Патент на изобретение №2300687

(54) КЛАПАН ОБРАТНЫЙ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области горного дела, в частности к нефтегазодобывающей, нефтегазоперерабатывающей промышленности, и предназначено для использования в нефтепромысловом или газоперекачивающем оборудовании, транспортирующем нефть, газ, агрессивные среды, воду для защиты насосных агрегатов или газоперекачивающих компрессоров от обратных перетоков при их остановках. Клапан обратный содержит корпус, входной и выходной патрубки, перегородку со штоком для запорного органа, расположенного в камере корпуса с возможностью его перемещения. С одной стороны между корпусом и выходным патрубком расположена перегородка с центральным отверстием. С другой стороны между входным патрубком и корпусом установлен стабилизатор с конической и опорной поверхностями, центральным отверстием и каналами для протока жидкости. При этом ребра стабилизатора и перегородки выполнены под углом навстречу потоку нагнетаемой среды. Запорный элемент выполнен с поверхностями, соответствующими упомянутым конической и опорной поверхностям стабилизатора, и установлен в центральных отверстиях перегородки и стабилизатора для перекрывания каналов потока жидкости в стабилизаторе. Изобретение позволяет повысить надежность, уменьшить гидравлические сопротивления элементов конструкции клапана, увеличить срок эксплуатации. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области горного дела, в частности к нефтегазодобывающей, нефтегазоперерабатывающей промышленности, и может быть использовано в нефтепромысловом или газоперекачивающем оборудовании, транспортирующем нефть, газ, агрессивные среды, воду для защиты насосных агрегатов или газоперекачивающих компрессоров от обратных перетоков перекачиваемой среды при их плановых остановках или аварийных отключениях.

Известны клапаны обратные [SU 1830121 A3, 5 F16К 15/02, 1993 г., RU 2205310 С2, кл. F16К 15/14, 2003 г.], содержащие корпуса, запорные элементы, отверстия для протока жидкости или газа.

Недостатками известных клапанов обратных является их ненадежность в процессе эксплуатации, особенно при высоких давлениях, МПа (кгс/см²) 21 (210), и износа внутренних поверхностей, обеспечивающих их герметичность.

Известен клапан обратный [SU 140645 А, кл. F16К 15/02, 01.01.1961 г.], содержащий корпус, входной и выходной патрубки, перегородку и запорный орган, расположенный в камере корпуса с возможностью его перемещения.

Недостатками известного клапана являются ненадежность в процессе эксплуатации, особенно из-за гидроабразивного износа в процессе нагнетания при высоких давлениях, МПа (кгс/см²) 21 (210) и более, высоких скоростях потоков перекачиваемых сред, которые могут достигать 10 м/с и более внутренних поверхностей, обеспечивающих герметичность клапана при остановке насосных агрегатов или газоперекачивающих компрессоров, а также большая элементная база конструкции клапана.

Задача изобретения состоит в повышении надежности, в уменьшении гидравлических сопротивлений элементов конструкции клапана, в увеличении срока эксплуатации, особенно в системах высокого давления и высоких скоростей перекачиваемых сред, в снижении гидроабразивного износа и увеличении коррозионной стойкости элементов конструкции клапана обратного, определяющих его работоспособность и надежность, в удобстве обслуживания при эксплуатации, в обеспечении ремонтопригодности и конкурентоспособности.

Решение технической задачи достигается тем, что клапан обратный, содержащий корпус, входной и выходной патрубки, перегородку и запорный орган, расположенный в камере корпуса с возможностью его перемещения, отличающийся тем, что с одной стороны между корпусом и выходным патрубком расположена перегородка с центральным отверстием, с другой стороны между входным патрубком и корпусом установлен стабилизатор с конической и опорной поверхностями, центральным отверстием и каналами для протока жидкости, при этом ребра стабилизатора и перегородки выполнены под углом навстречу потоку нагнетаемой среды, а запорный элемент выполнен с поверхностями, соответствующими упомянутым конической и опорной поверхностям стабилизатора, и установлен в центральных отверстиях перегородки и стабилизатора для перекрывания каналов потока жидкости в стабилизаторе.

Для увеличения коррозионной стойкости клапана, стабилизатор, перегородка и запорный элемент выполнены из эластичного материала.

На фиг.1 изображен клапан обратный в открытом положении. На фиг.2 изображен клапан обратный в закрытом положении. На фиг.3 – вид А на фиг.1. На фиг.4 – сечение В-В на фиг.3. На фиг.5 – вид Б на фиг.2. На фиг.6 – сечение Г-Г на фиг.5. Клапан обратный содержит: выходной патрубок 1, корпус 2, перегородку 3, центральное отверстие 4, выполненное в перегородке 3, ребра 5 в перегородке 3, выполненные под углом навстречу потоку нагнетаемой среды, стабилизатор 6, коническую поверхность 7 стабилизатора 6, опорную поверхность 8 стабилизатора 6, центральное отверстие 9, выполненное в стабилизаторе 6, ребра 10 в стабилизаторе 6, выполненные под углом навстречу потоку нагнетаемой среды, каналы потока жидкости 11, выполненные в стабилизаторе 6, входной патрубок 12, запорный элемент 13, опорную поверхность 14 запорного элемента 13, коническую поверхность 15 запорного элемента 13, уплотнительные кольца 16, шпильки 17, гайки 18.

В статическом положении элементы конструкции клапана обратного взаимодействуют следующим образом.

В корпус 2 клапана обратного устанавливают стабилизатор 6, запорный элемент 13 через центральное отверстие 9, выполненное в стабилизаторе 6, перегородку 3, обеспечивая свободное перемещение запорного элемента как в центральном отверстии 9 стабилизатора 6, так и в центральном отверстии 4, выполненном в перегородке 3.

Корпус со стабилизатором 6, запорным элементом 13 и перегородкой 3 через уплотнительные кольца 16 устанавливают между выходным 1 и входным 12 патрубками и стягивают гайками 18 через шпильки 17 (фиг.1).

Клапан обратный устанавливают (например, вваривают в трубопровод в нагнетательную линию перед насосным агрегатом или перед газоперекачивающим компрессором).

В динамическом положении при запуске насосного агрегата или газоперекачивающего компрессора от воздействия потока перекачиваемой среды через каналы потока жидкости 11, выполненные в стабилизаторе 6, запорный элемент 13 по центральным отверстиям 4 и 9, выполненным в перегородке 3 и в стабилизаторе 6, перемещается до взаимодействия с перегородкой 3.

Перекачиваемая среда, огибая запорный элемент 13, через перегородку 3 нагнетается в трубопровод (движение перекачиваемой среды указаны стрелками).

Клапан открыт (фиг.1, 3).

При плановом или аварийном отключении насосного агрегата или газоперекачивающего компрессора обратным давлением жидкости или газа (движение жидкости или газа указаны стрелками) через перегородку 3 и центральное отверстие 4, выполненное в перегородке 3, запорный элемент 13 перемещается по центральным отверстиям 4 и 9 перегородки 3 и стабилизатора 6 до совмещения конической поверхности 15 запорного элемента 13 и конической поверхности 7 стабилизатора 6, а также до совмещения опорной поверхности 8 стабилизатора 6 и опорной поверхности 14 запорного элемента 13, перекрывая каналы потока жидкости 11, выполненные в стабилизаторе 6.

Клапан закрыт (фиг.2, 5).

Ребра 10 стабилизатора 6, выполненные под углом (фиг.4), и ребра 5 перегородки 3, выполненные под углом навстречу потоку нагнетательной среды (фиг.6), обеспечивают уменьшение гидравлических сопротивлений перекачиваемой среды и расхода потребляемой электроэнергии в процессе эксплуатации клапана обратного.

В конструкции клапана обратного выполнение перегородки 3, стабилизатора 6 и запорного элемента 13 из отечественных композиционных эластичных материалов, высокопрочных, абразивно-износостойких, коррозионностойких позволяет превзойти надежность используемых клапанов, изготовленных из нержавеющих, высокопрочных сталей в процессе эксплуатации при одновременном снижении себестоимости изготовления клапана обратного.

Предложенное новое техническое решение клапана обратного отличается от известных технических решений новизной.

По уровню технического решения предложенный клапан обратный прост в изготовлении, надежен в эксплуатации, ремонтопригоден, конкурентоспособен и его использование в промышленности обеспечит положительный технико-экономический эффект.

Формула изобретения

1. Клапан обратный, содержащий корпус, входной и выходной патрубки, перегородку и запорный орган, расположенный в камере корпуса с возможностью его перемещения, отличающийся тем, что с одной стороны между корпусом и выходным патрубком расположена перегородка с центральным отверстием, с другой стороны между входным патрубком и корпусом установлен стабилизатор с конической и опорной поверхностями, центральным отверстием и каналами для протока жидкости, при этом ребра стабилизатора и перегородки выполнены под углом навстречу потоку нагнетаемой среды, а запорный элемент выполнен с поверхностями, соответствующими упомянутым конической и опорной поверхностям стабилизатора, и установлен в центральных отверстиях перегородки и стабилизатора для перекрывания каналов потока жидкости в стабилизаторе.

2. Клапан обратный по п.1, отличающийся тем, что перегородка, стабилизатор и запорный элемент выполнены из эластичного материала.

РИСУНКИ