Запорное устройство объемного действия

 

Использование: в трубопроводном транспорте. Сущность изобретения: в цилиндрической расточке корпуса размещен запорный орган с нормально закрытым центральным цилиндрическим каналом. Запорный орган выполнен в виде полнообъемного тела цилиндрической формы из упругого пористого материала. Диаметр органа и длина канала больше диаметра расточки корпуса. Орган выполнен из отдельных секций. 1 ил.

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано на стационарных и сборно-разборных трубопроводах различного назначения.

Существующие способы разобщения трубопроводных коммуникаций на изолированные участки при возникновении аварий связаны с применением дорогостоящего оборудования (в случае применения автоматизированного управления линейными задвижками) или требует значительных затрат времени (при отсутствии автоматизации), материалоемки, что снижает их экономическую и экологическую эффективность.

Известно запорное устройство, которое состоит из эластичного элемента, меняющего форму под воздействием вращающейся по резьбе нажимной втулки.

Устройство имеет следующие недостатки: требует для привода воздействия внешних сил, что отрицательно влияет на быстродействие и автономность работы.

Известно устройство, состоящее из эластичного баллона, который под воздействием сердечника, перемещаясь, перекрывает проходное сечение.

Недостатки данного устройства: необходимость поддержания избыточного давления в баллоне, привод от внешнего устройства.

Известен клапан, имеющий рабочий орган из двух створок, закрывающихся при наличии обратного потока (давления) среды. Недостатки клапана: искажение формы потока, незначительная длина контакта створок вдоль потока, низкая надежность при отсутствии противодавления, что исключает его применение в горизонтальных трубопроводах.

Известно также запорное устройство, состоящее из корпуса, в котором установлен эластичный элемент, открывающий проходное сечение при наличии давления и закрывающий при отсутствии давления.

Данное устройство имеет следующие недостатки: необходимость в создании и постоянном контроле избыточного давления для обеспечения герметичности, рабочее проходное сечение имеет щелевую форму, что затрудняет пропуск технологических приборов цилиндрической формы.

Известно запорное устройство, имеющее корпус в виде разъемного цилиндра, рабочий орган из эластичного материала в виде тонкостенного корпуса с центральным каналом, перекрываемым за счет упругих свойств материала.

Недостатки данного устройства: незначительная поверхность контакта рабочих поверхностей в нейтральном состоянии, что не обеспечивает гарантированного перекрытия горизонтального трубопровода в обоих направлениях при понижении давления в нем до атмосферного; наличие ограничивающего элемента, противодействующего выворачиванию рабочего органа "наизнанку", который частично перекрывает сечение трубопровода, делая его неполнопроходным.

Известно запорное устройство объемного действия, содержащее корпус, в цилиндрической расточке которого размещен запорный орган с нормально закрытым центральным цилиндрическим каналом.

Основными недостатками данного устройства являются: наличие рабочего канала плоской формы искажает форму потока и не обеспечивает полнопроходного сечения, соответствующего форме трубопровода, что препятствует выполнению технологических операций с разделением перекачиваемых продуктов с различными физическими свойствами и пропуском по трубопроводу механических устройств цилиндрической формы; процесс уплотнения двух плоскостей не гарантирует прекращение потока при отсутствии избыточного давления, в тоже время при наличии противодавления не гарантирует рабочий орган от выворачивания "наизнанку"; форма рабочего органа, изготовленного из мягкой резины, не позволяет обеспечить полнообъемное перекрытие сечения с автоматическим образованием проходного канала. Сопоставительный анализ предлагаемого технического решения с прототипом показывает, что предлагаемое устройство отличается от прототипа следующим: принципом процесса уплотнения; формой рабочего органа; типом материала рабочего органа; формой рабочего (проходного) канала; управлением рабочим органом.

Эти отличия придают предлагаемому устройству следующие новые качества: наличие рабочего органа объемного действия из упругого пористого материала позволяет обеспечить герметичность при атмосферном давлении; обеспечение в открытом состоянии полнопроходного канала; объемная форма рабочего органа обеспечивает гарантию от выворачивания в сторону обратного стока и нарушения по этой причине герметичности; изготовление рабочего органа из отдельных секций обеспечивает эффект противодействия, при котором достигается герметичность от обратного стока продукта в зависимости от конкретных условий; отсутствие внешнего средства для создания избыточного давления в рабочем органе приводит к практически полной автоматизации процесса перекрытия сечения трубопровода за счет энергии самого рабочего органа и потока продукта без дополнительных затрат.

На чертеже показаное предлагаемое устройство.

Устройство состоит из корпуса 1, в котором смонтирован рабочий орган 2, изготовленный из упругого пористого материала (типа "губка"), состоящий из одной или нескольких объемных секций, имеющих центральный канал 3 и удерживаемых от продольного перемещения втулкой 4.

Устройство работает следующим образом.

При наличии в трубопроводе потока продукта под избыточным давлением больше расчетного в заданном направлении за счет силового воздействия потока на воронкообразные поверхности на входе в рабочий орган последние раздвигаются к периферии и открывают центральный канал 3, причем при повышении скорости движения продукта степень раскрытия канала увеличивается, создавая при этом полнопроводной канал цилиндрической формы.

При падении скорости потока до нуля силовое воздействие в прямом направлении исчезает, пористый материал принимает естественную форму и перекрывает проходное сечение запорного устройства на значительном протяжении, что обеспечивает герметичность при атмосферном давлении. При этом в случае обратного стока продукт за счет силового воздействия на конусообразную поверхность со стороны выхода создает дополнительную снимающую нагрузку и способствует обеспечению герметичности.

Для обеспечения перекрытия проходного сечения трубопровода при заданных конкретных условий и предотвращения выворачивания рабочего органа в направлении обратного стока с потерей герметичности, возможны варианты с набором из нескольких секций рабочего органа, которые удерживаются от продольного перемещения сменной втулкой 4.

Данное устройство помимо обеспечения автоматического (автономного) перекрытия проходного сечения трубопровода исключают применение дорогостоящих массивных линейных задвижек и исключают несанкционированное его перекрытие.

Формула изобретения

ЗАПОРНОЕ УСТРОЙСТВО ОБЪЕМНОГО ДЕЙСТВИЯ, содержащее корпус, в цилиндрической расточке которого размещен запорный орган с нормально закрытым центральным цилиндрическим каналом, отличающееся тем, что запорный орган выполнен в виде полнообъемного тела цилиндрической формы из упругого пористого материала, диаметр запорного органа и длина центрального цилиндрического канала больше диаметра расточки корпуса, причем запорный орган выполнен из отдельных секций.

РИСУНКИ

Рисунок 1