Запорный клапан с двойной тарелкой



Запорный клапан с двойной тарелкой
Запорный клапан с двойной тарелкой
Запорный клапан с двойной тарелкой

 


Владельцы патента RU 2480656:

КОНГСБЕРГ ЭСКО АС (NO)

Изобретение относится к запорному клапану с двойной тарелкой, в котором перемещение тарелок (8, 9) в корпусе (1) выполняют при помощи манипулятора тарелок, способного изменять положение по меньшей мере одной из тарелок клапана относительно ее исходного положения относительно центральной плоскости (5) за счет перемещения верхнего держателя (11) тарелок относительно нижнего держателя (10) тарелок. Взаимное относительное перемещение держателей тарелок происходит автоматически во время открывания и закрывания клапана. Оба держателя (10, 11) тарелок соединены с обеими тарелками (8, 9) клапана рычажной конструкцией, содержащей верхнее звено и нижнее звено. Верхнее звено содержит первый и второй верхние элементы (12, 13). Первый верхний элемент (12) прикреплен с возможностью поворота к верхнему держателю (11) тарелок и к одной из тарелок (9) клапана, и второй верхний элемент (13) прикреплен с возможностью поворота к верхнему держателю (11) тарелок и к другой тарелке (8) клапана. Нижнее звено содержит первый и второй нижние элементы (14, 15), при этом первый нижний элемент (14) прикреплен с возможностью поворота к одной из тарелок (8) клапана и к нижнему держателю (10), и второй нижний элемент (15) прикреплен с возможностью поворота к другой тарелке (9) клапана и к нижнему держателю (10) тарелок. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Данное изобретение относится к клапану, содержащему корпус с проточным каналом, впускным и выпускным седлами, и запорный орган, установленный с возможностью перемещения относительно указанного канала вдоль центральной плоскости в направлении внутрь канала с получением закрытого состояния клапана, и в противоположном направлении наружу из канала с получением открытого состояния клапана. Клапаны указанного типа иногда называют запорными клапанами.

В клапанах указанного типа запорный орган может содержать две тарелки клапана, образующие так называемый запорный клапан с двойной тарелкой.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Запорные клапаны обычно используют для регулирования потока жидкой среды в трубопроводных сетях, например в системах водоснабжения или канализационных системах. Типовой запорный клапан с двойной тарелкой содержит корпус, образующий проточный канал между двумя клапанными отверстиями, и две параллельные тарелки, установленные с возможностью перемещения относительно канала в направлении внутрь канала и наружу из канала.

К каждому клапанному отверстию присоединен жидкостный трубопровод, например водопроводная труба. Обычно положение клапанных отверстий обеспечивает соосное расположение указанных двух трубопроводов. Внутри корпуса каждое клапанное отверстие окружено седлом клапана.

При нахождении клапана в закрытом состоянии каждая тарелка по своему периметру примыкает к соответствующему седлу клапана, разделяя тем самым среды соответствующей трубы и внутренности корпуса клапана, и блокируя таким образом поток жидкой среды. Чтобы перевести клапан в открытое состояние, тарелки клапана перемещаются в направлении наружу из канала. На практике тарелки отводятся относительно канала по существу в радиальном направлении, соответственно, перпендикулярно направлению потока. При этом тарелки перемещаются в отводной отсек корпуса, размещенный радиально снаружи канала. Для возвращения клапана в закрытое состояние тарелки клапана перемещаются в противоположном направлении, из отводного отсека внутрь канала.

В жидкостных системах запорные клапаны обычно ориентированы так, что при открывании клапана тарелки клапана выходят из канала, перемещаясь вертикально вверх, при этом при закрывании канала тарелки клапана входят в канал, перемещаясь вниз. Для простоты чтения в данном описании элементы, расположенные выше по ходу указанного вертикального перемещения, то есть, в общем случае, выше по вертикали, названы верхними; при этом элементы, расположенные ниже по ходу указанного вертикального перемещения, то есть, в общем случае, если не указано иначе, ниже по вертикали, названы нижними.

Чтобы обеспечить полное разделение сред впускного и выпускного отверстий клапана даже при высоких давлениях жидкой среды, клапан обычно снабжен устройствами, отводящими друг от друга тарелки клапана на последней стадии закрывающего перемещения с прижатием тарелок по периметру к седлам клапана. Кроме того, корпус обычно снабжен параллельными вертикальными дорожками или пазами, сопрягаемыми с частью периметра тарелок или с боковыми наружными сторонами держателя тарелок, обеспечивающего крепление тарелок клапана. Такая конструкция обеспечивает направление тарелок клапана при вертикальном перемещении внутрь канала или наружу из канала. Вертикальное перемещение тарелок клапана обычно осуществляется посредством резьбового стержня или шпинделя, присоединяемого к рукоятке или маховичку ручного управления или приводу, например гидравлическому или электрическому приводу.

Одним из важным преимуществ запорных клапанов с двойной тарелкой является то, что конструкция клапана несложным образом обеспечивает канал, который при нахождении клапана в открытом состоянии позволяет любому объекту, достаточно малому для прохождения по трубопроводу, также свободно пройти и через клапан. Благодаря этому обеспечена возможность использования дистанционно управляемых аппаратов (ДУА, ROV) для, например, проверки, техобслуживания или чистки трубопроводной сети.

Для отведения тарелок клапана друг от друга на последнем этапе закрывающего перемещения уже были предложены различные устройства. В патентном документе US 2502689 раскрыт запорный клапан с двойной тарелкой, аналогичный описанному выше. Для вертикального перемещения тарелок клапана использован резьбовой стержень с ручным маховичком. Стержень входит в зацепление с внутренней резьбой в верхней части корпуса клапана. Внутри корпуса клапана стержень прикреплен с возможностью поворота к частично клинообразному держателю тарелок, соединенному поперечными болтами с проушинами на обратной стороне каждой тарелки клапана, то есть на стороне, обращенной к другой тарелке клапана. Болтовые отверстия в проушинах по диаметру больше диаметра самих болтов, что позволяет болтам перемещаться в отверстиях. При закрывании клапана тарелки клапана подвешены в проушинах на болтах до тех пор, пока тарелки клапана не будут упираться в нижнюю часть корпуса клапана, или их дальнейшее перемещение сверху вниз не будет предотвращено иным образом. Во время дальнейшего перемещения сверху вниз держателя тарелок его клинообразная часть перемещается по наклонным поверхностям обратной стороны каждой тарелки клапана, отодвигая тем самым тарелки друг от друга. На начальной стадии открывающего перемещения болты будут перемещаться по наклонным поверхностям внутренней части болтовых отверстий, подтягивая тем самым тарелки клапана ближе друг к другу и обеспечивая их последующее перемещение в верхнем направлении внутрь отводного отсека.

В патентных документах FR 2180655, JP 63-225768 и JP 5-99348 раскрыты запорные клапаны с двойной тарелкой, в которых тарелки клапана соединены с держателем тарелок посредством нескольких рычагов, каждый из которых одним концом соединен с возможностью поворота с проушиной на обратной стороне тарелки клапана, а другим концом - с держателем тарелок клапана. Рычаги установлены таким образом, чтобы клапанные тарелки были все время параллельны друг другу. При закрывании клапана тарелки клапана подвешены посредством рычагов на держателе тарелок клапана до тех пор, пока дальнейшее перемещение тарелок клапана сверху вниз не будет предотвращено, например, нижней частью корпуса. При дальнейшем перемещении сверху вниз держателя тарелок рычаги поворачиваются и отодвигают тарелки друг от друга. Соответственно, на начальном этапе открывающего перемещения рычаги притягивают тарелки клапана друг к другу, при этом тарелки остаются параллельными.

Все указанные выше запорные клапаны имеют недостаток, заключающийся в том, что для перемещения тарелок на последнем этапе закрывающего перемещения и на начальном этапе открывающего перемещения, при движении тарелок клапана дальше друг от друга или ближе друг к другу, требуется приложение относительно большой силы, поэтому при использовании запорных клапанов с ручным управлением оператору сложнее закрывать и открывать запорные клапаны. Хотя в запорных клапанах с автоматическим управлением для остальных этапов перемещения требуется приложение значительно меньшей силы, для указанных выше этапов перемещения необходимо использовать соответствующим образом подобранные приводы. Как результат, применяются относительно массивные, габаритные и дорогие приводы.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задачей настоящего изобретения является устранение вышеуказанных недостатков за счет создания клапана с облегченным открыванием и закрыванием. Дополнительной задачей является создание клапана с несложной и надежной конструкцией, обеспечивающей удобство технического обслуживания механических компонентов, простую чистку, проверку и ремонт.

Заявляемый клапан содержит манипулятор тарелок с верхним и нижним держателями тарелок, обеспечивающий изменение положения по меньшей мере одной клапанной тарелки относительно ее исходного положения за счет перемещения верхнего держателя тарелок относительно нижнего держателя тарелок; при этом взаимное относительное перемещение держателей тарелок происходит в процессе открывания и закрывания клапана во время перемещения запорного органа в направлении наружу из канала и в направлении внутрь канала.

Преобразование перемещения тарелок в направлении внутрь канала в изменение положения по меньшей мере одной из тарелок относительно центральной плоскости позволяет эффективно осуществлять конечное герметичное примыкание тарелок к впускному и выпускному седлам при изменении положения по меньшей мере одной тарелки относительно центральной плоскости. Указанное изменение положения упрощает создание уплотнения между тарелками и седлами клапанов за счет постепенного установления контакта между тарелками и седлами и, соответственно, позволяет уменьшить силу, необходимую для открывания и закрывания клапана. При этом более плавное открывание и закрывание позволит уменьшить сопутствующие открыванию и закрыванию износ и шум, а также обеспечить защиту других элементов трубопроводной сети.

В одном из вариантов осуществления клапан содержит стопор, обеспечивающий взаимное относительное перемещение держателей тарелок во время перемещения запорного органа в направлении внутрь канала за счет стопорения одного из держателей тарелок, в то время как другой держатель тарелок сохраняет возможность перемещения в направлении внутрь канала.

На практике заявленное взаимное относительное перемещение держателей тарелок во время перемещения запорного органа в направлении внутрь канала можно получить с помощью приводного устройства, перемещающего клапан между открытым и закрытым состояниями за счет перемещения верхнего держателя тарелок в направлении внутрь канала или наружу из канала.

На практике тарелки клапана могут быть соединены и с верхним держателем тарелок, и с нижним держателем тарелок так, чтобы перемещение верхнего держателя в направлении внутрь канала приводило к одновременному перемещению тарелок клапана и нижнего держателя в направлении внутрь канала.

Тарелки клапана и нижний держатель могут двигаться совместно с указанным перемещением до тех пор, пока нижний держатель не дойдет до стопора, представляющего собой, например, стенку канала. Дальнейшее движение верхнего держателя в направлении внутрь канала приведет к перемещению верхнего держателя относительно нижнего держателя и указанному изменению положения по меньшей мере одной из тарелок относительно ее исходного положения относительно центральной плоскости.

При предотвращении дальнейшего изменения положения по меньшей мере одной тарелки клапана относительно ее исходного положения, манипулятор тарелок можно выполнить с возможностью изменения положения тарелки клапана относительно центральной плоскости обратно в направлении исходного положения за счет дальнейшего перемещения верхнего держателя тарелок относительно нижнего держателя тарелок.

Указанная смена направления изменения положения, то есть смена перемещения из исходного положения, на обратное перемещение в направлении исходного положения может происходить, например, в результате вхождения нижней части периметра тарелки клапана в контакт с соответствующей частью впускного или выпускного седла.

В частности, манипулятор тарелок можно выполнить таким образом, чтобы обеспечивать изменение положения обеих тарелок относительно их исходного положения относительно центральной плоскости и относительно друг друга и обратно в направлении их исходного положения, за счет перемещения верхнего держателя тарелок относительно нижнего держателя тарелок. В дальнейшем описании данный вариант осуществления манипулятора тарелок будет назван манипулятором двойной тарелки.

Манипулятор двойной тарелки способен, в частности, перемещать тарелки, располагая их относительно друг друга с разной степенью взаимной параллельности. При этом достижение тарелками клапана взаимной параллельности не является обязательным.

Манипулятор тарелок можно, например, поместить между тарелками клапана, при этом можно предусмотреть, чтобы при открывании клапана манипулятор целиком перемещался из канала в отводной отсек.

В частности, манипулятор тарелок может содержать верхний и нижний держатели тарелок, соединенные с обеими тарелками клапана рычажной конструкцией. Рычажная конструкция может содержать верхнее звено и нижнее звено, причем верхнее звено содержит первый и второй верхние элементы, при этом первый верхний элемент прикреплен с возможностью поворота к верхнему держателю тарелок и к одной из тарелок клапана, а второй верхний элемент прикреплен с возможностью поворота к верхнему держателю тарелок и к другой тарелке клапана; причем нижнее звено содержит первый и второй нижние элементы, при этом первый нижний элемент прикреплен с возможностью поворота к одной из тарелок клапана и к нижнему держателю, а второй нижний элемент прикреплен с возможностью поворота к другой тарелке клапана и к нижнему держателю.

Первый и второй верхние элементы могут проходить от верхней части соответствующей тарелки клапана в направлении наружу из канала и к центральной плоскости, где они прикреплены с возможностью поворота к верхнему держателю тарелок.

Первый и второй нижние элементы могут проходить от нижней части соответствующей тарелки клапана в направлении внутрь канала и к центральной плоскости, где они прикреплены с возможностью поворота к нижнему держателю тарелок.

Запорный орган установлен с возможностью перемещения в направлении наружу из канала или внутрь канала посредством приводного устройства, например, содержащего рукоятку управления клапаном или исполнительный механизм электрического или гидравлического типа.

В предпочтительном варианте приводное устройство можно соединить непосредственно с верхним держателем тарелок так, чтобы при эксплуатации клапана соединенный с тарелками верхний держатель тарелок перемещал тарелки и нижний держатель в нижнем и верхнем направлениях.

В качестве стопора можно использовать стенку канала. В одном из вариантов осуществления при закрывании клапана соединенный с тарелками верхний держатель перемещает тарелки и нижний держатель в направлении внутрь канала. Когда нижний держатель достигает стенки канала, стенка выполняет функцию стопора, предотвращающего дальнейшее перемещение нижнего держателя. В этот момент при дальнейшем перемещении верхнего держателя в направлении внутрь канала начинает смещаться по меньшей мере одна из тарелок.

При открывании клапана приводное устройство перемещает верхний держатель тарелок в направлении наружу из канала, при этом сначала после прохождения верхним держателем тарелок некоторого расстояния рычажная конструкция перемещает вместе с ним в направлении наружу из канала нижний держатель тарелок. В то время, как верхний держатель тарелок двигается без перемещения нижнего держателя тарелок, по меньшей мере одна тарелка движется в направлении исходного положения, возможно после предыдущего смещения из исходного положения, и занимает положение относительно центральной плоскости, из которого указанную тарелку можно переместить в верхнем направлении наружу из канала и поместить в отводной отсек.

Корпус можно снабдить дорожкой, обеспечивающей направленность движения тарелок и держателей тарелок при перемещении в направлении внутрь канала и наружу из канала во время закрывания и открывания клапана. В одном из вариантов осуществления стопор размещен вдоль указанной дорожки или является частью указанной дорожки.

Возможна такая ориентация клапана в гравитационном поле, при которой сила тяжести перемещает тарелки и держатели тарелок в направлении внутрь канала, противодействуя при этом силам, создаваемым приводным устройством, посредством которого выполняется управление клапаном. Для обеспечения более свободного выбора ориентации клапана, клапан может содержать пружинное устройство, толкающее тарелки клапана и/или по меньшей мере один из держателей клапана в направлении внутрь канала, замещая собой или дополняя действие силы тяжести.

Изменение положения тарелок клапана относительно центральной плоскости или относительно друг друга позволяет использовать новое конструктивное решение, обеспечивающее постепенность создания уплотнения между седлами и тарелками. Например, впускное седло и выпускное седло можно в каждом случае снабдить нижним элементом уплотнительной поверхности, разместив его вдоль части канала, расположенной напротив отводного отсека, и верхним элементом уплотнительной поверхности, разместив его вдоль той части канала, где отводной отсек переходит в канал. Нижний и верхний участки элементов уплотнительной поверхности могут быть не параллельны или смещены друг относительно друга в направлении канала. При этом нижние элементы уплотнительной поверхности могут быть перпендикулярны центральной плоскости, а верхние элементы уплотнительной поверхности образовывать угол с центральной плоскостью менее 90°.

Во втором аспекте изобретения предлагается жидкостная система, содержащая описанный выше клапан, расположенный, в частности, в гравитационном поле таким образом, что сила тяжести воздействует на запорный орган в направлении внутрь канала.

В третьем аспекте изобретения предлагается способ, обеспечивающий более легкое открывание и закрывание запорного клапана и содержащий следующие этапы:

снабжают корпус проточным каналом, впускным и выпускным седлами, а также запорным органом, перемещаемым относительно канала вдоль центральной плоскости в направлении внутрь канала для получения закрытого состояния клапана, и в противоположном направлении наружу из канала для получения открытого состояния клапана;

снабжают запорный орган двумя клапанными тарелками и манипулятором тарелок;

устанавливают тарелки клапана по существу симметрично относительно центральной плоскости;

снабжают каждую из тарелок клапана по периметру краевой частью, совмещаемой с соответствующим впускным или выпускным седлом таким образом, чтобы в закрытом состоянии клапана был обеспечен контакт между указанной краевой частью периметра и седлом клапана;

снабжают манипулятор тарелок верхним и нижним держателем тарелок, с соединением обоих держателей тарелок с обеими тарелками при помощи рычажной конструкции, обеспечивая при этом возможность изменения манипулятором тарелок положения по меньшей мере одной из тарелок клапана относительно ее исходного положения относительно центральной плоскости за счет перемещения верхнего держателя тарелок относительно нижнего держателя тарелок;

снабжают клапан стопором, обеспечивающим указанное взаимное относительное перемещение держателей тарелок во время перемещения запорного органа в направлении внутрь канала.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Ниже приведено более подробное описание данного изобретения со ссылками на сопроводительные чертежи, на которых:

фиг.1 - поперечный разрез запорного клапана в закрытом состоянии;

фиг.2 - аксонометрическое изображение запорного клапана в разрезе, в частично открытом состоянии;

фиг.3 - аксонометрическое изображение запорного клапана в разрезе, в закрытом состоянии.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ОДНОГО ИЗ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Заявляемый запорный клапан изображен на фиг.1-3. Клапан содержит корпус 1 с проточным каналом 2, впускным седлом 3 и выпускным седлом 4. Дополнительно клапан содержит запорный орган, перемещаемый относительно канала 2 вдоль центральной плоскости, показанной штрихпунктирной линией 5. При перемещении запорного органа в направлении внутрь канала, показанном стрелкой 6, клапан перемещается в направлении закрывания, при этом при перемещении запорного органа в противоположном направлении наружу из канала, показанном стрелкой 7, клапан перемещается направлении открывания.

Запорный орган содержит две тарелки клапана 8, 9 и манипулятор тарелок с нижним держателем 10 тарелок и верхним держателем 11 тарелок. Держатели тарелок прикреплены к тарелкам 8, 9 с помощью поворотных рычажных элементов 12, 13, 14, 15 (хорошо видны на фиг.1), при этом по меньшей мере один верхний рычажный элемент 12, предпочтительно два верхних рычажных элемента 12, 13, проходит от верхней части соответствующей тарелки клапана в направлении наружу из канала и в направлении центральной плоскости 5 к верхнему держателю 11 тарелок, где он закреплен с возможностью поворота. По меньшей мере один нижний рычажный элемент 14, предпочтительно два нижних рычажных элемента 14, 15, проходит от нижней части каждой тарелки клапана в направлении внутрь канала и в направлении центральной плоскости к нижнему держателю 10. Далее по тексту рычажные элементы 12, 13, 14, 15 будут называться рычагами.

Корпус 1 клапана образует дорожку 25, см. фиг.2, обеспечивающую направленность перемещения держателей 10, 11 тарелок в направлении закрывания и открывания соответственно во время закрывания и открывания запорного клапана.

Дорожка 25 снабжена ограничителем 16 хода, выполняющим функцию стопора, который при нахождении запорного клапана в закрытом состоянии предотвращает дальнейшее перемещение нижнего держателя 10 тарелки в направлении внутрь канала. Ограничитель 16 может содержать конструктивный элемент, упирающийся в нижний держатель 10 и/или по меньшей мере в одну из тарелок клапана 8, 9 при нахождении их в заранее заданном положении.

Клапан содержит приводное устройство 17, обеспечивающее перемещение клапана между открытым и закрытым состояниями. Приводное устройство 17 может содержать рукоятку ручного управления или устройство с сервоприводом, например управляющее шпинделем. Приводное устройство 17 обеспечивает перемещение запорного органа посредством контакта с верхним держателем 11.

Первая смещающая сила толкает нижний держатель 10 в направлении внутрь канала, при этом вторая смещающая сила толкает в направлении внутрь канала тарелки 8, 9. Если запорный клапан ориентирован так, что направление внутрь канала соответствуют направлению сверху вниз относительно действующих на клапан сил тяжести, то первая и вторая смещающие силы могут быть обусловлены силой тяжести, действующей на нижний держатель 10 и/или тарелки 8, 9.

Как вариант или дополнительно, первая и вторая смещающие силы могут быть напрямую или опосредованно обусловлены наличием пружинного устройства (не показано), расположенного, например, между нижним и верхним держателями 10, 11 тарелок, между нижним держателем 10 тарелок и корпусом 1, между тарелками 8, 9 и верхним держателем 11 тарелок, между тарелками 8, 9 и нижним держателем 10 тарелок, и/или между обеими тарелками 8, 9.

Запорный клапан дополнительно содержит стопор 16, предотвращающий перемещение тарелок 8, 9 в направлении внутрь канала дальше, чем это необходимо для плотного примыкания к седлам клапана. Стопор 16 может воздействовать на тарелки 8, 9 напрямую или опосредованно, например посредством нижних рычагов 14, 15.

Тарелки клапана могут содержать уплотнительные средства, снабженные резиновым профилем, или прокладками 18, или аналогичными эластичными элементами. Когда клапан находится в закрытом состоянии, уплотнительные средства примыкают к уплотнительным поверхностям седел 3, 4 клапана.

Каждая уплотнительная поверхность содержит нижний элемент уплотнительной поверхности, расположенный на нижней стороне соответствующего клапанного отверстия и верхний элемент уплотнительной поверхности, расположенный на верхней стороне; причем нижний и верхний элементы уплотнительной поверхности разделены по окружности и каждый из них занимает примерно половину уплотнительной поверхности.

Нижние элементы уплотнительной поверхности ориентированы по существу перпендикулярно центральной плоскости, при этом верхние элементы уплотнительной поверхности ориентированы относительно центральной плоскости под значительно меньшим углом, например около 30° или в диапазоне 15°-45°. При этом верхние элементы уплотнительной поверхности можно выполнить скругленными, как показано на фиг.1, с обеспечением угла, изменяющегося по поверхности.

При закрывании запорного клапана приводное устройство 17 перемещает верхний держатель 11 в направлении внутрь канала. За счет смещающих сил тарелки 8, 9 клапана и нижний держатель 10 тарелок движутся совместно с указанным перемещением до тех пор, пока держатель 10 тарелок не достигнет ограничителя 16 хода.

Дальнейшее перемещение верхнего держателя тарелок в направлении внутрь канала приводит к повороту нижних рычагов 14, 15, отодвигающих при этом нижние части тарелок 8, 9 друг от друга.

Размеры рычагов и значения смещающих сил выбраны таким образом, что при этом еще не происходит поворота верхних рычагов 12, 13, и тарелки клапана продолжают перемещаться в направлении внутрь канала. Нижние рычаги 14, 15 продолжают поворачиваться до тех пор, пока стопор 16 не остановит дальнейшее перемещение тарелок 8, 9 в направлении внутрь канала.

В этом положении нижняя часть периметра каждой тарелки, то есть часть, расположенная внизу в соответствии с ориентацией клапана на фиг.1, примыкает или почти примыкает к соответствующей части элементов уплотнительной поверхности, далее по тексту называемых нижней уплотнительной поверхностью. Дальнейшее перемещение верхнего держателя 11 тарелок в направлении внутрь канала приводит к повороту верхних рычагов 12, 13, отодвигающих при этом верхние части тарелок клапана друг от друга до тех пор, пока верхняя часть периметра каждой тарелки 8, 9 не будет примыкать к соответствующим верхним элементам уплотнительной поверхности (в месте, обозначенном на фиг.1 номерами позиций 3 и 4).

Во время указанного перемещения самые нижние части тарелок 8, 9 перемещаются ближе друг к другу, как вариант со смещением вдоль нижних элементов уплотнительной поверхности.

Ось поворота каждой тарелки 8, 9 клапана расположена относительно тарелок 8, 9 клапана таким образом, что одна часть каждой тарелки 8, 9 движется в канале 2 в одном направлении, а другая часть тарелок 8, 9 движется в канале 2 в противоположном направлении.

Дальнейшее перемещение верхнего держателя 11 тарелок в направлении внутрь канала приводит к еще большему отодвиганию верхних частей тарелок 8, 9 друг от друга, в результате чего верхние части периметров смещаются вдоль верхних элементов уплотнительной поверхности и за счет ориентации верхних элементов уплотнительной поверхности прижимают нижние части периметра тарелок клапана к нижним элементам уплотнительной поверхности.

Таким образом, нижние и верхние (в соответствии с ориентацией клапана на фиг.1) части периметра прижаты к седлам, благодаря чему обеспечено герметичное закрытие запорного клапана.

Углы расположения рычагов 12-15 можно подобрать таким образом, чтобы рычаги преобразовывали относительно большое перемещение верхнего держателя 11 тарелок в относительно малое перемещение тарелок 8, 9, что позволит закрывать запорный клапан с приложением относительно малой силы к приводному устройству 17.

Уплотнительные поверхности и/или тарелки 8, 9 клапана можно снабдить прокладками, например уплотнительными кольцами, улучшающими герметичность запорного клапана.

Рычаги 12-15 можно соединить с проушинами 19 на обратной стороне тарелок 8, 9 клапана, при этом шарниры 20 будут обеспечивать возможность поворота рычагов 12-15 относительно держателей 10, 11 тарелок и относительно тарелок 8, 9.

Приводное устройство 17 может содержать резьбовой штырь, прикрепленный с возможностью поворота к верхней части корпуса 1 и входящий в зацепление с внутренней резьбой в верхнем держателе 11 тарелок.

Нижние уплотнительные поверхности и внутреннюю часть поверхности корпуса 1 между клапанными отверстиями можно выполнить вровень с отверстиями, образующими клапанные отверстия, так чтобы нижние стенки запорного клапана образовали ровную поверхность для жидкой среды с уменьшением тем самым турбулентности потока жидкой среды. Кроме того, если запорный клапан ориентирован таким образом, что направлению внутрь канала соответствует направление сверху вниз, нежелательные частицы, например каменная крошка или песок, не будут собираться в нижней части запорного клапана, а будут вымываться жидкой средой.

Тарелки 8, 9 клапана и клапанные отверстия предпочтительно выполнить круглыми, при этом возможны и любые другие их конструктивные формы, например прямоугольная форма с закругленными краями.

Количество параллельных рычагов для каждого положения может равняться, например, двум, четырем или шести. Большее количество рычагов обеспечит более равномерное распределение сил, действующих на тарелки 8, 9 клапана.

Прокладки 18 могут удерживаться на месте кольцевыми держателями прокладок, прикрепленными к тарелкам 8, 9 клапана. Кроме того, можно предусмотреть установку дополнительных прокладок, обеспечивающих уплотнение между держателями прокладок и тарелками 8, 9 клапана.

Запорный клапан и его части могут быть выполнены из латуни, чугуна, нержавеющей стали, алюминия, пластика и/или других подходящих материалов. Прокладки могут быть выполнены, например, из резины. Запорный клапан может содержать фланцы для присоединения клапанных отверстий к трубам.

1. Запорный клапан с двойной тарелкой, содержащий корпус (1), образующий проточный канал (2), впускное и выпускное седла (3, 4), и запорный орган, перемещаемый относительно указанного канала вдоль центральной плоскости (5) в направлении внутрь канала для получения закрытого состояния клапана и в противоположном направлении наружу из канала для получения открытого состояния клапана, причем запорный орган содержит две тарелки (8, 9) клапана и манипулятор тарелок с нижним и верхним держателями (10, 11) тарелок, обеспечивающий возможность изменения положения по меньшей мере одной из тарелок (8, 9) клапана относительно ее исходного положения за счет перемещения верхнего держателя (11) тарелок относительно нижнего держателя (10) тарелок, при этом взаимное относительное перемещение держателей (10, 11) тарелок происходит в процессе закрывания и открывания клапана во время перемещения запорного органа в направлении внутрь канала и наружу из канала, причем оба держателя (10, 11) тарелок соединены с обеими тарелками (8, 9) клапана рычажной конструкцией, содержащей верхнее звено и нижнее звено, причем верхнее звено содержит первый и второй верхние элементы (12, 13), при этом первый верхний элемент (12) прикреплен с возможностью поворота к верхнему держателю (11) тарелок и к одной из тарелок (9) клапана, и второй верхний элемент (13) прикреплен с возможностью поворота к верхнему держателю (11) тарелок и к другой тарелке (8) клапана, причем нижнее звено содержит первый и второй нижние элементы (14, 15), при этом первый нижний элемент (14) прикреплен с возможностью поворота к одной из тарелок (8) клапана и к нижнему держателю (10), и второй нижний элемент (15) прикреплен с возможностью поворота к другой тарелке (9) клапана и к нижнему держателю (10) тарелок.

2. Клапан по п.1, в котором тарелки (8, 9) клапана расположены по существу симметрично относительно центральной плоскости (5) в течение всего процесса открывания и закрывания.

3. Клапан по любому из пп.1 и 2, в котором краевая часть периметра каждой из тарелок (8, 9) клапана выполнена ответной соответствующему впускному или выпускному седлу (3, 4) таким образом, что в закрытом состоянии клапана обеспечен контакт между указанной краевой частью периметра и седлом клапана.

4. Клапан по любому из пп.1 и 2, в котором обеспечено предотвращение дальнейшего изменения положения тарелок (8, 9) клапана относительно их исходного положения по достижении предварительно заданного положения.

5. Клапан по п.4, в котором манипулятор тарелок выполнен с возможностью изменения положения тарелки (8, 9) клапана обратно в направлении исходного положения за счет дальнейшего перемещения верхнего держателя (11) тарелок относительно нижнего держателя (10) тарелок по достижении тарелкой (8, 9) клапана предварительно заданного положения.

6. Клапан по любому из пп.1 и 2 или 5, в котором манипулятор тарелок выполнен с возможностью изменения положения обеих тарелок (8, 9) относительно исходного положения указанных тарелок, а также изменения положения тарелок (8, 9) обратно в направлении исходного положения указанных тарелок за счет перемещения верхнего держателя (11) тарелок относительно нижнего держателя (10) тарелок.

7. Клапан по любому из пп.1-2 или 5, в котором манипулятор тарелок размещен между тарелками (8, 9) клапана.

8. Клапан по п.7, в котором первый и второй верхние элементы (12, 13) проходят от верхней части соответствующей тарелки клапана в направлении наружу из канала и к центральной плоскости (5), где они с возможностью поворота прикреплены к верхнему держателю (11) тарелок.

9. Клапан по п.7, в котором первый и второй нижние элементы (14, 15) проходят от нижней части соответствующей тарелки клапана в направлении внутрь канала и к центральной плоскости (5), где они с возможностью поворота прикреплены к нижнему держателю (10) тарелок.

10. Клапан по любому из пп.1 и 2, 5, 8 или 9, в котором перемещение запорного органа в направлении наружу из канала и в направлении внутрь канала обеспечено приводным устройством (17), прикрепленным к верхнему держателю (11) тарелок.

11. Клапан по любому из пп.1 и 2, 5, 8 или 9, содержащий стопор (16), обеспечивающий взаимное относительное перемещение держателей (10, 11) тарелок за счет стопорения движения одного из держателей (10) тарелок во время перемещения запорного органа в направлении внутрь канала.

12. Клапан по п.11, в котором стопор (16) образован стенкой канала (2).

13. Клапан по любому из пп.1 и 2, 5, 8, 9 или 12, в котором корпус (2) образует дорожку (25), при закрывании и открывании клапана обеспечивающую направленное перемещение держателей (10, 11) тарелок в направлении внутрь канала и в направлении наружу из канала.

14. Клапан по любому из пп.1 и 2, 5, 8, 9 или 12, дополнительно содержащий пружинное устройство, толкающее запорный орган в направлении внутрь канала.

15. Клапан по любому из пп.1 и 2, 5, 8, 9 или 12, в котором впускное и выпускное седла (3, 4) снабжены в каждом случае нижним элементом уплотнительной поверхности и верхним элементом уплотнительной поверхности, причем в закрытом состоянии клапана указанные элементы уплотнительной поверхности обращены к тарелкам (8, 9) клапана, при этом нижние элементы уплотнительной поверхности по существу перпендикулярны центральной плоскости, при этом верхние элементы уплотнительной поверхности образуют с центральной плоскостью (5) угол менее 90°.

16. Жидкостная система, содержащая клапан по любому из пп.1-15, где указанный клапан расположен таким образом, что сила тяжести толкает запорный орган в направлении внутрь канала.

17. Способ, обеспечивающий более легкое открывание и закрывание запорного клапана, содержащий следующие этапы:
снабжают корпус проточным каналом, впускным и выпускным седлами, а также запорным органом, перемещаемым относительно канала вдоль центральной плоскости в направлении внутрь канала для получения закрытого состояния клапана, и в противоположном направлении наружу из канала для получения открытого состояния клапана;
снабжают запорный орган двумя клапанными тарелками и манипулятором тарелок;
устанавливают тарелки клапана по существу симметрично относительно центральной плоскости;
снабжают каждую из тарелок клапана по периметру краевой частью, ответной соответственно впускному или выпускному седлу таким образом, чтобы в закрытом состоянии клапана был обеспечен контакт между указанной краевой частью периметра и седлом клапана;
снабжают манипулятор тарелок верхним и нижним держателем тарелок с соединением обоих держателей тарелок с обеими тарелками при помощи рычажной конструкции, содержащей верхнее звено и нижнее звено; причем верхнее звено содержит первый и второй верхние элементы, при этом первый верхний элемент прикреплен с возможностью поворота к верхнему держателю тарелок и к одной из тарелок клапана, и второй верхний элемент прикреплен с возможностью поворота к верхнему держателю тарелок и к другой тарелке клапана, причем нижнее звено содержит первый и второй нижние элементы, при этом первый нижний элемент прикреплен с возможностью поворота к одной из тарелок клапана и к нижнему держателю, и второй нижний элемент прикреплен с возможностью поворота к другой тарелке клапана и к нижнему держателю тарелок, обеспечивая при этом возможность изменения манипулятором тарелок положения по меньшей мере одной из тарелок клапана относительно ее исходного положения относительно центральной плоскости за счет перемещения верхнего держателя тарелок относительно нижнего держателя тарелок;
снабжают клапан стопором, обеспечивающим указанное взаимное относительное перемещение держателей тарелок во время перемещения запорного органа в направлении внутрь канала.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к криохирургическому инструменту, который может быть использован в гинекологии, онкологии, урологии, нейрохирургии, дерматологии, косметологии, а также в общей хирургии.

Задвижка // 2390681
Изобретение относится к нефтяной и газовой отраслям промышленности и может применяться для перекрытия потоков газообразных и жидких сред в трубопроводах. .

Изобретение относится к трубопроводной арматуре. .

Задвижка // 2338108
Изобретение относится к области арматуростроения и предназначено перекрывать потоки жидкости или газа, а также регулировать поток за счет частичного перекрытия затворных отверстий.

Изобретение относится к запорной аппаратуре и предназначено для использования в многокамерных установках молекулярно-лучевой эпитаксии, напылительных установках и других технологических системах, где для обеспечения технологического цикла необходим перенос пластинчатых изделий или кассет с подложками из одного вакуумного объема в другой.

Изобретение относится к атомной технике и предназначено для использования на судах с атомной паропроизводящей установкой для герметизации полости контейнера с радиоактивным изделием с обеспечением биологической защиты.

Изобретение относится к трубопроводной арматуре, а более конкретно к шиберным затворам, и предназначено для перекрытия каналов перегрузки топлива в ядерном реакторе с жидкометаллическим теплоносителем.

Задвижка // 2254511
Изобретение относится к оборудованию резервуаров для хранения нефти и нефтепродуктов, а также для трубопроводных систем перекачки различных жидкостей и газов, и предназначено для перекрытия потоков газообразных или жидкостных сред в трубопроводах различных давлений.

Задвижка // 2211977
Изобретение относится к арматуростроению, в частности к задвижкам, и предназначено для герметичного перекрытия проходного сечения трубопроводов. .

Задвижка // 2193129
Изобретение относится к области арматуростроения и предназначено для использования в запорных устройствах, устанавливаемых на трубопроводах, транспортирующих жидкие и газообразные среды.

Вентиль содержит задвижку, установленную с возможностью перемещения между открытым и закрытым положениями внутри корпуса вентиля и снабженную стенками, образующими разгрузочный канал между противоположными наружными уплотняющими сторонами задвижки, выполненный с возможностью его перевода из открытого состояния в закрытое и из закрытого состояния в открытое. Внутренние стороны задвижки образуют окно. Разгрузочный канал образован, по меньшей мере, одной перемещающейся внутри указанного окна разгрузочной задвижкой, которая установлена внутри подъемника, расположенного внутри окна задвижки с возможностью линейного перемещения внутри окна между открытым и закрытым положениями посредством рукоятки, расположенной снаружи вентиля. Подъемник снабжен разгрузочными окнами, с которыми разгрузочная задвижка имеет подвижный контакт с плотной посадкой. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 13 ил.

Задвижка // 2544911
Изобретение может применяться для перекрытия потоков газообразных и жидких сред в трубопроводах. Направляющие 4 расположены под углом друг к другу. В корпусе 1 установлен шпиндель 5, имеющий на конце клин 6. Клин 6 в нижней части имеет подпружиненные упоры 7, расположенные под углом друг к другу. На прутки 9 одеты кольца 10, к которым прикреплены цепи 11. Цепи 11 прикреплены к дискам 12. Опускаясь, клин 6 отжимает подпружиненными упорами 7 выступы дисков 12. Когда диски 12 своими нижними концами доходят до днища корпуса 1, то подпружиненные упоры 7 сжимаются внутрь клина 6. Подпружиненные упоры 7 и клин 6 заходят между выступами дисков 12. Клин 6 прижимает диски 12 к седлам 3. При поднятии клина 6 кольца 10 и цепи 11 опускаются по пруткам 9 в нижнюю широкую часть дополнительных граней 8. Изобретение направлено на увеличение надежности работы задвижки. 6 ил.
Наверх