Обратный клапан

 

Изобретение относится к области обратных клапанов, например для компрессоров в металлургической, химической и для других отраслей промышленности, и предназначено для предотвращения обратного потока. Обратный клапан содержит корпус, входной и выходной патрубки, подпружиненную в сторону закрытия запорную тарель, установленную с возможностью перемещения на направляющем штоке демпферного устройства, расположенного внутри корпуса соосно ему. В торцах демпферного устройства выполнены отверстия, сообщающие соответствующие полости демпферного устройства с полостью корпуса, само демпферное устройство снабжено трубопроводами с вентилями для попеременных сбросов газа (воздуха) из полостей демпферного устройства или подач в них сжатого газа (воздуха) извне, причем проходные сечения указанных трубопроводов больше проходных сечений упомянутых отверстий демпферного устройства. Изобретение позволяет повысить надежность защиты компрессора от обратного потока газа путем применения обратного клапана с запорной тарелью, установленной на штоке демпферного устройства, размещенного внутри корпуса клапана с возможностью расхаживания. 1 ил.

Предлагаемое изобретение относится к области обратных клапанов, например для компрессоров в металлургической, химической и других отраслях промышленности.

Известны обратные клапаны без привода, а также без привода и с гидротормозом (см., например, каталог "Промышленная трубопроводная арматура", ч. V, "ЦИНТИХимНефтеМаш", Москва, 1984 г., стр. 45 - 87).

Известен обратный клапан с подпружиненным подъемным запорным органом, демпфером и регулируемым дросселем и дополнительным клапаном (авторское свидетельство СССР N 875158, кл F 16 K 15/03, 47/02, 1981 г.).

Известен обратный клапан с приводом, с помощью которого клапан периодически расхаживают, и демпфером (см., например, патент РФ N 2102634 "Способ и устройство для защиты компрессора от обратного потока газа").

Известен обратный клапан с подпружиненным запорным органом, установленным с возможностью перемещения на неподвижном направляющем штоке демпферного устройства, расположенного внутри корпуса клапана соосно ему (см., например, патент FR 2595432 A1, кл F 16 K 15/02, 11.09.1987 г.) - прототип.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности защиты компрессора от обратного потока газа путем снижения возможности заедания запорной тарели и устранение шума и разбития запорных кромок путем демпфирования.

Существенными признаками предлагаемого изобретения являются корпус, входной и выходной патрубки, запорная тарель, подпружиненная в сторону закрытия и установленная с возможностью перемещения на направляющем штоке демпферного устройства, расположенного внутри корпуса соосно ему, при этом в торцах демпферного устройства выполнены отверстия, сообщающие соответствующие полости демпферного устройства с полостью корпуса, само демпферное устройство снабжено трубопроводами с вентилями для попеременных сбросов газа (воздуха) из полостей демпферного устройства или подач в них сжатого газа (воздуха) извне, причем проходные сечения указанных трубопроводов больше проходных сечений упомянутых отверстий демпферного устройства.

Отличительным признаком предлагаемого изобретения является то, что в торцах демпферного устройства выполнены отверстия, сообщающие соответствующие полости демпферного устройства с полостью корпуса, само демпферное устройство снабжено трубопроводами с вентилями для попеременных сбросов газа (воздуха) из полостей демпферного устройства или подач в них сжатого газа (воздуха) извне, причем проходные сечения указанных трубопроводов больше проходных сечений упомянутых отверстий демпферного устройства.

На чертеже схематично изображен предлагаемый клапан, разрез.

Внутри корпуса 1 клапана с выходным патрубком 2 с помощью ребер 3 соосно корпусу 1 установлено демпферное устройство 4. В корпусе демпферного устройства 4 размещен поршень 5 с уплотнительными устройствами 6 и направляющим штоком 7. В торцах 8 и 9 демпферного устройства 4 закреплены подшипники 10 и 11, в которых размещен направляющий шток 7. На выходном конце направляющего штока 7 установлена с возможностью перемещения запорная тарель 12 с кольцевым выступом 13, а между запорной тарелью 12 и торцем 8 демпферного устройства 4 установлена пружина 14. На входном патрубке 15 выполнено седло с запорными кромками 16. К полостям 17 и 18 демпферного устройства 4 подведены трубопроводы 19 и 20 с вентилями 21, 22, 23 и 24. В торце 8 демпферного устройства 4 выполнены отверстия 25, а в торце 9 - отверстия 26. Возможно также выполнение в торце 8 дополнительно отверстий 27 на диаметре, совпадающем со средним диаметром кольцевого выступа 13.

Работает обратный клапан следующим образом. При нормальной работе компрессора потоком (прямым) газа (воздуха) клапан открыт, то есть запорная тарель 12 прижата к торцу 8 демпферного устройства 4, опираясь на него своим кольцевым выступом 13, выполненным на относительно небольшом диаметре запорной тарели 12 и небольшой ширины. При этом при наличии на торце 8 отверстий 27 кольцевой выступ 13 закрывает эти отверстия. Пружина 14 в этом положении сжата и результирующая сила прижатия тарели 12 к торцу 8 относительно невелика. Отверстия 25 и 26 необходимы для сообщения полостей 17 и 18 демпферного устройства 4 с внутренней полостью корпуса 1 клапана и относительно невелики. Клапан спроектирован таким образом, что аэродинамическое сопротивление его при полном открытии запорной тарели 12 невелико и давление во всех точках внутренней полости клапана при этом примерно одинаково. Поэтому, а также из-за относительной малости отверстий 25 и 26 при нормальной работе компрессора (соответственно, полном открытии обратного клапана) расхода газа через демпферное устройство 4 практически нет. А значит, возможность загрязнения демпферного устройства 4 даже при работе компрессора на загрязненном газе не очень велика. Все же, чтобы избежать зашламовывания в подшипниках 10, 11, в уплотнительных устройствах 6, демпферное устройство 4 периодически расхаживают, подавая при этом сжатый воздух из системы управления компрессора в одну из полостей демпферного устройства, а из другой одновременно сбрасывая газ (воздух) на свечу, используя для этого систему вентилей 21, 22, 23, 24. Подача сжатого воздуха нужна только в том случае, если обратный клапан установлен в магистрали газа с низким давлением. Если давление газа, проходящего через клапан, достаточно велико, то расхаживают демпферное устройство 4, поочередно сбрасывая газ из полостей 17 и 18. Трубопроводы 19 и 20 имеют большие проходные сечения, чем отверстия 25 и 26 соответственно. При сбросе газа (воздуха) из полости 17 и подаче сжатого воздуха соответственно в полость 18 поршень 5 с направляющим штоком 7 движутся влево, тарель 12 при этом остается прижатой потоком газа к торцу 8. Затем сбрасывают газ из полости 18, а сжатый воздух подают в полость 17, соответственно поршень 5 со штоком 7 движутся вправо. Если же по какой-то причине (зашламовывание, пригорание и т. д. ) тарель 12 начнет при расхаживании перемещаться на закрытие вместе со штоком 7, то при наличии отверстий 27 при отрыве выступа 13 от торца 8 открываются отверстия 27 с проходным сечением, большим проходного сечения трубопровода 19, внутри полости 17 будет восстанавливаться давление газа, перепад давлений на поршне исчезнет или будет невелик и расхаживания поршня 5 не произойдет, закрытия тарели 12 также не произойдет.

В случае останова компрессора (и т.п.) и, соответственно, резкого падения давления во входном патрубке 14 под влиянием обратного потока газа и пружины 13 запорная тарель 12, а вместе с ней и поршень демпферного устройства движутся влево, в сторону закрытия клапана. Скорость закрытия клапана будет определяться демпфирующим эффектом, который в значительной степени зависит от соотношения проходных сечений 25, 26 и 27.

Формула изобретения

Обратный клапан, содержащий корпус, входной и выходной патрубки, запорную тарель, подпружиненную в сторону закрытия и установленную с возможностью перемещения на направляющем штоке демпферного устройства, расположенного внутри корпуса соосно ему, отличающийся тем, что в торцах демпферного устройства выполнены отверстия, сообщающие соответствующие полости демпферного устройства с полостью корпуса, само демпферное устройство снабжено трубопроводами с вентилями для попеременных сбросов газа (воздуха) из полостей демпферного устройства или подач в них сжатого газа (воздуха) извне, причем проходные сечения указанных трубопроводов больше проходных сечений упомянутых отверстий демпферного устройства.

РИСУНКИ

Рисунок 1