Запорное устройство и способ управления запорным устройством

 

Изобретение позволяет повысить надежность запорного устр-ва при соосном расположении входного и выходного патрубков 2, 3. В корпусе 1 размещен клиновой шибер (Ш) 4 с приводом 5 и указателем 6 положения Ш 4. Указатель 6 снабжен цепью 7 преобразования сигнала и выполнен в виде по крайней мере одного тензодатчика напряжений, установленного на внешней боковой поверхности корпуса 1 в плоскости, перпендикулярной оси Ш 4. Цепь 7 снабжена блоком 8 управляющего сигнала, подключенным к приводу 5 с образованием обратной автоматической связи указателя 6 с Ш 4. Способ управления включает установку Ш 4 в положение закрытия в зависимости от внешней нагрузки и последующий контроль закрытия в течение рабочего режима. При этом замеряют перпендикулярную по отношению к рабочей поверхности Ш 4 составляющую напряжений в корпусе 1 и в процессе рабочего режима поддерживают значение в заданном интервале путем регулирования величин и исправления воздействия внешней нагрузки. 2 с.п.ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕ1СКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (ss)s F 16 К 37/00

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4678930/29 (22) 12.04.89 (46) 30.07.91. Бюл, Рв 28 (71) Научно-производственное объединение

"Энергия" (72) В,М.Козлов. Б.Н.Тюнин и А,А.Зрелкин (53) 621.646(088.8) (56) Патент США М 3538948, кл. F 16 К 37/00, 1970. (54) ЗАПОРНОЕ УСТРОЙСТВО И СПОСОБ

УПРАВЛЕНИЯ ЗАПОРНЫМ УСТРОЙСТВОМ (57) Изобретение позволяет повысить на дежность запорного устр-ва при соосном расположении входного и выходного патрубков 2, 3. В корпусе 1 размещен клиновой шибер (Ш) 4 с приводом 5 и указателем 6 положения Ш 4. Указатель 6 снабжен цепью

„„Я „„1666833 А1

7 преобразования сигнала и выполнен в виде по крайней мере одного тензодатчика напряжений, установленного на внешней боковой поверхности корпуса 1 в плоскости, перпендикулярной оси Ш 4. Цепь 7 снабжена блоком 8 управляющего сигнала, подключенным к приводу 5 с образованием обратной автоматической связи указателя

6 с Ш 4. Способ управления включает установку Ш 4 в положение закрытия в зависимости от внешней нагрузки и последующий контроль закрытия в течение рабочего режима. При этом замеряют перпендикулярную по отношению к рабочей поверхности Ш 4 составляющую напряжений в корпусе 1 и в процессе рабочего режима поддерживают Ь значение в заданном интервале путем регулирования величин и исправления воздействия внешней нагрузки, 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

16668: 3

Изобретение относится к арматуростроению и может быть использовано в энергетической и химической промышленности.

Цель изобретения — повышение надежности при соосном расположении входного и выходного патрубков.

На чертеже схематически изображено запорное устройство, Запорное устройство содержит корпус

1 с соосно расположенными входным 2 и выходным 3 патрубками, размещенный в корпусе 1 конусный шибер 4 с приводом 5, и указатель 6 закрытого положения шибера

4, соединенный с цепью 7 преобразования сигнала. Указатель 6 закрытого положения может быть выполнен в виде системы тензодатчиков или одного тензодатчика, при этом все тензодатчики устанавливаются на внешней боковой поверхности корпуса 1. ориентируются поперек шибера 4 и смещаются относительно него вдоль оси патрубков 2 и 3. Цепь 7 преобразования сигнала дополнительно снабжена блоком 8 управляющего сигнала, подключенным к приводу 5 с образованием обратной автоматической связи указателя 6 с шибером 4. Блок 8 управляющего сигнала регулирует величину и направление воздействия внешней нагрузки 9.

Таким образом, указатель 6 и шибер 4 взаимодействуют друг с другом посредством прямой и обратной связей, т.е. движение самого шибера 4 и воздействие прикладываемой к нему нагрузки со стороны привода 5 не являются независимыми действиями и определяются управляющим сигналом блока 8.

Устройство работает следующим образом.

Корпус 1 запорного устройства с соосно расположенными входным 2 и выходным 3 патрубками врезается в линию с рабочей средой. При открытом запорном устройстве (верхнее положение шибера 4) рабочая среда проходит в корпус 1 от входного патрубка

2 к выходному 3 патрубку и далее по назначению. Для перекрытия линии с рабочей средой к приводу 5 шибера 4 прикладывается внешняя нагрузка 9 и шибер 4 устанавливается в положение закрытия (нижнее положение шибера 4). В связи с тем, что шибер имеет конусную форму и движется в конусных направляющих корпуса 1, при закрытии устройства в его корпусе возникают раздающие усилия, вызванные взаимодействием конусной поверхности шибера 4 с конусными направляющими корпуса 1, Раздающие усилия в корпусе 1 направлены по нормали к поверхности шибера 4 в сторону патрубков 2 и 3. Так как патрубки 2 и 3 жестко связаны с линией, в которую врезан клапан, компенсации раздающих усилий (эа счет смещения патрубков 2 и 3) не происхо5 дит и в корпусе 1 устройства по обе стороны

55 шибера 4 возникают напряжения сжатия, а поверхности шибера 4 испытывают соответствующую реакцию конусных направляющих. Указатели 6 в виде тензодатчиков регистрируют возникающие напряжения сжатия в корпусе 1 (прямая связь фиксатора

6 с шибером 4) и по достижении их значением предельной величины блок 8 управляющего сигнала вырабатывает сигнал обратной связи на отключение внешнеи нагрузки привода 5 и движение шибера 4 прекращается. Количество тенэодатчиков определяется габаритами корпуса 1 клапана, конструктивными особенностями линии, е которую он встроен, и теплогидравлическими параметрами рабочей среды, протекающей в линии.

В простейшем случае с симметричной конфигурацией линии, например, по о6е стороны корпуса 1 клапана и с гарантированным исключением перекоса корпуса 1 устанавливается один тензодатчик. При несимметричной конфигурации линии, например, по обе стороны корпуса 1 и вероятности перекоса корпуса 1 устанавливается система, например, из четырех тензодатчиков, с каждой стороны шибера 4 по тенэодатчику на каждую бэковую поверхность корпуса 1. Управляющий сигнал блока

8 на отключение внешней нагрузки вырабатывается в этом случае при достижении предельного значения напряжения любым иэ тензодатчиков. Ориентирование тензодатчиков поперек шибера 4 обеспечивает замер именно перпендикулярной по отношению к шиберу составляющей напряжения в металле корпуса 1. Смещение центра тенэодатчиков относительно шибера 4 вдоль оси патрубков в сторону патрубка 2 или 3 вызвано необходимостью замера полного значения существующих в корпусе 1 напряжений. При установке центра тенэодатчика строго по центру шибера 4 часть длины тенэодатчика (равная толщине шибера 4 в зоне установки тенэодатчика) реагирует на усилия растяжения (возникающие в этой зоне из-за контакта шибера с направляющими), а остальная часть тенэодатчика воспринимает напряжения в корпусе, при этом результирующий сигнал, вырабатываемый тензодатчиком, неоднозначен, возникают сложности в его идентифицировании, в результате чего могут вырабатываться ложные сигналы на отключение внешней нагрузки, Смещение

1666833

55 тенэодатчика гарантирует измерение полного значения напряжений в металле корпуса 1 и соответствие управляющего сигнала возникшим напряжениям, Значение предельной величины напряжений в корпусе 1 клапана определяется индивидуально для каждого клапана в каждом конкретном случае опытным путем. Это вызвано тем, что даже в однотипных клапанах существует разброс в геометрических параметрах шибера и направляющих корпуса, кроме того, в каждом конкретном случае конкретная линия, в которую врезан клапан, характеризуется своими конструктивными особенностями, которые и приводят к возникновению в корпусе клапана характерных именно для этой линии напряжений.

В любом случае предельная величина напряжений должна обеспечивать полное закрытие клапана при всех режимах работы линии (с учетом ее температурных и гидравлических подвижек) и в то же время исключать разрушение клапана или заклинивание шибера, Способ управления запорным устройством.

Описанная работа отсечного клапана обеспечивает его надежное функционирование лишь частично, так как описанные технологические приемы ограничены процессом закрытия клапана. Для обеспечения гарантированной работоспособности клапана в течение всего процесса его работы требуется ввести дополнительные технологические приемы. Способ работы запорного устройства характеризуется тем. что при установке шибера в положение закрытия(согласно описанному) с измерением перпендикулярной по отношению к шиберу

4 составляющей напряжений в корпусе указанные измерения напряжений ведут в процессе всего рабочего режима запорного устройства, причем одновременно с измерением напряжений осуществляют и регулировку их значений. Характерной особенностью способа является то. что измерение напряжений производят и после закрытия клапана. а одновременно с измерением поддерживают их значение в заданном интервале. Интервал, в котором поддерживают значение напряжений в корпусе 1. ограничен с нижней стороны напряжением в корпусе, необходимым для гарантированного закрытия запорного устройства, а с верхней стороны — напряжением в корпусе, влекущим за собой заклинивание шибера 4. Поддерживание значений напряжения в пределах заданного интервала осуществляют управляющим сигналом блока 8 обратной автоматической

50 связи указателя б с шибером 4. Проблемы с работоспособностью клапана возникают приустановкеего на аварийныхлиниях. где включения шибера 4 производятся крайне редко. При этом после закрытия запорного устройства даже с допустимым нап ряжением в корпусе дальнейшая эксплуатация линии приводит к неизбежным термическим и гидравлическим подвижкам в линии, которые усугубляются при их длительном существовании и при наличии термокачек.

Возникающие подвижки в линии полностью передаются на корпус клапана, в корпусе возникают усилйя сжатия и его шибер испытывает заклинивающие нагрузки.

Для исключения этого согласно способу осуществляют регулирование напряжений в корпусе путем регулирования воздействия внешней нагрузки 9. Вырабатываемый блоком 8 управляющий сигнал увеличивает внешнюю нагрузку 9 на привод 5 при уменьшении напряжений в корпусе 1 ниже напряжений, гарантирующих закрытие клапана, и уменьшает внешнюю нагрузку при напряжениях в корпусе, превышающих значение заклинивающего напряжения. Если напряжения в корпусе 1 возрастают даже несмотря на уменьшение внешней нагрузки, управляющий сигнал изменяет направление воздействия внешней нагрузки 9 до требуемого снижения значения напряжения в корпусе 1. В результате эаклинивающие нагрузки на шибер находятся под постоянным контролем, а их величина контролируется и не превышает допустимого значения в течение всего процесса, т.е. при использовании предлагаемого способа клапан гарантированно находится в действующем состоянии в течение всего рабочего процесса.

Формула изобретения

1, Запорное устройство, содержащее корпус с входным и выходным патрубками, размещенный в корпусе клиновой шибер с приводом и указателем положения шибера. снабженного цепью преобразования сигнала, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, указатель закрытого положения шибера выполнен в виде оо крайней мере одного тензодатчика напряжений, установленного на внешней боковой поверхности корпуса в плоскости. перпендикулярной оси шибера, при этом цепь преобразования сигнала дополнительно снабжена блоком управляющего сигнала, подключенным к приводу с образованием обратной автоматической связи указателя с шибе ром.

2. Способ управления запорным устройством, включающий установку шибера в по1666833

Составитель Т.Максимкина

Техред М.Моргентал Корректор Л.Бескид

Редактор A.Îràð

Заказ 2513 Тираж 435 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат ".Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ложение закрытия в зависимости от внешней нагрузки и последующий контроль закрытия в течение рабочего режима, о т л и ча ю щ.и и с я тем, что, с целью повышения надежности, дополнительно замеряют пер- 5 пендикулярную по отношению к рабочей части шибера составляющую напряжений в корпусе и в процессе рабочего режима поддерживают ее значение в заданном интервале путем регулирования величин и исправления воздействия внешней нагрузки.