Патент на изобретение №2301932

(54) КЛАПАН ЗАПОРНО-РЕГУЛИРУЮЩИЙ

(57) Реферат:

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 предназначено для установки на технологических линиях газовых промыслов для перекрытия и регулирования транспортируемой среды. Клапан запорно-регулирующий содержит корпус с входным и выходным каналами. В полости корпуса размещен многоступенчатый регулирующий затвор. Его ступени связаны со штоком с возможностью синхронного открытия всех седел затвора при перемещении штока. Шток перемещается приводом. Регулирующий затвор выполнен запорно-регулирующим двухступенчатым и представляет собой поршень. Поршень установлен на штоке с верхней и нижней ступенями. Последние сообщаются между собой через отверстия в поршне и выполнены с регулирующими торцами и уплотнительной поверхностью на верхней ступени. Поршень расположен в неподвижном трубчатом, сопрягаемом с ним седле с радиальными отверстиями. Эти отверстия перекрываются верхней и нижней ступенями в закрытом положении клапана. Радиальные отверстия, перекрываемые нижней ступенью, сообщаются с входным каналом. Радиальные отверстия, перекрываемые верхней ступенью, сообщаются с выходным каналом. В седле навстречу верхней ступени расположен уплотнительный элемент. Он установлен с возможностью взаимодействия с уплотнительной поверхностью на верхней ступени при закрытии клапана. Изобретение направлено на упрощение конструкции и повышается надежность работы клапана за счет проходной конструкции клапана с одним двухступенчатым запорно-регулирующим затвором. 1 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 расхода 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 размера выполнен паз, а поворотный запорный орган установлен с возможностью взаимодействия с указанным пазом (а.с. №1203295, МПК 4 кл. F16K 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, связанный 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 F16K 3/00, 07.08.92 г).

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 с штоком, перемещаемым приводом, и запорный, связанный с штоком, при этом клапан снабжен дополнительньм 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, при этом регулирующий затвор выполнен многоступенчатым, а его ступени связаны с штоком с возможностью синхронного открытия всех седел затвора при перемещении штока (патент РФ №2162179, 7МПК кл. F16K 1/44, 22.05.2000 г.).

Недостатком клапана запорно-регулирующего является низкая надежность, обусловленная наличием трех затворов: одного регулирующего и двух запорных, причем клапан является как бы дважды угловым, что также усложняет его монтаж на трубопроводе.

Задача, достигаемая изобретением, состоит в том, чтобы создать такое техническое решение, при использовании которого упрощалась конструкция клапана и повышалась надежность его работы.

Для достижения названного технического результата в полости корпуса клапана запорно-регулирующего с входным и выходным каналами размещен многоступенчатый регулирующий затвор, а его ступени связаны с штоком, перемещаемым приводом, с возможностью синхронного открытия всех седел затвора при перемещении штока.

Заявляемый клапан запорно-регулирующий отличается от прототипа тем, что регулирующий затвор выполнен запорно-регулирующим двухступенчатым и представляет собой поршень, установленный на штоке, с верхней и нижней ступенями, сообщающимися между собой через отверстия в поршне и выполненными с регулирующими торцами и уплотнительной поверхностью на верхней ступени, расположенный в неподвижном трубчатом, сопрягаемом с ним, седле с радиальными отверстиями, перекрываемыми верхней и нижней ступенями в закрытом положении клапана, при этом радиальные отверстия, перекрываемые нижней ступенью, сообщаются с входным каналом, а радиальные отверстия, перекрываемые верхней ступенью, сообщаются с выходным каналом, причем в седле навстречу верхней ступени расположен уплотнительный элемент, установленный с возможностью взаимодействия с уплотнительной поверхностью на верхней ступени при закрытии клапана.

Предлагаемое изобретение изображено на чертеже, где изображен продольный разрез клапана в открытом положении.

Клапан содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 каналами и полостью 4. В полости корпуса размещен запорно-регулирующий двухступенчатый затвор, соединенный с штоком 5, перемещаемый приводом 6.

Запорно-регулирующий двухступенчатый затвор представляет собой поршень 7, установленный на штоке, с верхней 8 и нижней 9 ступенями, сообщающимися между собой через отверстия 10 в поршне и выполненными с регулирующими торцами 11, 12 на верхней и нижней ступенях соответственно и уплотнительной поверхностью 13 на верхней ступени.

Поршень с верхней и нижней ступенями расположен в неподвижном трубчатом, сопрягаемом с ним, седле 14 с радиальными отверстиями 15, перекрываемыми верхней и нижней ступенями в закрытом положении клапана. Радиальные отверстия, перекрываемые нижней ступенью, сообщаются с входным каналом, а радиальные отверстия, перекрываемые верхней ступенью, сообщаются с выходным каналом. В седле навстречу верхней ступени расположен уплотнительный элемент 16, установленный с возможностью взаимодействия с уплотнительной поверхностью на верхней ступени при закрытии клапана.

Клапан работает следующим образом. В исходном положении (открыто) шток 5 с поршнем 7 находятся в своем крайнем нижнем положении, полностью открывая радиальные отверстия 15 в седле 14 для прохода транспортируемой среды из входного канала 2 в выходной канал 3.

При необходимости регулирования расхода транспортируемой среды подают соответствующий сигнал на привод 6, который начинает перемещать шток 5 с поршнем 7 вверх. При этом верхняя 8 и нижняя 9 ступени поршня 6 своими регулирующими торцами 11, 12 соответственно частично перекрывают радиальные отверстия 15 седла 14, уменьшая проход транспортируемой среде из входного канала 2 в выходной 3. Каждому положению штока 5 с поршнем 7 соответствует определенное положение регулирующих торцев 11, 12 на верхней и нижней ступенях относительно радиальных отверстий 15 седла 14, обеспечивающее соответствующий расход транспортируемой среды.

При необходимости перекрытия потока транспортируемой среды подают соответствующий сигнал на привод 6, который начинает перемещать шток 5 с поршнем 7 в крайнее верхнее положение. При движении штока 5 с поршнем 7 вверх последний своими верхней 8 и нижней 9 ступенями перекрывает отверстия 15 в седле 14. Перемещение штока 5 с поршнем 7 продолжается до тех пор, пока верхняя ступень 8 своей уплотнительной поверхностью 13 не достигнет уплотнительного элемента 16 седла 14, герметично перекрывая проход транспортируемой среды из входного канала 2 в выходной 3.

Благодаря проходной конструкции клапана с одним двухступенчатым запорно-регулирующим затвором упрощается конструкция и повышается надежность работы клапана.

Формула изобретения

Клапан запорно-регулирующий, содержащий корпус с входным и выходным каналами, в полости которого размещен многоступенчатый регулирующий затвор, а его ступени связаны со штоком, перемещаемым приводом, с возможностью синхронного открытия всех седел затвора при перемещении штока, отличающийся тем, что регулирующий затвор выполнен запорно-регулирующим двухступенчатым и представляет собой поршень, установленный на штоке, с верхней и нижней ступенями, сообщающимися между собой через отверстия в поршне и выполненными с регулирующими торцами и уплотнительной поверхностью на верхней ступени, расположенный в неподвижном трубчатом сопрягаемом с ним седле с радиальными отверстиями, перекрываемыми верхней и нижней ступенями в закрытом положении клапана, при этом радиальные отверстия, перекрываемые нижней ступенью, сообщаются с входным каналом, а радиальные отверстия, перекрываемые верхней ступенью, сообщаются с выходным каналом, причем в седле навстречу верхней ступени расположен уплотнительный элемент, установленный с возможностью взаимодействия с уплотнительной поверхностью на верхней ступени при закрытии клапана.

РИСУНКИ