клапан запорно-регулирующий

Формула изобретения

Клапан запорно-регулирующий, содержащий корпус с входным и выходным каналами, в котором размещен двухступенчатый регулирующий затвор, соединенный со штоком, перемещаемым приводом, при этом обе ступени затвора связаны со штоком с возможностью синхронного открытия двух седел затвора при перемещении штока, отличающийся тем, что обе ступени затвора выполнены запорно-регулирующими и расположены параллельно друг другу и штоку, причем в конце последнего, расположенном снаружи корпуса, выполнен паз, при этом седло и вторая ступень затвора повернуты на 180°, причем последняя установлена с возможностью перемещения навстречу первой ступени затвора со штоком, при этом вторая ступень затвора соединена с дополнительным штоком, конец которого, расположенный снаружи корпуса, выполнен с пазом, причем в пазах обоих штоков расположены связанные с ними плечи равноплечего коромысла, установленного на оси с возможностью поворота на ней.

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.

Известен клапан запорно-регулирующий, в корпусе которого с входным и выходным каналами размещены два затвора, связанные со штоком, перемещаемым приводом, при этом первый затвор, запорный, выполнен в виде штока со ступенчатым поршнем с отверстиями и уплотнительной поверхностью, а второй, запорно-регулирующий затвор, выполнен в виде охватывающей поршень ступенчатой втулки-плунжера с уплотнительной поверхностью, установленной с возможностью осевого перемещения и фиксации ее в крайних положениях, причем запорно-регулирующий затвор расположен соосно в седле с уплотнительной поверхностью и уплотнительным элементом, выполненным трубчатым с отверстиями, расположенными после уплотнительного элемента и уплотнительной поверхности по ходу потока среды, причем внутренний диаметр трубчатой части седла после уплотнительной поверхности сопрягается с наружным диаметром запорно-регулирующего затвора, при этом последний установлен с возможностью осевого перемещения ступенчатым поршнем штока вдоль трубчатой части седла от уплотнительной поверхности, причем в крайнем нижнем положении ступенчатый поршень штока своей уплотнительной поверхностью взаимодействует с уплотнительным элементом, а ступенчатая втулка-плунжер своей уплотнительной поверхностью - с уплотнительной поверхностью седла (патент РФ № 2267682, МПК F16K 3/24, 47/04, 17.05.2004).

Недостатком известного клапана является невозможность его использования при очень больших перепадах давления, когда одноступенчатое дросселирование регулируемого потока приводит к быстрому эрозионному износу седла и регулирующего органа.

Известен клапан запорно-регулирующий, содержащий корпус с входным и выходным каналами, в котором размещены два затвора: регулирующий, соединенный со штоком, перемещаемым приводом, и запорный, связанный со штоком, при этом клапан снабжен дополнительным затвором, седло которого закреплено в нижней части корпуса соосно со 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 со штоком, причем в полом удлинении штока выполнены радиальные отверстия, расположенные над тарельчатым затвором, при этом регулирующий затвор выполнен многоступенчатым, а его ступени связаны со штоком с возможностью синхронного открытия всех седел затвора при перемещении штока (патент РФ № 2162179, 7 МПК кл. F16K 1/44, 22.05.2000).

Недостатком известного клапана является сложность конструкции, 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 полости которого размещен многоступенчатый регулирующий затвор, а его ступени связаны со штоком, перемещаемым приводом, с возможностью синхронного открытия всех седел затвора при перемещении штока, при этом 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, причем радиальные отверстия, перекрываемые нижней ступенью, сообщаются с входным каналом, а радиальные отверстия, перекрываемые верхней ступенью, сообщаются с выходным каналом, при этом в седле навстречу верхней ступени расположен уплотнительный элемент, установленный с возможностью взаимодействия с уплотнительной поверхностью на верхней ступени при закрытии клапана (патент РФ № 2301932, МПК F16K 3/24, 47/08, 04.10.2005).

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

Для достижения названного технического результата в корпусе клапана запорно-регулирующего с входным и выходным каналами размещен двухступенчатый регулирующий затвор, соединенный со штоком, перемещаемым приводом, при этом обе ступени затвора связаны со штоком с возможностью синхронного открытия двух седел затвора при перемещении штока.

Заявляемый клапан запорно-регулирующий отличается от прототипа тем, что обе ступени затвора выполнены запорно-регулирующими и расположены параллельно друг другу и штоку, причем в конце последнего, расположенном снаружи корпуса, выполнен паз, при этом седло и вторая ступень затвора повернуты на 180 градусов, причем последняя установлена с возможностью перемещения навстречу первой ступени затвора со штоком, при этом вторая ступень затвора соединена с дополнительным штоком, конец которого, расположенный снаружи корпуса, выполнен с пазом, причем в пазах обоих штоков расположены, связанные с ними, плечи равноплечего коромысла, установленного на оси с возможностью поворота на ней.

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

Клапан содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 каналами. В корпусе размещен двухступенчатый запорно-регулирующий затвор, связанный со штоком 4, перемещаемым приводом 5.

Обе ступени затвора расположены параллельно друг другу и штоку. Каждая ступень представляет собой запорно-регулирующий плунжер 6 с отверстиями 7 и уплотнительной поверхностью 8, расположенный в седле 9, выполненном в виде перфорированной втулки с отверстиями 10 и уплотнительным элементом 11. Запорно-регулирующий плунжер первой ступени соединен со штоком, в конце 12 которого, расположенном снаружи корпуса, выполнен паз 13. Седло и вторая ступень затвора повернуты на 180 градусов, при этом последняя установлена с возможностью перемещения навстречу первой ступени затвора со штоком. Вторая ступень затвора соединена с дополнительным штоком 14, конец 15 которого, расположенный снаружи корпуса, выполнен с пазом 16. В пазах обоих штоков расположены, связанные с ними осями 17, плечи равноплечего коромысла 18, установленного на оси 19 с возможностью поворота на ней и синхронного открытия двух седел затвора при перемещении штока.

Клапан работает следующим образом. В исходном положении (закрыто) шток 4 находится в своем крайнем нижнем положении, а дополнительный шток 14 - в крайнем верхнем положении, при этом запорно-регулирующие плунжеры 6 своими уплотнительными поверхностями 8 прижаты к уплотнительным элементам 11 седел 9, 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 5, который перемещает шток 4 с запорно-регулирующим плунжером 6 первой ступени вверх от уплотнительного элемента 11 седла 9. При этом конец 12 штока 4 осью 17 поворачивает равноплечее коромысло 18, установленное на оси 19. Одновременно с этим равноплечее коромысло 18, поворачиваясь на оси 19, перемещает осью 17 конец 15 дополнительного штока 14 с запорно-регулирующим плунжером 6 второй ступени вниз от уплотнительного элемента 11 седла 9. При дальнейшем движении запорно-регулирующие плунжеры 6 синхронно частично открывают отверстия 10 в седлах 9, и происходит двухступенчатое регулирование (увеличение) расхода среды, при котором общий перепад давления на клапане равномерно распределяется между двумя ступенями регулирования.

При необходимости перекрытия потока транспортируемой среды и закрытия клапана подают соответствующий сигнал на привод 5, который перемещает шток 4 с запорно-регулирующим плунжером 6 первой ступени вниз к уплотнительному элементу 11 седла 9. При этом конец 12 штока 4 осью 17 поворачивает равноплечее коромысло 18, установленное на оси 19. Одновременно с этим равноплечее коромысло 18, поворачиваясь на оси 19, перемещает осью 17 конец 15 дополнительного штока 14 с запорно-регулирующим плунжером 6 второй ступени вверх к уплотнительному элементу 11 седла 9. При дальнейшем движении запорно-регулирующие плунжеры 6 синхронно перекрывают отверстия 10 в седлах 9. Перемещение запорно-регулирующих плунжеров 6 продолжается до тех пор, пока они своими уплотнительными поверхностями 8 будут прижаты к уплотнительным элементам 11 седел 9, герметично перекрывая поток транспортируемой среды из входного канала 2 в выходной 3.

Благодаря такой конструкции клапана повышается надежность и увеличивается долговечность его работы.