УЗЕЛ РЕДУКЦИОННЫЙ ШАХТНЫЙ УРШ-М Российский патент 2023 года по МПК F16K47/08 F16K17/04 F16K15/14 E21B43/12 

Предлагаемое изобретение предназначено для понижения давления воды в шахтных трубопроводах и обеспечения их безопасной эксплуатации, и может применяться в системах водоснабжения угольных шахт и разрезов, предприятий других отраслей промышленности.

Известен регулятор потока и давления управляемый, содержащий один или несколько редукционных клапанов золотникового типа, установленных в корпусе, у которого со стороны рабочих камер золотников выполнено осевое отверстие, сопрягающееся с напорными и сливными полостями, изолированными между собой и герметизированными снаружи вставкой, неподвижно монтируемой в осевое отверстие корпуса, при этом центральное осевое отверстие корпуса выполнено размерами, обеспечивающими механическую обработку рабочих кромок корпуса в районе отверстий золотников, соответственно напорные полости и сливные полости корпуса в области пересечения их с отверстиями золотников в поперечном сечении корпуса, сформированы фигурами вращения с центрами, расположенными на площади центрального отверстия, охватывающими отверстия золотников (патент № 2489610, F15B 13/042, оп. 10.08.2013, Бюл. № 22).

Недостаток известного устройства заключается в сложности конструкции, неприменимости в системах водоснабжения угольных шахт и разрезов.

Известен редукционный клапан, содержащий корпус с каналами подвода, отвода и слива, цилиндрический золотник, установленный с зазором в расточке последовательно подпружиненному толкателю с образованием со стороны, противоположной толкателю, торцевой камеры управления, связанной продольным каналом, выполненным в золотнике, с каналом отвода, соединенным с рабочей полостью, образованной между двумя поясками золотника, первый из которых отделяет рабочую полость от камеры слива, а второй - от камеры управления и образует дросселирующую щель между каналами подвода и отвода, первый поясок золотника установлен с диаметральным зазором, составляющим 1,3÷1,8 диаметрального зазора второго пояска, и выполнен с кольцевой проточкой, разделяющей его на два цилиндрических участка, один из которых, расположенный со стороны толкателя, выполнен с тремя равномерно расположенными по окружности лысками (патент № 2312265, F16K 17/04, оп. 10.12.2007, Бюл. № 34).

Недостаток клапана заключается в небольшой пропускной способности.

Технический результат – повышение пропускной способности до 300м³/ч, а также обеспечение надежности и долговечности.

Указанный технический результат достигается узлом редукционным шахтным, включающим соединенные между собой редукционные модули, высоконапорные клапаны и обратные клапаны, высоконапорный клапан включает корпус с седлом, запорную мембрану с периферийными и центральным отверстиями, крышку, шток с клапаном, выполненный с возможностью передвижения в зафиксированной герметезированной втулке, при этом шток соединен с буксой посредством шариков, зафиксированных резьбовым штифтом, привод буксы осуществляется зафиксированным на ней маховичком, в корпусе размещен решетчатый фильтр, а крышка выполнена уплотненной мембраной и закреплена в корпусе при помощи полуколец, зафиксированных в канавке корпуса кольцом и стопорным кольцом, а верхний разъем корпуса закрывается крышкой, закрепленной кольцом, причем обратный клапан включает корпус с седлом, запорную мембрану с периферийными отверстиями, крышку, закрепленную при помощи полуколец и упорных болтов, полукольца зафиксированы кольцом, которое в свою очередь зафиксировано пружинным кольцом, болты закреплены защитной крышкой, а мембрана выполнена подпружиненной.

При использовании узла редукционного шахтного максимальная пропускная способность редуцирующего устройства увеличена до 300 м³/ч при максимальном рабочем давлении на входе до 10 МПа и диапазоном настройки давления воды на выходе от 1 до 3 МПа.

Благодаря разработке устройства со схемой включения в параллельную работу двух модулей редукционных шахтных во взаимодействии с двумя клапанами высоконапорными и двумя клапанами обратными увеличивается пропускная способность устройства.

На прилагаемой фиг. 1 показан общий вид устройства, на фиг. 2 – клапан высоконапорный, на фиг. 3 – клапан обратный.

Устройство (фиг. 1) состоит из двух редукционных модулей 1, двух высоконапорных клапанов 2, двух обратных клапанов 5, соединенных между собой быстроразъемными соединениями (БС 125) 3. В зависимости от схемы подсоединения устройства к трубопроводной сети устанавливаются заглушки 4. Редукционный модуль 1 предназначен для понижения давления воды. Редукционные модули 1 работают автономно, то есть в зависимости от технологического режима водоснабжения могут работать оба редукционных модуля 1 или один. Редукционные модули 1 включаются в работу при помощи высоконапорного клапана 2. Любой из редукционных модулей 1 может быть подвержен техническому обслуживанию с частичной разборкой без отключения устройства.

Высоконапорный клапан 2 (фиг. 2) предназначен для подключения редукционного модуля 1 к магистрали высокого давления воды. Клапан высоконапорный 2 рассчитан на максимальное входное давление воды до 10 МПа. Герметичность клапана - по II классу ГОСТ 9544-75.

Высоконапорный клапан на фиг. 2 включает в себя корпус 6 с седлом 7, запорную мембрану 8 с периферийными и центральным отверстиями, крышку 9, шток 10 с клапаном. Шток 10 перемещается во втулке 19, зафиксированной винтами 21 и загерметизированной уплотнительными кольцами 11. Шток 10 соединен с буксой 18 шариками 12, зафиксированными резьбовым штифтом 17. Привод буксы 18 осуществляется маховичком 14, установленным на квадрате буксы 18 и зафиксированным болтом 16 с шайбой 15. В корпус вварен решетчатый фильтр 27 с диаметром ячейки 5 мм. Крышка 9 уплотняется буртом мембраны 8 и закреплена в корпусе 6 при помощи полуколец 25 и болтов 24, застопоренных проволокой. Полукольца в канавке корпуса 6 фиксируются кольцом 22 и стопорным кольцом 23. Верхний разъем корпуса закрыт крышкой 26, закрепленной кольцом 20.

Клапан обратный 5 (фиг. 3) предназначен для предотвращения пропуска воды из низконапорной магистрали при техническом обслуживании редукционного модуля 1.

Обратный клапан 5 включает в себя корпус 28 с седлом 29, запорную мембрану 30 с периферийными отверстиями, крышку 31, закрепленную при помощи полуколец 32 и упорных болтов 36. Полукольца 32 фиксируются кольцом 34, которое в свою очередь фиксируется пружинным кольцом 33. Болты 36 закрепляются проволокой и защитной крышкой 37, закрепленной болтами 38. Мембрана 30 подпружинена пружиной 35.

Герметичность обратного клапана 5 – по II классу ГОСТ 9544-75.

Работает устройство следующим образом.

При закрытом высоконапорном клапане 2 вода через периферийные отверстия в мембране 8 создает давление в побудительной полости, и за счет разностей площадей воздействия прижимает мембрану к седлу корпуса. При этом вода свободно проходит через корпус клапана и не проходит в боковой патрубок, соединенный с редукционным модулем.

При вращении маховичка 14 против часовой стрелки шток 10 с клапаном поднимается и открывает центральное отверстие в мембране. Давление воды в побудительной полости А падает, и мембрана 8, за счет давления в напорной полости Б, поднимается и открывает проход воды к редукционному модулю.

При закрытии клапана 5 давление в побудительной полости А возрастает и мембрана перекрывает проход воды к редукционному модулю.

При давлении в подмембранном патрубке выше, чем в корпусе 28 вода, преодолевая усилие пружины 35 проходит под мембраной 30 от редукционного модуля в корпус клапана. При падении давления воды в подмембранном патрубке мембрана закрывает проход к редукционному модулю. Клапан рассчитан на рабочее давление до 3 МПа.

Предлагаемое изобретение предназначено для понижения давления воды в шахтных трубопроводах и обеспечения их безопасной эксплуатации и может применяться в системах водоснабжения угольных шахт и разрезов, предприятий других отраслей промышленности. Узел включает соединенные между собой редукционные модули, высоконапорные клапаны и обратные клапаны, высоконапорный клапан включает корпус с седлом, запорную мембрану с периферийными и центральным отверстиями, крышку, шток с клапаном, выполненный с возможностью передвижения в зафиксированной герметизированной втулке, при этом шток соединен с буксой посредством шариков, зафиксированных резьбовым штифтом, привод буксы осуществляется зафиксированным на ней маховичком, в корпусе размещен решетчатый фильтр, а крышка выполнена уплотненной мембраной и закреплена в корпусе при помощи полуколец, зафиксированных в канавке корпуса кольцом и стопорным кольцом, а верхний разъем корпуса закрывается крышкой, закрепленной кольцом, причем обратный клапан включает корпус с седлом, запорную мембрану с периферийными отверстиями, крышку, закрепленную при помощи полуколец и упорных болтов, полукольца зафиксированы кольцом, которое в свою очередь зафиксировано пружинным кольцом, болты закреплены защитной крышкой, а мембрана выполнена подпружиненной. Изобретение направлено на повышение пропускной способности, а также обеспечение надежности и долговечности. 3 ил.

Узел редукционный шахтный, включающий соединенные между собой редукционные модули, высоконапорные клапаны и обратные клапаны, высоконапорный клапан включает корпус с седлом, запорную мембрану с периферийными и центральным отверстиями, крышку, шток с клапаном, выполненный с возможностью передвижения в зафиксированной герметизированной втулке, при этом шток соединен с буксой посредством шариков, зафиксированных резьбовым штифтом, привод буксы осуществляется зафиксированным на ней маховичком, в корпусе размещен решетчатый фильтр, а крышка выполнена уплотненной мембраной и закреплена в корпусе при помощи полуколец, зафиксированных в канавке корпуса кольцом и стопорным кольцом, а верхний разъем корпуса закрывается крышкой, закрепленной кольцом, причем обратный клапан включает корпус с седлом, запорную мембрану с периферийными отверстиями, крышку, закрепленную при помощи полуколец и упорных болтов, полукольца зафиксированы кольцом, которое в свою очередь зафиксировано пружинным кольцом, болты закреплены защитной крышкой, а мембрана выполнена подпружиненной.