запорно-регулирующий клапан

Формула изобретения

Запорно-регулирующий клапан, в корпусе которого с входным и выходным каналами размещены два затвора, перемещаемые приводом, отличающийся тем, что первый затвор, разгрузочный, выполнен в виде дополнительного штока-рейки с 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-рейка 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-рейкой вдоль трубчатой части седла от уплотнительного элемента, при этом в центральной части корпуса выполнено радиальное эксцентричное отверстие, в котором расположен вал-шестерня, соединенный с приводом и взаимодействующий с дополнительным штоком-рейкой, при этом в корпусе выполнены отверстия, через которые входной канал соединяется с выходным при открытом запорно-регулирующем затворе.

Описание изобретения к патенту

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 диаметра выполнен паз, а поворотный запорный орган установлен с возможностью взаимодействия с указанным пазом (а.с. №1203295, МПК 4 кл. F 16 K 3/00, 05.07.84 г.).

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. F 16 K 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 со штоком, перемещаемым приводом, и запорный, связанный с 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 K 1/44, 22.05.2000 г.).

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, перемещаемые приводом.

Заявляемый запорно-регулирующий клапан отличается от прототипа тем, что первый затвор - разгрузочный выполнен в виде дополнительного штока-рейки с 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-рейка 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-рейкой вдоль трубчатой части седла от уплотнительного элемента, при этом в центральной части корпуса выполнено радиальное эксцентричное отверстие, в котором расположен вал-шестерня, соединенный с приводом и взаимодействующий с дополнительным штоком-рейкой, при этом в корпусе выполнены отверстия, через которые входной канал соединяется с выходным при открытом запорно-регулирующем затворе.

Предлагаемое изобретение изображено на чертежах, 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, перемещаемые приводом 4 (неполноповоротным электроприводом).

Первый затвор - разгрузочный выполнен в виде дополнительного штока-рейки 5 с буртиком 6 и уплотнительной поверхностью 7 на конце 8. Дополнительный шток-рейка расположен в сквозном осевом сопрягаемом с ним отверстии 9 корпуса, при этом его начало 10 расположено во входном канале корпуса. Дополнительный шток-рейка установлен с возможностью осевого перемещения, а его подвижность ограничена крайними положениями перемещения. Конец дополнительного штока-рейки с уплотнительной поверхностью и буртиком расположен соосно внутри второго - запорно-регулирующего затвора 11 (в сборе) с уплотнительным элементом 12, разгрузочным отверстием 13 и уплотнительной поверхностью 14. В одном крайнем положении дополнительный шток-рейка 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 15 с уплотнительным элементом 16, выполненном трубчатым с отверстиями 17, 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-рейкой вдоль трубчатой части седла от уплотнительного элемента.

В центральной части корпуса выполнено радиальное эксцентричное отверстие 18, в котором расположен вал-шестерня 19. Вал-шестерня соединен с приводом и одновременно взаимодействует с дополнительным штоком-рейкой.

В корпусе выполнены отверстия 20, соединяющие входной и выходной каналы при открытом запорно-регулирующем затворе.

Клапан работает следующим образом. В исходном положении (закрыто) дополнительный шток-рейка 5 под действием давления транспортируемой среды своей уплотнительной поверхностью 7 прижимается к уплотнительному элементу 12 запорно-регулирующего затвора 11, герметично перекрывая разгрузочное отверстие 13.

Запорно-регулирующий затвор 11 под действием давления транспортируемой среды своей уплотнительной поверхностью 14 прижимается к уплотнительному элементу 16 седла 15, 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 4, который начинает поворачивать против часовой стрелки, соединенный с ним вал-шестерню 19. Одновременно вал-шестерня 19, находясь в зацеплении с дополнительным штоком-рейкой 5, перемещает дополнительный шток-рейку 5 от уплотнительного элемента 12 запорно-регулирующего затвора 11, открывая разгрузочное отверстие 13 для прохода среды, находящейся над запорно-регулирующим затвором 11 для его разгрузки. При дальнейшем движении дополнительный шток-рейка 5 буртиком 6 упирается в запорно-регулирующий затвор 11 (в сборе) и перемещает его вдоль трубчатой части седла 15 от уплотнительного элемента 16, открывая проход транспортируемой среде из входного 2 канала через отверстия 20 и далее через отверстия 17 трубчатой части седла 15 в выходной 3 канал.

Регулирование расхода транспортируемой среды осуществляется поворотом вала-шестерни 19 до необходимого положения и его остановкой. Каждому положению вала-шестерни 19 соответствует определенное положение запорно-регулирующего затвора 11, обеспечивающее соответствующий расход транспортируемой среды через отверстия 17 седла 15.

При необходимости перекрытия потока транспортируемой среды подают соответствующий сигнал на привод 4, который начинает поворачивать по часовой стрелке соединенный с ним вал-шестерню 19. Одновременно вал-шестерня 19, находясь в зацеплении с дополнительным штоком-рейкой 5, перемещает последний к уплотнительному элементу 12 запорно-регулирующего затвора 11, закрывая разгрузочное отверстие 13 и перемещая запорно-регулирующий затвор 11 к уплотнительному элементу 16 седла 15. Совместное перемещение дополнительного штока-рейки 5 и запорно-регулирующего затвора 11 продолжается до тех пор, пока запорно-регулирующий затвор 11 своей уплотнительной поверхностью 14 не достигнет уплотнительного элемента 16 седла 15, герметично перекрывая его, а дополнительный шток-рейка 5 своей уплотнительной поверхностью 7 опустится на уплотнительный элемент 12, герметично перекрывая разгрузочное отверстие 13 запорно-регулирующего затвора 11. Данное положение дополнительного штока-рейки 5 соответствует выключенному приводу.

Благодаря упрощению конструкции клапана обеспечивается его прямоточность и повышается надежность работы.