Седло запорного органа арматуры трубопроводной

 

Изобретение относится к области трубопроводной арматуры и предназначено для использования в качестве седла запорного органа затвора на трубопроводах с высокой температурой рабочей среды, включающей абразивные частицы. Седло запорного органа арматуры содержит основу, расположенный со стороны запорного органа уплотнительный слой и проходное отверстие. Уплотнительный слой содержит металл и металлическую мембрану. Металл находится в расплавленном состоянии при рабочей температуре использования арматуры и в твердом состоянии - при нормальной температуре. Металлическая мембрана удерживает расплавленный металл. Изобретение направлено на повышение надежности и ресурса работы трубопроводной арматуры с седлом предлагаемой конструкции за счет увеличения герметичности затвора при высоких температурах рабочей среды, а также на снижение трудоемкости изготовления седла. 1 ил.

Изобретение относится к области трубопроводной арматуры, а именно к седлам запорного органа арматуры, и может быть использовано в химической, энергетической, нефтедобывающей и других отраслях промышленности, особенно при высоких температурах рабочих сред.

В известном кране шаровом ПТ 39154 (промышленный каталог "Промышленная трубопроводная арматура" часть III ЦНТИ НефтеМАШ, 1990 г., Москва) седло выполнено из политетрафторэтилена. Герметичность в затворе обеспечивается за счет эластичности материала седла, большой точности изготовления седла при этом не требуется.

Недостатком этой конструкции является ограничение по температуре использования политетрафторэтилена. При температурах более +200^oС седло неработоспособно из-за расплавления политетрафторэтилена.

Известны седла для шаровых кранов, выполненные из неметаллических материалов (авторское свидетельство СССР 1516701, кл. F 16 K 5/06, 1989). В процессе эксплуатации крана поверхность седла, контактирующая с запорным органом, изнашивается либо деформируется, образуя зазор, сквозь который происходит утечка рабочей среды (негерметично в затворе).

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является седло шарового крана, содержащее основу, проходное отверстие и уплотнительную поверхность, в котором уплотнение обеспечивается притертыми металлическими поверхностями сферы и уплотнения седла, при этом последнее изготавливается из более мягкого металла, чем шар (патент США 3814182, кл. 166-255 от 4.06.74).

Недостатком такой конструкции являются низкий ресурс работы седла при эксплуатации в жидкой или газообразной среде при высокой температуре с абразивными частицами из-за быстрого износа мягкого уплотнения; необходимость замены всего узла - шара и двух седел (т.к. они притерты друг к другу) при повреждении одной из уплотняемых поверхностей; большая трудоемкость изготовления.

Техническая задача, которая ставилась при разработке данного изобретения, - повышение надежности (герметичности в затворе) и ресурса затвора арматуры трубопроводной при высоких температурах, а также снижение трудоемкости изготовления седла.

Поставленная задача решается за счет того, что седло запорного органа арматуры трубопроводной содержит основу, расположенный со стороны запорного органа уплотнительный слой и проходное отверстие, причем уплотнительный слой содержит металл, который находится в расплавленном состоянии при рабочей температуре использования арматуры и в твердом состоянии при нормальной температуре, и металлическую мембрану, удерживающую расплавленный металл.

На чертеже изображено седло запорного органа трубопроводной арматуры.

Седло запорного органа трубопроводной арматуры содержит основу 1 (форма выполнена, в зависимости от типа арматуры, плоской (б) или сферической (а)), легкоплавкий металл 2 и мембрану 3.

Седло работает следующим образом: при выходе на рабочий режим арматуры трубопроводной легкоплавкий металл 2 расплавляется и за счет объемного расширения мембрана 3 сильнее поджимается к запорному органу арматуры, повышая герметичность в затворе.

Уплотнительный слой седла выполнен из материала, который переходит в расплавленное состояние при высокой рабочей температуре, а мембрана точно облегает поверхность запорного органа арматуры. За счет объемного расширения жидкометаллического слоя силовое воздействие в запорном органе арматуры увеличивается, повышается герметичность и, следовательно, надежность седла.

Мембрана может быть выполнена из коррозионно-стойкой стали или из пружинной стали с покрытием, обеспечивающим ее антифрикционную и коррозионную стойкость.

Герметичность в затворе обеспечивается за счет упругой мембраны и большой точности изготовления при этом не требуется.

Предлагаемое изобретение обеспечивает: a) работоспособность и высокий ресурс седла затвора арматуры трубопроводной при высокой температуре применением уплотнительного слоя, содержащего металл, который находится в расплавленном состоянии при рабочей температуре использования арматуры и в твердом состоянии - при нормальной температуре, и облегающей запорный орган арматуры упругой мембраной; b) отказ от использования дорогостоящего оборудования высокой точности при изготовлении седла; c) снижение уровня протечек до минимума в экстремальных ситуациях при высоких температурах; d) при выходе из строя одного седла замены запорного органа не требуется; e) возможность применения седла на конкретную температуру (диапазон температур), при которой обеспечиваются максимальное поджатие и герметичность, путем подбора легкоплавкого металла (температура плавления металла немного ниже температуры рабочей среды).

Формула изобретения

Седло запорного органа арматуры трубопроводной, содержащее основу, расположенный со стороны запорного органа уплотнительный слой и проходное отверстие, отличающееся тем, что уплотнительный слой содержит металл, который находится в расплавленном состоянии при рабочей температуре использования арматуры и в твердом состоянии - при нормальной температуре, и металлическую мембрану, удерживающую расплавленный металл.

РИСУНКИ

Рисунок 1