Уважаемые читатели, предлагаем вашему вниманию следующую разработку из рубрики «Обзор патентов» – клапан обратный. Авторами и патентообладателями числятся Кулаков Вячеслав Демидович, Соковнин Андрей Витальевич и Карабцов Евгений Владимирович, а патентообладателем является общество с ограниченной ответственностью «ПромАрмСтрой».
Заявляемая полезная модель относится к промышленной трубопроводной арматуре и предназначена для предотвращения обратного потока проводимой среды в случае отключения насосных агрегатов и/или при аварийном обесточивании энергосистем при транспортировке жидких сред по различным технологическим трубопроводам под большим давлением.
Технический результат направлен на обеспечение работоспособности клапана обратного при высоких параметрах рабочих сред, в частности применение на средах с высокой температурой и высокой агрессивностью.
Поставленная задача достигается тем, что клапан обратный, включающий корпус с размещенным в нем запорным органом, состоящим из седла 2 и затвора 3, и имеющий уплотнительные поверхности, причем корпус клапана выполнен съемным, затвор – тарельчатым с возможностью осевого перемещения, при этом затвор взаимодействует с дополнительно установленной в корпусе 1 упорной крышкой 4 посредством подпружиненной пружиной 5 направляющей 6, а уплотнительные поверхности затвора выполнены по типу «металл по металлу» и имеют конус на седле и сферу на тарелке. Уплотнение седла 2 в корпусе 1 совмещено с одним из уплотнений «корпус 1-ответный фланец 7» и осуществляется металлической восьмигранной или овальной прокладкой 8.
В зависимости от температуры применения и агрессивности проводимой среды клапан обратный может быть изготовлен из углеродистых, низколегированных или высоколегированных сталей.
Формула изобретения
1. Клапан обратный, содержащий съемный корпус с размещенным в нем запорным органом, состоящим из седла и тарельчатого затвора, и имеющие уплотнительные поверхности, причем затвор выполнен с возможностью осевого перемещения и взаимодействует с установленной в корпусе упорной крышкой посредством подпружиненной направляющей, отличающийся тем, что уплотнительные поверхности затвора и седла выполнены по типу «металл по металлу» и имеют конус на седле и сферу на тарелке, уплотнение седла в корпусе совмещено с уплотнением «корпус – ответный фланец».
2. Клапан обратный по п. 1, отличающийся тем, что уплотнительные поверхности выполнены в виде металлической восьмигранной прокладки.
3. Клапан обратный по п. 1, отличающийся тем, что уплотнительные поверхности выполнены в виде металлической овальной прокладки.
Описание
Заявляемая полезная модель относится к промышленной трубопроводной арматуре и предназначена для предотвращения обратного потока проводимой среды в случае отключения насосных агрегатов и/или аварийного обесточивания энергосистем при транспортировке жидких сред по различным технологическим трубопроводам под большим давлением.
Из уровня техники известен клапан обратный (патент RU 88092 «Клапан обратный», МПК F16K 15/06, опубл. 27.10.2009 г.), содержащий корпус с размещенным в нем запорным органом, состоящим из седла и затвора, установленного с возможностью осевого перемещения. Затвор выполнен тарельчатым. Затвор взаимодействует с дополнительно установленной упорной крышкой посредством подпружиненной направляющей, а уплотнительные поверхности выполнены по конусу и снабжены уплотнениями. Уплотнения выполнены из полимерного материала, например, из полиуретана.
Недостаток клапана по указанному патенту RU 88092 – высокий коэффициент гидравлического сопротивления, обусловленный тем, что в открытом положении затвора задняя поверхность тарелки практически перекрывает сквозные отверстия для прохода среды в упорной крышке, а направляющие тарелки находятся в проходном отверстии седла и также частично перекрывают его, а также невозможность применения на средах с высокой температурой и агрессивностью в связи с наличием мягких уплотнений «седло – тарельчатый затвор» и «корпус – патрубок».
Известен клапан обратный (патент RU 121333 «Клапан обратный», МПК F16K 15/06, опубл. 20.10.2012 г.), содержащий корпус с каналом для проводимой среды и с элементами уплотнения, взаимодействующими с ответными уплотнительными элементам входного и выходного фланцев, соединенными шпильками и гайками, охватывающими корпус. Корпус соединен со стойкой, снабженной окнами и центральной направляющей втулкой, на которой размещена подпружиненная относительно стойки тарелка, перекрывающая при обратном потоке проводимой среды канал корпуса.
Недостаток клапана по патенту RU 121333 – ненадежность работы, обусловленная открытой и контактирующей с проводимой средой пружиной, на которой могут скапливаться различные механические отложения, и что в итоге приведет к заклиниванию затвора, а также низкая степень ремонтопригодности, обусловленная наличием резьбового соединения «корпус — стойка», которое при определенных условиях эксплуатации может «закипеть». Клапан выполнен несъемным, и при возникновении необходимости ремонта его невозможно демонтировать без вырезки из трубопровода.
Из уровня техники известен стяжной обратный клапан (патент RU 134608 «Стяжной обратный клапан», МПК F16K 15/06, опубл. 20.11.2015 г.), содержащий корпус с элементами уплотнения, взаимодействующими с ответными элементами в стяжных фланцах и с каналом для проводимой среды. Уплотнительное поле корпуса контактирует при закрытии клапана с ответным полем подпружиненной относительно стойки тарелкой, подвижно установленной на полом пальце, коаксиально расположенным в выше упомянутой стойке с окнами для проводимой среды. Стойка выполнена с зеркально расположенным уплотнительным элементом, взаимодействующим с ответным элементом стяжного фланца, и в разъеме между корпусом и стойкой установлен герметизирующий элемент, например, резиновое кольцо.
Недостаток клапана по патенту RU 134608 – ненадежность работы, обусловленная открытой и контактирующей с проводимой средой пружиной, на которой могут скапливаться различные механические отложения, и что может в итоге привести к заклиниванию затвора, а также низкая степень ремонтопригодности, обусловленная тем, что клапан выполнен несъемным и при возникновении необходимости ремонта его невозможно демонтировать без вырезки из трубопровода.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является клапан обратный осесимметричный стяжной PSKOAP (КООС) компании ООО «Промармстрой» (каталог выпускаемой продукции «Проектирование и изготовление нефтегазового оборудования», март 2017 г., стр. 34, опубликованный на сайте: http://www.promarmstroy.ru, дата обращения к странице 26.04.2018 г.). Клапан обратный содержит корпус с размещенным в нем запорным органом (седло и тарелка). Ход затвора ограничен направляющей втулкой. Корпус выполнен съемным и соединен с ответными фланцами посредством шпилек и гаек.
Недостатки указанных клапанов ООО «Промармстрой»: невозможность применения на средах с высокой температурой и агрессивностью проводимой среды в связи с мягким уплотнением седла в корпусе.
Технической задачей, на которую направлена заявляемая полезная модель, является расширение возможности применения устройства, повышение надежности и ремонтопригодности устройства.
Технический результат направлен на обеспечение работоспособности клапана обратного при высоких параметрах рабочих сред, в частности, применение на средах с высокой температурой и высокой агрессивностью.
Поставленная задача достигается тем, что клапан обратный, включающий корпус с размещенным в нем запорным органом, состоящим из седла и затвора, и имеющий уплотнительные поверхности, причем, корпус клапана выполнен съемным, затвор – тарельчатым с возможностью осевого перемещения, при этом, затвор взаимодействует с дополнительно установленной в корпусе упорной крышкой посредством подпружиненной пружиной 5 направляющей 6, а уплотнительные поверхности затвора выполнены по типу «металл по металлу» и имеют конус на седле и сферу на тарелке. Уплотнение седла в корпусе совмещено с одним из уплотнений «корпус – ответный фланец» и осуществляется металлической восьмигранной или овальной прокладкой.
В зависимости от температуры применения и агрессивности проводимой среды клапан обратный может быть изготовлен из углеродистых, низколегированных или высоколегированных сталей.
Заявляемый клапан обратный имеет существенные преимущества по сравнению с известными конструкциями того же назначения благодаря исключению из конструкции клапана мягких полимерных или резиновых уплотнений «седло – затвор», «седло – корпус» и «корпус – ответные фланцы».
Сущность заявляемого технического решения поясняется графическим материалом, на котором представлен продольный разрез клапана обратного.
Клапан обратный содержит корпус 1 с размещенным в нем запорным органом, состоящим из седла 2 и затвора 3, установленного с возможностью осевого перемещения. Затвор 3 выполнен тарельчатым. Корпус 1 снабжен упорной крышкой 4, имеющей сквозные отверстия для прохода жидкости. Перемещению тарельчатого затвора 3 способствует подпружиненная пружиной 5 направляющая 6, при этом, ход затвора 3 ограничен упорной крышкой 4 и седлом 2 соответственно.
Тарельчатый затвор 3 взаимодействует с упорной крышкой 4 посредством направляющей 6, при этом, центрирование самой направляющей 6 осуществляется с помощью втулки 9, установленной в упорной крышке 4, а также жесткой фиксации направляющей 7 в тарелке затвора 3. Жесткая фиксация обеспечивается благодаря резьбовому соединению.
Корпус 1 обратного клапана размещен между двух ответных фланцев 7 и уплотнен от внешних протечек среды восьмигранными или овальными прокладками 8.
Одна из прокладок 8 уплотняет также и седло 2 в корпусе 1.
Корпус 1 клапана обратного, с установленными в нем седлом 2, затвором 3, упорной крышкой 4, пружиной 5 и направляющей 6, выполнен съемным и соединен с ответными фланцами 7 с помощью шпилек 10 и гаек 11 посредством прокладок 8.
Устройство работает следующим образом.
Клапан обратный поставляется в закрытом состоянии, при котором тарельчатый затвор 3 плотно прилегает к седлу 2.
Клапан устанавливают на трубопроводе по направлению потока жидкости.
При повышении давления проводимая среда отжимает затвор 3 от седла 2, при этом тарельчатый затвор 3 перемещается вдоль направляющей 6. Ход затвора 3 ограничивает упорная крышка 4. Жидкость, омывая затвор 3, проходит через седло 2 и выходит через сквозные отверстия упорной крышки 4 в ответный фланец 7 и далее в трубопровод.
При отключении линии нагнетания или аварийном обесточивании энергосистем поддержания давления тарельчатый затвор 3 под действием обратного напора перекачиваемой среды перекрывает седло 2, тем самым предотвращая поток среды в обратном направлении.
Размещено в номере: Вестник арматуростроителя, №2 (83)
