КЛАПАН ОТСЕКАТЕЛЬ Российский патент 2020 года по МПК E21B34/02 F16K17/04 

Изобретение относится к защитному виду трубопроводной арматуры, предназначенной для перекрытия потока рабочей среды при изменении параметров за пределы значений уставки заданного диапазона или по управляющему сигналу, и может быть использовано в нефтегазовой отрасли.

Известен клапан отсекатель по патенту РФ №2271438 (бюл. №7, 10.03.2006), содержащий корпус с входным и выходным штуцерами, седло с затвором, пилотный механизм с возможностью приведения затвора в положение закрыто при понижении или повышении давления за пределы значений уставки заданного диапазона.

Недостатком известного клапана отсекателя, является отсутствие возможности приведения затвора в положение закрыто при любых значениях давления при местном и дистанционном управлении, отсутствие возможности приведения затвора в положение открыто, при дистанционном управлении.

Известен клапан отсекатель по патенту РФ №2315173 (бюл. №2, 20.01.2008), содержащий корпус с входным и выходным штуцерами, седло с затвором, пилотный механизм с возможностью приведения затвора в положение закрыто при понижении или повышении давления за пределы значений уставки заданного диапазона, подпружиненный вертикальный шток, подпружиненный горизонтальный шток с поршнем, механизм взвода затвора в положение открыто при местном управлении, электромагнитный привод с дистанционным управлением для приведения затвора в положение закрыто при любых значениях давления.

Недостатками известного клапана отсекателя, являются, отсутствие возможности приведения затвора в положение закрыто при любых значениях давления, при местном управлении, отсутствие возможности приведения затвора в положение закрыто при любых значениях давления без воздействия на пилотный механизм при дистанционном управлении, отсутствие возможности приведения затвора в положение открыто при дистанционном управлении.

Целью изобретения является расширение технико-эксплуатационных возможностей и повышение надежности работы клапана отсекателя с пилотным механизмом с возможностью приведения затвора в положение закрыто при понижении или повышении давления за пределы значений уставки заданного диапазона, наделением способностью приведения затвора в положение закрыто при любых значениях давления приводом при местном и дистанционном управлении, наделением способностью приведения затвора в положение открыто приводом при местном и дистанционном управлении, где приведение затвора в положение закрыто или открыто приводами при местном и дистанционном управлении осуществляются без воздействия на пилотный механизм.

Указанная цель достигается тем, что в клапане-отсекателе содержащем корпус с входным и выходным штуцерами, седло с затвором, пилотный механизм с возможностью приведения затвора в положение закрыто при понижении или повышении давления за пределы значений уставки заданного диапазона, подпружиненный горизонтальный шток с поршнем, подпружиненный вертикальный шток, механизм взвода затвора в положение открыто и электромагнитный привод для приведения затвора в положение закрыто, механизм взвода затвора в положение открыто, может быть реализован в виде привода для перевода затвора в положение открыто, где привод для перевода затвора в положение открыто, может иметь положение открыто или закрыто, где в случае возможного нахождения привода для перевода затвора в положение открыто, в положении открыто, затвор может находиться только в положении открыто, где в случае возможного нахождения привода для перевода затвора в положение открыто, в положении закрыто, затвор может находиться в положении закрыто или открыто, где электромагнитный привод для приведения затвора в положение закрыто при любых значениях давления, может быть реализован в виде привода для перевода затвора в положение закрыто, где привод для перевода затвора в положение закрыто, возможным поворотом может принимать положение открыто или закрыто, где в случае возможного нахождения привода для перевода затвора в положение закрыто, в положении закрыто, затвор может находиться в положении закрыто или открыто, где в случае возможного нахождения привода для перевода затвора в положение закрыто, в положении открыто, затвор может находиться в положении закрыто или открыто, где приводы для перевода затвора в положение открыто или закрыто могут иметь взаимно независимое функционирование, где приводы для перевода затвора в положение открыто или закрыто могут иметь местное и дистанционное управление, где приводы для перевода затвора в положение открыто или закрыто, могут иметь местную и дистанционную индикацию положений, где подпружиненный вертикальный шток для возможного приведения затвора в положение закрыто, не является составным элементом пилотного механизма, где возможное приведение затвора в положение закрыто подпружиненным вертикальным штоком имеет место только при нахождении привода для приведения затвора в положение открыто, в положении закрыто, где привод для приведения затвора в положение открыто, и подпружиненный вертикальный шток для возможного приведения затвора в положение закрыто, имеют возможность независимого воздействия в противоположных направлениях непосредственно на затвор, где в случае возможного перевода приводом для перевода затвора в положение открыто, затвора в положение открыто из положения закрыто, одновременно становится возможным аккумулирование механической энергии подпружиненного вертикального штока, для дальнейшего возможного приведения затвора в положение закрыто, где в подпружиненном вертикальном штоке реализован демпфирующий узел для возможного регулирования скорости перевода затвора в положение закрыто, где подпружиненный горизонтальный шток с поршнем является составным элементом пилотного механизма и не имеет возможности взаимодействия непосредственно с подпружиненным вертикальным штоком, где подпружиненный горизонтальный шток с поршнем может иметь сальниковое уплотнение или в сильфонное исполнение, где подпружиненный горизонтальный шток с поршнем, имеет возможность осевого перемещения, с возможным контролем и реагированием на изменения давления рабочей среды, для создания возможности пилотному механизму приведения затвора в положение закрыто при понижении или повышении давления за пределы значений уставки заданного диапазона, где привод для приведения затвора в положение закрыто с возможностью поворота и подпружиненный горизонтальный шток с поршнем с возможностью осевого перемещения, имеют опорные элементы с возможностью независимого взаимодействия с замковым узлом затвора, для создания возможности удержания затвора в положении открыто или приведения затвора в положение закрыто при любых значениях давления, где для местной и дистанционной индикации положения закрыто или открыто затвора, предусмотрен концевой выключатель, имеющий автономное непосредственное присоединение только с затвором.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 условно представлено сечение клапана отсекателя с затвором в положении закрыто, на фиг. 2 условно представлено сечение клапана отсекателя с затвором в положении открыто, на фиг. 3 условно представлено сечение клапана отсекателя с затвором в положении открыто, где условно представлен опорный элемент подпружиненного горизонтального штока с поршнем, опорный элемент привода для приведения затвора в положение закрыто, замковый узел затвора в состоянии удержания затвора в положении открыто, при значениях давления в пределах уставки заданного диапазона, на фиг. 4 условно представлено сечение клапана отсекателя, где затвор находится на фазе перехода в положение закрыто из положения открыто, где условно представлен опорный элемент подпружиненного горизонтального штока с поршнем, опорный элемент привода для приведения затвора в положение закрыто, замковый узел затвора, в состоянии приведения затвора в положение закрыто при любых значениях давления, посредством привода для перевода затвора в положение закрыто, находящегося в положении закрыто, на фиг. 5 условно представлено сечение А-А на фиг. 3, где условно представлен опорный элемент привода для приведения затвора в положение закрыто, находящегося в положении открыто, опорный элемент подпружиненного горизонтального штока с поршнем и замковый узел затвора, в состоянии удержания затвора в положении открыто, при значениях давления в пределах уставки заданного диапазона, на фиг. 6 условно представлен опорный элемент привода для приведения затвора в положение закрыто, находящегося в положении открыто, опорный элемент подпружиненного горизонтального штока с поршнем и замковый узел затвора, в состоянии фазы освобождения замкового узла затвора для перехода затвора в положение закрыто, при понижении давления за пределы значений уставки заданного диапазона, на фиг. 7 условно представлен опорный элемент привода для приведения затвора в положение закрыто, находящегося в положении открыто, опорный элемент подпружиненного горизонтального штока с поршнем и замковый узел затвора в состоянии фазы освобождения замкового узла затвора для перехода затвора в положение закрыто, при повышении давления за пределы значений уставки заданного диапазона.

Клапан отсекатель содержит корпус (1), с входным штуцером (2) и выходным штуцером (3), седло (4) с затвором (5), пилотный механизм (6), подпружиненный горизонтальный шток с поршнем (7), подпружиненный вертикальный шток (8), привод (9) для приведения затвора (5) в положение открыто, привод (10) для приведения затвора (5) в положение закрыто, опорный элемент (11) привода (10) для приведения затвора (5) в положение закрыто, опорный элемент (12) подпружиненного горизонтального штока с поршнем (7), замковый узел (13) затвора (5).

Клапан отсекатель работает следующим образом.

Вначале работы, затвор (5) находится в положении закрыто, под действием подпружиненного вертикального штока (8), давления рабочей среды и силы тяжести. Опорный элемент (11) привода (10) и опорный элемент (12) подпружиненного горизонтального штока с поршнем (7) находятся в положении открыто. Взвод затвора (5), в рабочее положение открыто, производится в местном или дистанционном режимах, посредством привода (9), который переводя свой рабочий орган в положение открыто, приподнимает и удерживает затвор (5) в положение открыто. Такое положение сохраняется до тех пор, пока давление рабочей среды установится в диапазоне допустимых значений. При этом происходит зацепление замкового узла (13) затвора (5) с опорным элементом (12) подпружиненного горизонтального штока с поршнем (7), и при этом происходит взвод подпружиненного вертикального штока (8). После, привод (9) переводит свой рабочий орган в положение закрыто, и удержание затвора (5) в положении открыто обеспечивается замковым узлом (13) упирающимся на опорный элемент (12), и клапан отсекатель переходит в рабочий следящий режим поддержания давления рабочей среды в пределах значений уставки заданного диапазона.

В случае выхода значений давления за пределы заданного диапазона, которое воспринимается подпружиненным горизонтальным штоком с поршнем (7), происходит осевое перемещение подпружиненного горизонтального штока с поршнем (7) и тем самым опорного элемента (12), в ту или другую сторону в зависимости от изменения давления в большую или меньшую сторону, в результате чего происходит рассоединение замкового узла (13) и опорного элемента (12), и под действием аккумулированной механической энергии подпружиненного вертикального штока (8), давления рабочей среды и силы тяжести затвор (5) переводится в положение закрыто.

В случаях необходимости перевода затвора (5) в положение закрыто при любых значениях давления в принудительном порядке, поворотом привода (10) в местном или дистанционном режимах управления, опорный элемент (11) переводится в положение закрыто, тем самым переводя опорный элемент (12) подпружиненного горизонтального штока с поршнем (7) также в положение закрыто, в результате чего происходит рассоединение замкового узла (13) и опорного элемента (12), и под действием аккумулированной механической энергии подпружиненного вертикального штока (8), давления рабочей среды и силы тяжести затвор (5) переводится в положение закрыто.

При этом в любой момент времени осуществляется местная и дистанционная индикация положения закрыто или открыто затвора (5), благодаря наличию концевого выключателя.

Наличие демпфирующего узла в подпружиненном вертикальном штоке (8), позволяет по месту регулировать время срабатывания.

Таким образом, предлагаемый клапан отсекатель, позволяет полноценную эксплуатацию в местном и дистанционном режимах управления, в отличие от существующих аналогов. Также нужно отметить, что предлагаемое техническое решение, на базе комплектующих элементов, полностью позволяет функционирование клапана отсекателя в автономном режиме эксплуатации, без потребления энергии извне.

Изобретение относится к защитному виду трубопроводной арматуры, предназначенной для перекрытия потока рабочей среды. Клапан отсекатель содержит корпус с входным и выходным штуцерами, седло с затвором, пилотный механизм для приведения затвора в положение закрыто при понижении или повышении давления за пределы значений уставки заданного диапазона. Подпружиненный горизонтальный шток с поршнем, подпружиненный вертикальный шток, привод для перевода затвора в положение открыто, привод для перевода затвора в положение закрыто. Приводы для перевода затвора в положение открыто или закрыто имеют взаимно независимое функционирование, местное, дистанционное управление и индикацию положений. Привод для приведения затвора в положение открыто, и подпружиненный вертикальный шток для приведения затвора в положение закрыто, независимо воздействуют непосредственно на затвор в противоположных направлениях. Благодаря демпфирующему узлу, реализованному в подпружиненном вертикальном штоке, обеспечивается регулирование скорости перевода затвора в положение закрыто. Подпружиненный горизонтальный шток с поршнем пилотного механизма, имеет возможность осевого перемещения, для контроля и реагирования на изменения давления рабочей среды, в случаях понижения или повышения давления за пределы значений уставки заданного диапазона. Удержание затвора в положении открыто, закрыто или принудительно закрыто при любых значениях давления рабочей среды, обеспечено благодаря взаимодействию опорных элементов подпружиненного горизонтального штока с поршнем, привода для перевода затвора в положение закрыто с замковым узлом затвора. Удержание затвора в положении открыто напрямую привязано к осевому перемещению подпружиненного горизонтального штока с поршнем. В случае принудительного перевода затвора в положение закрыто при любых значениях давления рабочей среды, перевод осуществляется только благодаря повороту опорного элемента привода для перевода затвора в положение закрыто. Для местной и дистанционной индикации положения закрыто или открыто затвора, предусмотрен концевой выключатель. Достигается технический результат – повышение надежности работы клапана и обеспечение возможности приведения затвора в положение закрыто при любых значениях давления. 7 ил.

Клапан отсекатель, содержащий корпус с входным и выходным штуцерами, седло с затвором, пилотный механизм с возможностью приведения затвора в положение закрыто при понижении или повышении давления за пределы значений уставки заданного диапазона, подпружиненный горизонтальный шток с поршнем, подпружиненный вертикальный шток, механизм взвода затвора в положение открыто и электромагнитный привод для приведения затвора в положение закрыто, отличающийся тем, что механизм взвода затвора в положение открыто, может быть реализован в виде привода для перевода затвора в положение открыто, где привод для перевода затвора в положение открыто, может иметь положение открыто или закрыто, где в случае возможного нахождения привода для перевода затвора в положение открыто, в положении открыто, затвор может находиться только в положении открыто, где в случае возможного нахождения привода для перевода затвора в положение открыто, в положении закрыто, затвор может находиться в положении закрыто или открыто, где электромагнитный привод для приведения затвора в положение закрыто при любых значениях давления, может быть реализован в виде привода для перевода затвора в положение закрыто, где привод для перевода затвора в положение закрыто, возможным поворотом может принимать положение открыто или закрыто, где в случае возможного нахождения привода для перевода затвора в положение закрыто, в положении закрыто, затвор может находиться в положении закрыто или открыто, где в случае возможного нахождения привода для перевода затвора в положение закрыто, в положении открыто, затвор может находиться в положении закрыто или открыто, где приводы для перевода затвора в положение открыто или закрыто могут иметь взаимно независимое функционирование, где приводы для перевода затвора в положение открыто или закрыто могут иметь местное и дистанционное управление, где приводы для перевода затвора в положение открыто или закрыто, могут иметь местную и дистанционную индикацию положений, где подпружиненный вертикальный шток для возможного приведения затвора в положение закрыто, не является составным элементом пилотного механизма, где возможное приведение затвора в положение закрыто подпружиненным вертикальным штоком имеет место только при нахождении привода для приведения затвора в положение открыто, в положении закрыто, где привод для приведения затвора в положение открыто, и подпружиненный вертикальный шток для возможного приведения затвора в положение закрыто, имеют возможность независимого воздействия в противоположных направлениях непосредственно на затвор, где в случае возможного перевода приводом для перевода затвора в положение открыто, в положение открыто из положения закрыто, одновременно становится возможным аккумулирование механической энергии подпружиненного вертикального штока, для дальнейшего возможного приведения затвора в положение закрыто, где в подпружиненном вертикальном штоке реализован демпфирующий узел для возможного регулирования скорости перевода затвора в положение закрыто, где подпружиненный горизонтальный шток с поршнем является составным элементом пилотного механизма и не имеет возможности взаимодействия непосредственно с подпружиненным вертикальным штоком, где подпружиненный горизонтальный шток с поршнем может иметь сальниковое уплотнение или в сильфонное исполнение, где подпружиненный горизонтальный шток с поршнем, имеет возможность осевого перемещения, с возможным контролем и реагированием на изменения давления рабочей среды, для создания возможности пилотному механизму приведения затвора в положение закрыто при понижении или повышении давления за пределы значений уставки заданного диапазона, где привод для приведения затвора в положение закрыто с возможностью поворота и подпружиненный горизонтальный шток с поршнем с возможностью осевого перемещения, имеют опорные элементы с возможностью независимого взаимодействия с замковым узлом затвора, для создания возможности удержания затвора в положении открыто или приведения затвора в положение закрыто при любых значениях давления, где для местной и дистанционной индикации положения закрыто или открыто затвора, предусмотрен концевой выключатель.