клапан запорно-регулирующий

Формула изобретения

Клапан запорно-регулирующий, содержащий корпус с входным и выходным каналами, закрытый крышкой, в полости которого расположен запорно-регулирующий затвор, выполненный двухступенчатым в виде поршня штока, перемещаемого приводом, причем поршень расположен с возможностью взаимодействия с неподвижным трубчатым сопрягаемым с ним седлом, отличающийся тем, что запорно-регулирующий затвор выполнен с верхней и нижней трубчатыми ступенями, сообщающимися между собой через отверстия в поршне и выполненными с одинаковыми радиальными симметрично расположенными отверстиями, совпадающими с отверстиями в седле в открытом положении клапана, при этом нижняя часть крышки расположена в полости корпуса и выполнена цилиндрической с уплотнительной поверхностью на торце, а ее наружный диаметр сопрягается с внутренним диаметром верхней трубчатой ступени поршня с образованием разгрузочной полости, сообщающейся через отверстия в крышке с полостью корпуса, причем на поршне со стороны верхней трубчатой ступени расположен уплотнительный элемент, установленный с возможностью взаимодействия с уплотнительной поверхностью крышки корпуса при закрытии клапана.

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 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).

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, закрытый крышкой, в полости которого расположен запорно-регулирующий затвор, выполненный двухступенчатым в виде поршня штока, перемещаемого приводом, причем поршень расположен с возможностью взаимодействия с неподвижным трубчатым сопрягаемым с ним седлом (JP 9273638 А, кл. F16К 25/02, 3/24, опубл. 21.10.1997).

Недостатком клапана запорно-регулирующего является низкая надежность, обусловленная сложностью конструкции.

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 с входным и выходным каналами, закрытого крышкой, расположен запорно-регулирующий затвор, выполненный двухступенчатым в виде поршня штока, перемещаемого приводом, причем поршень расположен с возможностью взаимодействия с неподвижным трубчатым сопрягаемым с ним седлом.

Заявляемый клапан запорно-регулирующий отличается от прототипа тем, что запорно-регулирующий затвор выполнен с верхней и нижней трубчатыми ступенями, сообщающимися между собой через отверстия в поршне и выполненными с одинаковыми радиальными симметрично расположенными отверстиями, совпадающими с отверстиями в седле в открытом положении клапана, при этом нижняя часть крышки расположена в полости корпуса и выполнена цилиндрической с уплотнительной поверхностью на торце, а ее наружный диаметр сопрягается с внутренним диаметром верхней трубчатой ступени поршня, с образованием разгрузочной полости, сообщающейся через отверстия в крышке с полостью корпуса, причем на поршне со стороны верхней трубчатой ступени расположен уплотнительный элемент, установленный с возможностью взаимодействия с уплотнительной поверхностью крышки корпуса при закрытии клапана.

На чертеже изображен продольный разрез предлагаемого клапана в закрытом положении.

Клапан содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 каналами и полостью 4, закрытый крышкой 5. В полости корпуса размещен запорно-регулирующий двухступенчатый затвор, соединенный с штоком 6 привода 7.

Запорно-регулирующий двухступенчатый затвор представляет собой поршень 8 штока 9 с верхней 10 и нижней 11 трубчатыми ступенями, сообщающимися между собой через отверстия 12 в поршне. Верхняя и нижняя трубчатые ступени выполнены с одинаковыми радиальными симметрично расположенными отверстиями 13. Поршень с верхней и нижней трубчатыми ступенями расположен в неподвижном трубчатом сопрягаемом с ним седле 14 с отверстиями 15, совпадающими с радиальными отверстиями в верхней и нижней трубчатых ступенях поршня в открытом положении клапана.

Нижняя часть 16 крышки расположена в полости корпуса и выполнена цилиндрической с уплотнительной поверхностью 17 на торце, а ее наружный диаметр сопрягается с внутренним диаметром верхней трубчатой ступени поршня с образованием разгрузочной полости 18, сообщающейся через отверстия 19 в крышке с полостью корпуса. На поршне со стороны верхней трубчатой ступени расположен уплотнительный элемент 20, установленный с возможностью взаимодействия с уплотнительной поверхностью крышки корпуса при закрытии клапана.

Клапан работает следующим образом. В исходном положении (закрыто) шток 6 привода 7 с поршнем 8 штока 9 находится в своем крайнем верхнем положении, при этом поршень 8 своим уплотнительным элементом 20 прижат к уплотнительной поверхности 17 крышки 5, герметично перекрывая поток транспортируемой среды из входного канала 2 в выходной 3.

При необходимости открытия клапана и регулирования расхода транспортируемой среды подают соответствующий сигнал на привод 7, который начинает перемещать шток 6 привода 7 вместе с поршнем 8 штока 9 вниз от уплотнительной поверхности 17 крышки 5. Наличие разгрузочной полости 18 позволяет разгрузить поршень 8 штока 9, т.к. давление на его торцы становится одинаковым и производить открытие клапана с меньшим усилием, преодолевая только усилие, равное произведению давления среды в полости 4 на площадь уплотнительной поверхности 17 на торце нижней части 16 крышки 5. При дальнейшем движении поршня 8 штока 9 вниз его верхняя 10 и нижняя 11 трубчатые ступени своими одинаковыми радиальными симметрично расположенными отверстиями 13 открывают отверстия 15 в седле 14, открывая проход транспортируемой среде из входного канала 2 в выходной 3 через ступени поршня 8 штока 9. Каждому положению штока 6 с поршнем 8 штока 9 соответствует определенное положение верхней 10 и нижней 11 трубчатых ступеней относительно отверстий 15 седла 14, обеспечивающее соответствующий расход транспортируемой среды.

При необходимости перекрытия потока транспортируемой среды подают соответствующий сигнал на привод 7, который начинает перемещать шток 6 привода 7 вместе с поршнем 8 штока 9 вверх. При движении поршня 8 штока 9 вверх его верхняя 10 и нижняя 11 трубчатые ступени перекрывают отверстия 15 в седле 14. Перемещение поршня 8 штока 9 продолжается до тех пор, пока он своим уплотнительным элементом 20 не достигнет уплотнительной поверхности 17 крышки 5, герметично перекрывая поток транспортируемой среды из входного канала 2 в выходной 3.

Благодаря проходной конструкции клапана упрощается конструкция и повышается надежность работы клапана.