КЛАПАН ОБРАТНЫЙ Российский патент 2021 года по МПК F16K15/06 F16K37/00 F16K1/12 

Изобретение относится к арматуростроению, в частности к технологическим системам атомной отрасли, а именно предназначен для перекрытия и предотвращения обратных потоков жидких и газообразных, радиоактивных, токсичных, взрывоопасных сред в трубопроводах, требующих высокой степени герметичности относительно внешней среды и безопасности при эксплуатации.

Известен обратный клапан, содержащий корпус с входным и выходным патрубками и седлом, затвор и съемный шпиндель, взаимодействующий с затвором, в котором клапан снабжен демпфирующим устройством, выполненным в виде барабана с окнами, экранированными фильтрующей вставкой, и снабженным механизмом крепления во входном патрубке клапана (Патент № RU2247887. Опубл. 10.03.2005).

Однако известный клапан имеет низкую возможность защиты от перегрузки при работе клапана в автоматическом режиме, технологическую ремонтопригодность и герметичности.

Известны устройство и способ контактного контроля седла главного пароизоляционного клапана и уплотнительной поверхности тарельчатого клапана, в которых выполняют посадку тарельчатого клапана на тарельчатое ползунковое устройство и нанесения цветных чернил для контроля контакта на уплотнительную поверхность тарельчатого клапана. При этом устройство для контроля контакта седла главного пароизоляционного клапана и уплотнительной поверхности тарельчатого диска представляет собой тарельчатую пластину (пластину); тарельчатый ползун, который выполнен для крепления к верхнему концу главного пароизоляционного клапана и направления тарельчатой пластины для скольжения в корпус клапана;, тарельчатое толкающее устройство для тесного контакта уплотнительной поверхности тарельчатого диска и поверхности уплотнения пластины для выполнения контроля контакта. При этом толкатель тарельчатого клапана имеет возможность приложения усилий к верхнему штоку тарельчатого клапана таким образом, что производится проверка контакта уплотнительной поверхности тарельчатого клапана с уплотнительной поверхностью корпуса клапана. Тарельчатое толкающее устройство также включает в себя: множество шпилек, проходящих вдоль продольного направления, наклоненного под углом 45 градусов; множество крепежных гаек, прикрепленных к множеству шпилек; пластину, к которой соединен гидравлический штоссель и закреплен множеством шпилек; и гидравлический насос для наддува гидравлического штосселя для приложения усилия к верхнему штоку тарельчатого колеса (Патент № KR102073521B1. Опубл. 2020-02-04).

Однако известное техническое решение имеет низкую ремонтопригодность и низкую возможность защиты от перегрузки при работе клапана в автоматическом режиме, имеет высокую металлоёмкость и себестоимость.

Известно напорное устройство задвижки, содержащее деку клапана, корпус клапана, шток клапана и заслонку, а задвижка напорного устройства включает в себя: подавление кольца, соединение короткой трубки, соединительную трубу, кольцо, при компоновки элементов конструктива, использована сварка; манометр установлен в соединительной трубе, изолирующий клапан установлен на трубопроводе (Патент № CN209326910U. Опубл. 2019-08-30).

Однако известная полезная модель имеет низкую ремонтопригодность и низкую возможность защиты от перегрузки при работе клапана в автоматическом режиме. Имеет высокую металлоёмкость и себестоимость.

Известен Y-образный двухкорпусный шаровой уплотнительный обратный клапан для активной зоны острова ядерной энергии содержит корпус клапана и крышку клапана, причем крышка клапана расположена на корпусе клапана с образованием полости клапана; клапан имеет вход наклонно расположенный на нижней стороне корпуса клапана, выход наклонно расположенный на верхней стороне корпуса клапана, вход расположен напротив выхода и соответственно сообщен с полостью клапана с образованием наклонного главного бегуна; обратный клапан дополнительно содержит седло клапана и уплотнительный шар, седло клапана расположено в полости клапана и разъемно соединенно с корпусом клапана, а также уплотнительный шар расположен в полости клапана, с возможностью перемещения вверх и вниз вдоль полости клапана и нахождения в уплотнительном контакте с седлом клапана или отделен от него (Патент № CN110985715A Опубл. 2020-04-10).

Однако известный обратный клапан имеет сложный конструктив, не имеет защиты от перегрузок, низкую ремонтопригодность и герметизацию. Имеет высокую металлоёмкость и себестоимость.

Известен обратный клапан, содержащий крышку и корпус с закрепленным в нем соосно продольному каналу седлом и тарелку, смонтированную на поворотном относительно оси рычаге, в котором коаксиально в седле размещена уплотнительная втулка, взаимодействующая при закрытом клапане своим уплотнительным полем с ответным полем тарелки, причем ось поворотного рычага установлена в проушинах хомута, охватывающего уплотнительную втулку, и помещена между бобышками корпуса (Патент № RU2300686. Опубл. 10.06.2007).

Однако, известный обратный клапан не смотря на то, что имеет повышенную ремонтопригодность, не предназначен для использования в автоматическом режиме из-за отсутствия геркона, управляемого магнитом. Имеет высокую металлоёмкость и себестоимость.

Известен регулирующий клапан для регулирования давления потока текучей среды, содержащий средство корпуса клапана, имеющее впускное и выпускное отверстия; средство проточного канала, функционально соединяющее указанные впускное и выпускное отверстия; средство сопротивления потока, функционально расположенное в указанном средстве проточного канала; средство закрытия клапана, функционально расположенное в указанном средстве корпуса клапана, для взаимодействия со средством сопротивления потока для открытия и закрытия указанного средства проточного канала; средство сопротивления потока, содержащее множество полых цилиндрических втулок, вложенных одна в другую герметичным образом (Патент US4327757A Опубл.1982-05-04).

Однако известный регулирующий клапан имеет литой корпус, низкую ремонтопригодность и герметичность, не имеет защиты от перегрузок. Имеет высокую металлоёмкость и себестоимость.

Известен клапан регулирования потока с корпусом, который снабжен входом для впуска жидкости при определенном входном давлении, ограничитель, который имеет трубчатый ограничительный сепаратор и позволяет ограничивать жидкость до определенного давления нагнетания, а также выход для жидкости, с приводом, который расположен снаружи на корпусе и имеет вращающийся вал и поршень, который может быть аксиально смещен внутри корпуса в направлении движения потока; при этом вращение вала может быть индуцировано посредством привода и осевое перемещение поршня может быть индуцировано посредством вращения вала, а поперечное сечение дросселя может регулироваться посредством осевого перемещения поршня, с первичными магнитами, установленными на приводе; со вторичными магнитами, установленными на валу; с винтовым приводом тела качения, установленным на валу; причем вращение исполнительного механизма передается на вал путем магнитного соединения первичных магнитов со вторичными магнитами и преобразуется в осевое перемещение поршня с помощью винтового привода тела качения (Патент № EP2118535B1. Опубл. 2013-06-19).

Однако известный клапан имеет сложную конструкцию, имеющую несколько корпусов, основной из них выполнен литьем, низкую ремонтопригодность из-за большого количества соединяемых элементов, понижающих герметичность клапана при его использовании. Кроме того, не смотря на наличие геркона и магнит известный клапан имеет низкую защиту от перегрузки. Имеет высокую металлоёмкость и себестоимость.

Задачей является улучшение эксплуатационных свойств и увеличение срока службы.

Технический результат проявляется в возможности защиты от перегрузки при работе клапана в автоматическом режиме, повышении технологических возможностей и удобстве ремонтопригодности, увеличении герметичности за счет точности изготовления элементов конструкции. Применение штампосварной конструкции снижает себестоимость изделия, уменьшает количество отходов производства, что благоприятно влияет на экологию.

Поставленный технический результат достигается тем, что в клапане обратном, содержащим корпус, оснащенный входным и выходным отверстием, штоки, магнит, пружинный элемент, крепежные элементы, корпус выполнен в виде обечайки и оснащен входным и выходным патрубками, которые закреплены с корпусом сварочными швами, с одним из патрубков соединен корпус седла, в последнем установлено седло имеющее возможность контакта с тарелкой, соединенной с одним из концов направляющего штока, установленного с возможностью перемещения и оснащенного пружинным элементом, второй конец которого установлен в направляющей, размещенной в обтекателе, соединенным с ребром, в котором установлена трубка, для перемещения штока геркона, на одном конце которого выполнен ролик, кроме того корпус сварными швами закреплен с горловиной корпуса и фланцем корпуса, в котором размещена крышка корпуса, выполненная в виде стакана и оснащенная фланцем, в крышке корпуса, посредством фланца, размещен второй конец штока геркона, который опосредованно изолирован стаканом с крышкой соединенной с соединителем, при этом на конце штока геркона установлен геркон, опосредованно соединенный с магнитом.

Целесообразно, для достижения точности элементов конструкции, корпус и патрубки выполнять из стали штамповкой.

Настоящее изобретение поясняют подробным описанием, чертежами, на которых:

Фиг. 1 – показывает, в уменьшенном масштабе, общий вид клапана в разрезе, согласно изобретению;

Фиг. 2 – вид А в масштабе 1:1 , то же что и на фиг. 1;

Фиг. 3 – вид Б в масштабе 1:1, то же что и на фиг. 1.

Клапан обратный содержит корпус 1, выполненный в виде обечайки из листовой стали, завальцованной в трубу. (Фиг. 1). Корпус оснащен входным патрубком 2 и выходным патрубком 3. Патрубки 2 и 3 выполнены из кольцевых поковок. Обечайка 1 соединена с входным и выходным патрубками, соответственно 2 и 3, с помощью сварных швов, соответственно 4 и 5. Внутри входного патрубка 2 закреплен корпус седла 6, в котором закреплено седло 7. С седлом 7 имеет возможность контакта тарелка 8, соединенная с одним из концов направляющего штока 9, установленного с возможностью перемещения и оснащенного пружинным элементом 10. В направляющем штоке 9 выполнен угловой паз. Второй конец направляющего штока 9 установлен в направляющей 11 закрепленной в обтекателе 12. Упомянутый обтекатель 12 оснащен заглушкой 13. Кроме того обтекатель 12 соединен, с помощью штифтов 14 и 15, с ребром 16, которое в свою очередь соединено с крышкой 18. Трубка 17 установлена в крышке 18, установленной в проточке горловины 19 корпуса. Горловина 19 изготовлена из листовой стали, завальцованной в трубу, сварными швами соединена с обечайкой 1 и фланцем 20, изготовленного из кольцевой паковки. Фланец 20 соединен с фланцем 21 крышки 18, посредством резьбовых соединений, каждое из которых выполнено из гайки 22, шпильки 23, шайбы 24. При этом крышка 18 соединена сварным швом со своим фланцем 21. На одном из концов штока 25 геркона выполнен ролик 26, имеющий возможность контакта со штоком 9. Второй конец штока 25 расположен во фланце 27, наружная поверхность которого выполнена ступенчатой. В проточке крышки 18 установлен дистанционный указатель положения (ДУП) (не показан). ДУП включает в себя трубку 17, фланец 27, в проточке которых и установлен шток 25 геркона. Фланец 27 размещен внутри крышки 18 и закреплен с ней с помощью резьбовых соединений, каждое из которых выполнено из взаимосоединенных гайки 28, шпильки 29 и шайбы 30. С одной из ступеней фланца 27 соединен соединительными элементами (не показаны) стакан 31, оснащенный крышкой 32. Стакан 31 изолирован от внешней среды посредством колпака, который выполнен из горизонтальной плоскости 33 и трубы 34, оснащенной горизонтальным кольцом 35. При этом соединитель 36 опосредованно, с помощью соединительных элементов, соединен с крышкой 32 стакана 31. Со стороны соединителя 36 внутри стакана 31 на конце фланца 27 закреплен геркон 37 с помощью планки 38.

Внутри фланца 27 на конце штока 25, выполненного ступенчатым, посредством резьбы, размещен корпус магнита 39 (Фиг. 2). Последний, с помощью шайб 40, имеет возможность контакта с магнитом 41. Сверху корпус магнита 39 накрыт крышкой 42 и соединен сварным швом 43 с фланцем 43. Между крышкой 42 корпуса магнита 39 и глухим торцом фланца 27 (Фиг.1), расположен дополнительный упругий элемент 42, выполненный в виде пружины (Фиг. 1, 2).

На конце штока 25, противоположном установленному корпусу магнита 39, установлен, с возможностью вращения, ролик 26 посредством пальца 45 (Фиг. 3). Ролик 26 установлен с возможностью постоянного контакта со штоком 9. Один конец пружинного элемента 10, размещенного на штоке 9, установлен в кожухе 46, закрепленном накидной гайкой 47 посредством резьбы на расточке тарелки 8.

Клапан обратный работает следующим образом.

При появлении потока среды во входном патрубке 2 тарелка 8, которую закрепили на штоке 9, под действием потока отходит и сжимает пружину 10. Шток 9 движется по направляющей 11. По угловому пазу в штоке 9 скользит ролик 26 и перемещает в поперечном направлении вверх шток 25 геркона. На конце штока 25 был закреплён корпус магнита 39 с магнитом 41. При перемещении магнит 41 за счет магнитного поля, замыкается электрический контакт внутри геркона 37. Геркон 37 подключается к соединителю 36, который посредством электрического сигнала по кабелю, передает информацию на пост управления о том, что клапан обратный открыт.

При прекращении потока среды или появлению обратного потока на выходном патрубке 3, тарелка 8 со штоком 9 движется в обратную сторону, уплотняясь с седлом 7, обеспечивая герметичность. Шток 13 с магнитом 41 опускается под действием пружины 42, контакт в герконе 37 размыкается. Электрический сигнал пропадает, на пост управления приходит информация, что клапан закрыт.

Предложенное изобретение позволяет улучшить эксплуатационные свойств и увеличить срока службы клапана обратного, позволяет осуществлять ремонт без демонтажа из трубопровода за счет выемного затворного органа.

Кроме того, предложенное изобретение позволяет защитить конструкцию от перегрузки при работе клапана в автоматическом режиме без присутствия человека.

Предложенное изобретение повышает технологичность, снижает стоимость изготовления за счет применения более дешёвых заготовок (листов и кольцевых поковок), сокращает время изготовления за счет снижения материала емкости, уменьшает отходы стали.

Изобретение относится к арматуростроению, в частности к технологическим системам атомной отрасли, и предназначено для трубопроводов, требующих высокой степени герметичности относительно внешней среды и безопасности при эксплуатации. Корпус обратного клапана выполнен в виде обечайки и оснащен входным и выходным патрубками, которые закреплены с корпусом сварочными швами. С одним из патрубков соединен корпус седла, в последнем установлено седло, имеющее возможность контакта с тарелкой, соединенной с одним из концов направляющего штока. Направляющий шток установлен с возможностью перемещения и оснащен пружинным элементом. Второй конец направляющего штока установлен в направляющей, размещенной в обтекателе, соединенным с ребром, в котором установлена трубка, для перемещения штока геркона. Один конец которого соединен с корпусом магнита, взаимосвязанного с герконом, другой - оснащен роликом. Корпус сварными швами соединен с горловиной корпуса и фланцем корпуса, в котором размещена крышка корпуса, соединенная с соединителем, выполненная в виде стакана и оснащенная фланцем. Изобретение направлено на защиту клапана от перегрузки при работе в автоматическом режиме и увеличение герметичности за счет точности изготовления элементов конструкции. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Клапан обратный, содержащий корпус, оснащенный входным и выходным отверстием, штоки, магнит, пружинный элемент, крепежные элементы, отличающийся тем, что корпус выполнен в виде обечайки и оснащен входным и выходным патрубками, которые закреплены с корпусом сварочными швами, с одним из патрубков соединен корпус седла, в последнем установлено седло, имеющее возможность контакта с тарелкой, соединенной с одним из концов направляющего штока, установленного с возможностью перемещения и оснащенного пружинным элементом, второй конец которого установлен в направляющей, размещенной в обтекателе, соединенным с ребром, в котором установлена трубка, для перемещения штока геркона, на одном конце которого выполнен ролик, кроме того, корпус сварными швами закреплен с горловиной корпуса и фланцем корпуса, в котором размещена крышка корпуса, выполненная в виде стакана и оснащенная фланцем, в крышке корпуса, посредством фланца, размещен второй конец штока геркона, который опосредованно изолирован стаканом с крышкой, соединенной с соединителем, при этом на конце штока геркона установлен геркон, опосредованно соединенный с магнитом.

2. Клапан по п. 1, отличающийся тем, что корпус и патрубки выполнены из стали штамповкой.