Патент на изобретение №2253788

(54) ЗАПОРНО-РЕГУЛИРУЮЩИЙ КЛАПАН

(57) Реферат:

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и предназначено для установки на технологических линиях газовых промыслов для перекрытия и регулирования транспортируемой среды. Запорно-регулирующий клапан содержит корпус с входным и выходным каналами. В корпусе размещены два затвора. Они связаны со штоком. Шток перемещается приводом. Первый затвор – разгрузочный выполнен в виде дополнительного штока с пазом, буртиком и уплотнительной поверхностью на конце. Этот шток расположен в сквозном осевом, сопрягаемом с ним, отверстии корпуса. Начало этого штока расположено во входном канале. Дополнительный шток установлен с возможностью осевого перемещения и фиксации его в крайних положениях. Конец разгрузочного затвора с буртиком и уплотнительной поверхностью расположен соосно внутри второго – запорно-регулирующего затвора. В одном крайнем положении разгрузочный затвор взаимодействует с уплотнительным элементом и перекрывает разгрузочное отверстие в запорно-регулирующем затворе. Последний выполнен с уплотнительной поверхностью и размещен в седле с уплотнительным элементом. Седло выполнено трубчатым с отверстиями, расположенными до уплотнительного элемента по ходу потока среды. Внутренний диаметр трубчатой части седла до уплотнительного элемента сопрягается с наружным диаметром запорно-регулирующего затвора. Последний установлен с возможностью осевого перемещения дополнительным штоком вдоль трубчатой части седла от уплотнительного элемента. В центральной части корпуса выполнен радиальный паз с расположенным в нем штоком с пазом на конце. В пазу расположено связанное со штоком короткое плечо Г-образного рычага. Этот рычаг установлен на оси с возможностью поворота на ней. На конце длинного плеча рычага выполнен упор. Упор взаимодействует с пазом дополнительного штока. В корпусе выполнены отверстия. Через отверстия входной канал соединяется с выходным при открытом запорно-регулирующем затворе. Изобретение направлено на упрощение конструкции клапана, обеспечение прямоточности клапана и повышение надежности его работы. 2 ил.

Изобретение относится к трубопроводной арматуре, а именно к отключающим устройствам с запорным элементом, совершающим скользящее движение вдоль седловой поверхности, имеющей форму поверхности тел вращения, и может быть использовано для установки на технологических линиях газовых промыслов для перекрытия и регулирования транспортируемой среды.

Известно запорно-регулирующее устройство, в корпусе которого с проходным отверстием в седле установлены плоский шибер с уплотнительными поверхностями и отверстием и поворотный запорный элемент, фиксируемый в открытом положении, причем поворотный запорный элемент установлен вне зоны проходного отверстия, а уплотнительные поверхности шибера и седла герметизированы на всем диапазоне регулирования, при этом шток снабжен охватывающей его ступенчатой втулкой, установленной с возможностью осевого перемещения и фиксации ее в крайних положениях, причем на ступени меньшего диаметра выполнен паз, а поворотный запорный орган установлен с возможностью взаимодействия с указанным пазом (а.с.№1203295, МПК 4, кл. F 16 К 3/00, приор. 05.07.84).

Известно запорно-регулирующее устройство, содержащее корпус с входным и выходным каналами и седло с отверстием, в котором установлены управляемые воздействием передвижного штока, соединенного с приводом, регулирующий затвор в виде плоского шибера с отверстием и уплотнительными поверхностями и поворотный запорный затвор, соединенный со штоком и представляющий собой две заслонки, одна из которых – глухая с уплотнительной поверхностью, а другая – разгрузочная с уплотнительной поверхностью и отверстием (патент СССР №1753142 А2, кл. F 16 К 3/00, 07.08.92).

Недостатком этих запорно-регулирующих устройств является сложность поворотного запорного органа, снижающая надежность его работы.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков, выбранным в качестве прототипа является клапан запорно-регулирующий, содержащий корпус с входным и выходным каналами, в котором размещены два затвора: регулирующий, соединенный со штоком, перемещаемым приводом, и запорный, связанный со штоком, при этом клапан снабжен дополнительным затвором, седло которого закреплено в нижней части корпуса соосно с штоком, а запорный затвор выполнен тарельчатым, размещен на полом удлинении штока ниже регулирующего затвора по ходу потока среды и его седло закреплено в корпусе соосно с штоком, причем в полом удлинении штока выполнены радиальные отверстия, расположенные над тарельчатым затвором. (патент РФ №2162179, 7 МПК F 16 К 1/44, 22.05.2000)

Недостатком клапана запорно-регулирующего является сложность конструкции, обусловленная наличием трех затворов: одного регулирующего и двух запорных, причем клапан не является проходным, что также усложняет его монтаж на трубопроводе.

Задача, достигаемая изобретением, состоит в том, чтобы создать такое техническое решение, при использовании которого упрощалась бы конструкция клапана, чтобы он был проходным и прямоточным, а также повышалась надежность его работы.

Для достижения названного технического результата в корпусе запорно-регулирующего клапана с входным и выходным каналами размещены два затвора, связанные с штоком, перемещаемым приводом.

Заявляемый запорно-регулирующий клапан отличается от прототипа тем, что первый затвор – разгрузочный выполнен в виде дополнительного штока с пазом, буртиком и уплотнительной поверхностью на конце, расположенного в сквозном осевом, сопрягаемом с ним, отверстии корпуса, при этом его начало расположено во входном канале, причем дополнительный шток установлен с возможностью осевого перемещения и фиксации его в крайних положениях, при этом конец разгрузочного затвора с буртиком и уплотнительной поверхностью расположен соосно внутри второго – запорно-регулирующего затвора и в одном крайнем положении взаимодействует с уплотнительным элементом и перекрывает разгрузочное отверстие в запорно-регулирующем затворе, который выполнен с уплотнительной поверхностью и размещен в седле с уплотнительным элементом, выполненном трубчатым с отверстиями, расположенными до уплотнительного элемента по ходу потока среды, а внутренний диаметр трубчатой части седла до уплотнительного элемента сопрягается с наружным диаметром запорно-регулирующего затвора, причем последний установлен с возможностью осевого перемещения дополнительным штоком вдоль трубчатой части седла от уплотнительного элемента, при этом в центральной части корпуса выполнен радиальный паз с расположенным в нем штоком с пазом на конце, в котором расположено, связанное с ним, короткое плечо Г-образного рычага, установленного на оси с возможностью поворота на ней, а на конце длинного плеча рычага выполнен упор, взаимодействующий с пазом дополнительного штока, при этом в корпусе выполнены отверстия, через которые входной канал соединяется с выходным при открытом запорно-регулирующем затворе.

Предлагаемое изобретение изображено на чертеже, где на фиг.1 изображен продольный разрез клапана в закрытом положении, на фиг.2 разрез по А-А на фиг.1.

Клапан содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 каналами. В корпусе размещены два затвора, связанные с штоком 4, управляемым приводом 5.

Первый затвор – разгрузочный выполнен в виде дополнительного штока 6 с пазом 7, буртиком 8 и уплотнительной поверхностью 9 на конце 10. Дополнительный шток расположен в сквозном осевом, сопрягаемом с ним, отверстии 11 корпуса, при этом его начало 12 расположено во входном канале корпуса. Дополнительный шток установлен с возможностью осевого перемещения, а его подвижность ограничена крайними положениями перемещения. Конец дополнительного штока с уплотнительной поверхностью и буртиком расположен соосно внутри второго – запорно-регулирующего затвора 13 (в сборе) с уплотнительным элементом 14, разгрузочным отверстием 15 и уплотнительной поверхностью 16. В одном крайнем положении дополнительный шток взаимодействует своей уплотнительной поверхностью с уплотнительным элементом и перекрывает разгрузочное отверстие, а в другом крайнем положении буртиком прижимает запорно-регулирующий затвор к корпусу.

Запорно-регулирующий затвор размещен в седле 17 с уплотнительным элементом 18, выполненном трубчатым, с отверстиями 19, расположенными до уплотнительного элемента по ходу потока транспортируемой среды. Внутренний диаметр трубчатой части седла до уплотнительного элемента и наружный диаметр запорно-регулирующего затвора выполнены сопрягаемыми. Запорно-регулирующий затвор установлен с возможностью осевого перемещения дополнительным штоком вдоль трубчатой части седла от уплотнительного элемента.

В центральной части корпуса выполнен радиальный паз 20 с размещенным в нем штоком с пазом 21 на конце. В пазе штока на оси 22 расположено короткое плечо Г-образного рычага 23, установленного на оси 24 с возможностью поворота на ней, а на конце длинного плеча рычага выполнен упор 25, взаимодействующий с пазом дополнительного штока.

В корпусе выполнены отверстия 26, соединяющие входной и выходной каналы при открытом запорно-регулирующем затворе.

Клапан работает следующим образом. В исходном положении (закрыто) дополнительный шток 6 под действием давления транспортируемой среды своей уплотнительной поверхностью 9 прижимается к уплотнительному элементу 14 запорно-регулирующего затвора 13, герметично перекрывая разгрузочное отверстие 15.

Запорно-регулирующий затвор 13 под действием давления транспортируемой среды своей уплотнительной поверхностью 16 прижимается к уплотнительному элементу 18 седла 17, герметично перекрывая поток транспортируемой среды из входного 2 канала в выходной 3.

При необходимости открытия клапана и регулирования расхода транспортируемой среды подают соответствующий сигнал на привод 5, который начинает перемещать шток 4 вниз. При этом рычаг 23, связанный осью 22 со штоком 4, поворачивается на оси 24 и упором 25, расположенным в пазе 7 дополнительного штока 6, перемещает последний от уплотнительного элемента 14 запорно-регулирующего затвора 13, открывая разгрузочное отверстие 15 для прохода среды, находящейся над запорно-регулирующим затвором 13 для его разгрузки. При дальнейшем движении дополнительный шток 6 буртиком 8 упирается в запорно-регулирующий затвор 13 (в сборе) и перемещает его вдоль трубчатой части седла 17 от уплотнительного элемента 18, открывая проход транспортируемой среде из входного 2 канала через отверстия 26 и далее через отверстия 19 трубчатой части седла 17 в выходной 3 канал.

Регулирование расхода транспортируемой среды осуществляется перемещением штока 4 до необходимого положения и его остановкой. Каждому положению штока 4 соответствует определенное положение запорно-регулирующего затвора 13, обеспечивающее соответствующий расход транспортируемой среды через отверстия 19 седла 17.

При необходимости перекрытия потока транспортируемой среды подают соответствующий сигнал на привод 5, который начинает перемещать шток 4 вверх. При этом рычаг 23, связанный осью 22 со штоком 4, поворачивается на оси 24 и упором 25, расположенным в пазе 7 дополнительного штока 6, перемещает последний, который также под действием перепада давления на нем перемещается к уплотнительному элементу 14 запорно-регулирующего затвора 13, закрывая разгрузочное отверстие 15 и перемещая запорно-регулирующий затвор 13 к уплотнительному элементу 18 седла 17. Совместное перемещение дополнительного штока 6 и запорно-регулирующего затвора 13 продолжается до тех пор, пока запорно-регулирующий затвор 13 своей уплотнительной поверхностью 16 не достигнет уплотнительного элемента 18 седла 17, герметично перекрывая его, а дополнительный шток 6 своей уплотнительной поверхностью 9 опустится на уплотнительный элемент 14, герметично перекрывая разгрузочное отверстие 15 запорно-регулирующего затвора 13. Данное положение дополнительного штока 6 соответствует крайнему верхнему положению штока 4 и выключенному приводу.

Благодаря упрощению конструкции клапана обеспечивается прямоточность клапана и повышение надежности его работы.

Формула изобретения

Запорно-регулирующий клапан, в корпусе которого с входным и выходным каналами размещены два затвора, связанные со штоком, перемещаемым приводом, отличающийся тем, что первый затвор – разгрузочный – выполнен в виде дополнительного штока с пазом, буртиком и уплотнительной поверхностью на конце, расположенного в сквозном осевом, сопрягаемом с ним, отверстии корпуса, при этом его начало расположено во входном канале, причем дополнительный шток установлен с возможностью осевого перемещения и фиксации его в крайних положениях, при этом конец разгрузочного затвора с буртиком и уплотнительной поверхностью расположен соосно внутри второго – запорно-регулирующего – затвора и в одном крайнем положении взаимодействует с уплотнительным элементом и перекрывает разгрузочное отверстие в запорно-регулирующем затворе, который выполнен с уплотнительной поверхностью и размещен в седле с уплотнительным элементом, выполненным трубчатым с отверстиями, расположенными до уплотнительного элемента по ходу потока среды, а внутренний диаметр трубчатой части седла до уплотнительного элемента сопрягается с наружным диаметром запорно-регулирующего затвора, причем последний установлен с возможностью осевого перемещения дополнительным штоком вдоль трубчатой части седла от уплотнительного элемента, при этом в центральной части корпуса выполнен радиальный паз с расположенным в нем штоком с пазом на конце, в котором расположено связанное с ним короткое плечо Г-образного рычага, установленного на оси с возможностью поворота на ней, а на конце длинного плеча рычага выполнен упор, взаимодействующий с пазом дополнительного штока, при этом в корпусе выполнены отверстия, через которые входной канал соединяется с выходным при открытом запорно-регулирующем затворе.

РИСУНКИ