;

16 - теплоизоляция противоконвективная;

17 - отверстия монтажные втулки фиксирующей;

18 - фланец;

19 -привод;

20 - прокладка уплотнительная;

21 - кольца уплотнительные;

22 - отверстия монтажные шара;

23 - отверстие сброса утечек жидкости;

24 - донышко.

В предлагаемом шаровом криогенном клапане корпус выполнен в виде концентрично расположенных друг относительно друга кожуха внутреннего 1 и кожуха наружного 2, конуса направляющего 3 и втулки резьбовой 4, расположенной между кожухом внутренним 1 и конусом направляющим 3, фланца 5, установленного со стороны привода 19 и донышка 24 с противоположной стороны, герметично установленного на свободном торце конуса направляющего 3, при этом все выше указанные детали корпуса образуют вакуумную полость 9 между кожухом наружным 2 и кожухом внутренним 1, причем кожух внутренний 1 со стороны вакуумной полости 9 имеет изоляцию экранно-вакуумную 6, внутри кожуха внутреннего 1 имеется полость узла запорного 8, сообщенная с трубопроводом рабочей полости 7, в полости узла запорного 8 расположен шток 10, охваченный теплоизоляцией противоконвективной 16, при этом узел уплотнительный клапана выполнен в виде контактирующей с шаром 11 втулки уплотняющей 12, на которую оперта втулка упорная 14, подпружиненная пружиной тарельчатой 13, взаимодействующей с втулкой фиксирующей 15 ее положение, осуществляя герметизацию заклиниванием конуса направляющего 3 усилием пружины тарельчатой 13 по его конической поверхности, на поверхности шара 11 выполнены отверстия монтажные 22 под приспособление для сборки/разборки и отверстие сброса утечек жидкости 23, а во втулке фиксирующей 15 также выполнены отверстия монтажные 17.

Клапан работает следующим образом.

Шар 11 при повороте на 90° приводом 19 с помощью штока 10 закрывает либо открывает клапан. В открытом положении происходит охлаждение деталей корпуса. При этом втулка уплотняющая 12, выполненная из термопластичного материала (фторопласта или композита на его основе) сжимается больше, чем ответные детали - конус направляющий 3 и шар 11. Образующийся зазор устраняется перемещением втулки уплотняющей 12 по конусу направляющему 3 корпуса под действием пружины тарельчатой 13 и втулки упорной 14. Одновременно втулка уплотняющая 12 сжимает шар 11, также обеспечивая уплотнение. Предварительное усилие уплотнения также создается пружиной тарельчатой 13, предварительно сжатой втулкой фиксирующей 15. Все охлаждаемые детали клапана заключены в теплоизолированный кожух внутренний 1, который охватывает изоляция экранно-вакуумная 6, а шток 10 в свою очередь охватывает теплоизоляция противоконвективная 16. Уплотнение клапана в теплой зоне производится прокладкой уплотнительной 20 и кольцами уплотнительными 21. Отверстие сброса утечек жидкости 23 служит для сброса возможных утечек жидкости в трубопровод рабочей полости 7 клапана.

Сборка клапана выполняется в следующем порядке. При сборке клапана втулкой фиксирующей 15 поджимается пружина тарельчатая 13, обеспечивая герметизацию втулки уплотняющей 12 с конусом направляющим 3 и шаром 11.

При разборке детали клапана освобождаются после снятия привода 19, фланца 7 и штока 10. После этого в отверстия монтажные втулки фиксирующей 17 вводится приспособление для сборки/разборки, втулка 17 выворачивается и снимается, затем в отверстия монтажные шара 22 ввинчивается съемное приспособление, с помощью которого выполняется демонтаж деталей клапана.

Размещение всех функциональных деталей клапана в вакуумном кожухе внутреннем 1 позволяет использовать клапан как самостоятельный узел в коммуникационных линиях.

Таким образом, повышается надежность шарового криогенного клапана при криогенных температурах с одновременной возможностью автономного использования его в криогенных коммуникациях, а также обеспечивается его разборность и, как следствие, его ремонтопригодность.

Похожие патенты RU2716645C1

название год авторы номер документа
КЛАПАН УНИВЕРСАЛЬНЫЙ 2009
  • Чигряй Владимир Александрович
  • Большаков Владимир Алексеевич
RU2405998C1
ЗАПОРНОЕ УСТРОЙСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ ЦИСТЕРНЫ 2001
  • Филиппов В.Н.
  • Козлов И.В.
  • Недорчук Б.Л.
  • Балабин В.Н.
  • Шаринов И.Л.
  • Петров В.Д.
  • Архипов Л.Н.
  • Иванов Н.В.
RU2185982C1
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ТОЛКАТЕЛЬ 1995
  • Чугунов А.С.
  • Нахамкес К.В.
RU2111366C1
Всасывающий клапан штангового насоса 2021
  • Верисокин Александр Евгеньевич
  • Верисокина Александра Юрьевна
  • Шиян Станислав Иванович
  • Шаблий Илья Игоревич
RU2771831C1
ШАРОВОЙ КЛАПАН 2012
  • Алексеев Александр Борисович
  • Гончарик Николай Иванович
  • Лоскутов Иван Павлович
RU2486395C1
ШАРОВОЙ КЛАПАН 2012
  • Богоявленский Игорь Константинович
  • Медведев Николай Иванович
RU2517467C2
КЛАПАН ОБРАТНЫЙ С ОСЕВЫМ НАПРАВЛЕНИЕМ ПОТОКА 2011
  • Веремеев Дмитрий Николаевич
  • Линник Юрий Петрович
  • Лобанин Владимир Александрович
  • Нефедцев Валерий Петрович
  • Погорелов Михаил Вячеславович
RU2489627C2
ШАРОВОЙ КЛАПАН 2017
  • Гаврилов Сергей Владимирович
  • Медведев Николай Иванович
  • Сергеева Юлия Геннадьевна
RU2661560C1
СЛИВНОЕ УСТРОЙСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ ЦИСТЕРНЫ 2001
  • Филиппов В.Н.
  • Козлов И.В.
  • Недорчук Б.Л.
  • Балабин В.Н.
  • Шаринов И.Л.
  • Петров В.Д.
  • Архипов Л.Н.
  • Иванов Н.В.
RU2182091C1
ШАРОВОЙ КЛАПАН 2015
  • Еремичев Кирилл Александрович
  • Медведев Николай Иванович
  • Давыдкин Виктор Борисович
  • Гаврилов Сергей Владимирович
RU2599405C2

Иллюстрации к изобретению RU 2 716 645 C1

Реферат патента 2020 года Шаровой криогенный клапан

Изобретение относится к криогенной технике, а именно к шаровым криогенным клапанам с дистанционным или с ручным управлением для использования в условиях криогенных температур, и предназначено для управления потоком криогенной жидкости, например потоком сжиженного продукта разделения воздуха, СПГ и др. Предложен шаровой криогенный клапан, содержащий корпус, узел запорный, включающий шар и шток, узел уплотнительный, фланец с прокладкой уплотнительной и кольцами уплотнительными, привод. Корпус выполнен в виде концентрично расположенных относительно друг друга кожуха внутреннего и кожуха наружного, конуса направляющего и втулки резьбовой, расположенной между кожухом внутренним и конусом направляющим, фланца, установленного со стороны привода, и донышка с противоположной стороны, герметично установленного на свободном торце конуса направляющего. Все вышеуказанные детали корпуса образуют вакуумную полость между кожухом наружным и кожухом внутренним. Кожух внутренний со стороны вакуумной полости имеет изоляцию экранно-вакуумную. Внутри кожуха внутреннего имеется полость узла запорного, сообщенная с трубопроводом рабочей полости. В полости узла запорного расположен шток, охваченный теплоизоляцией противоконвективной. Узел уплотнительный клапана выполнен в виде контактирующей с шаром втулки уплотняющей, на которую оперта втулка упорная, подпружиненная пружиной тарельчатой, взаимодействующей с втулкой, фиксирующей ее положение, осуществляя герметизацию заклиниванием конуса направляющего усилием пружины тарельчатой по его конической поверхности. На поверхности шара выполнены отверстия монтажные под приспособление для сборки/разборки и отверстие сброса утечек жидкости. Во втулке фиксирующей также выполнены отверстия монтажные. Клапан позволяет повысить надежность его работы с одновременной возможностью автономного использования его в криогенных коммуникациях, а также обеспечить его ремонтопригодность. 6 ил.

Формула изобретения RU 2 716 645 C1

Шаровой криогенный клапан, содержащий корпус, узел запорный, включающий шар и шток, узел уплотнительный, фланец с прокладкой уплотнительной и кольцами уплотнительными, привод, отличающийся тем, что корпус выполнен в виде концентрично расположенных относительно друг друга кожуха внутреннего и кожуха наружного, конуса направляющего и втулки резьбовой, расположенной между кожухом внутренним и конусом направляющим, фланца, установленного со стороны привода, и донышка с противоположной стороны, герметично установленного на свободном торце конуса направляющего, при этом все вышеуказанные детали корпуса образуют вакуумную полость между кожухом наружным и кожухом внутренним, причем кожух внутренний со стороны вакуумной полости имеет изоляцию экранно-вакуумную, внутри кожуха внутреннего имеется полость узла запорного, сообщенная с трубопроводом рабочей полости, в полости узла запорного расположен шток, охваченный теплоизоляцией противоконвективной, при этом узел уплотнительный клапана выполнен в виде контактирующей с шаром втулки уплотняющей, на которую оперта втулка упорная, подпружиненная пружиной тарельчатой, взаимодействующей с втулкой, фиксирующей ее положение, осуществляя герметизацию заклиниванием конуса направляющего усилием пружины тарельчатой по его конической поверхности, на поверхности шара выполнены отверстия монтажные под приспособление для сборки/разборки и отверстие сброса утечек жидкости, а во втулке фиксирующей также выполнены отверстия монтажные.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2020 года RU2716645C1

CN 0206001103 U, 08.03.2017
US 4258900 A1, 31.03.1981
KR 100693935 B1, 12.03.2007
СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ИКРЫ ЛАГЕНАРИЕВОЙ ВИТАМИНИЗИРОВАННОЙ 2012
  • Квасенков Олег Иванович
RU2512157C1
ШАРОВОЙ КЛАПАН 2013
  • Гончарик Николай Иванович
  • Турчин Сергей Иванович
RU2551711C2

RU 2 716 645 C1

Авторы

Ерганоков Хасанби Хабиевич

Цфасман Григорий Юзекович

Даты

2020-03-13Публикация

2019-04-30Подача