Обратный затвор (варианты)

Заявляемая группа изобретений относится к трубопроводной арматуре, предназначенной для перекрытия обратного потока транспортируемой среды в нефтепроводах и нефтепродуктопроводах. Обратный затвор содержит корпус с седлом и запирающим элементом, установленным подвижно вращательно на оси, жестко закрепленной в корпусе. При этом контактная поверхность седла выполнена в виде впадины, а контактная поверхность запирающего элемента выполнена в виде выступа, выполненного с возможностью охвата впадиной с образованием внутреннего кольцевого зазора и внешнего кольцевого зазора, концентрично расположенных относительно друг друга для дросселирования демпфирующей жидкости, а суммарная площадь сечений которых значительно меньше площади контактной поверхности, при этом впадина и выступ имеют кольцевую форму. При этом в качестве демпфирующей жидкости применена транспортируемая среда. Также представлен вариант обратного затвора, в котором контактная поверхность седла выполнена в виде выступа, а контактная поверхность запирающего элемента выполнена в виде впадины. Изобретение позволяет упростить конструкцию обратного затвора, снизить металлоемкость изделия, увеличить ресурс, а также позволяет исключить необходимость в демпфере, выполненном в виде специального устройства, для устранения ударных нагрузок в момент закрытия. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Заявляемая группа изобретений относится к трубопроводной арматуре, предназначенной для перекрытия обратного потока транспортируемой среды в нефтепроводах и нефтепродуктопроводах.

Из уровня техники известен обратный поворотный затвор (патент на полезную модель RU 130027 U1, опубл. 10.07.2013, МПК F16K 15/03), содержащий гидравлический цилиндр с фланцем, крышкой и рабочими полостями переменного объема, сообщающимися между собой калиброванными каналами с дроссельным клапаном, соединенным с затвором через вал.

Известен обратный поворотный затвор (патент на изобретение RU 2514452 С1, опубл. 27.04.2014, МПК F16K 15/03, F16K 47/02), содержащий в качестве демпфера рабочий элемент поршневого типа, соединенный с валом затвора передачей «винт-гайка».

Известен обратный затвор (заявка на изобретение RU 2005131373 А, опубл. 20.04.2007, МПК F16K 15/00), содержащий в качестве демпфирующего устройства лопасти, жестко закрепленные на пропущенной через стенки корпуса затвора оси поворотного диска.

Известные устройства замедляют скорость срабатывания затвора, что при запуске насосных агрегатов приводят к значительному увеличению усилия на запирающий элемент и, как следствие, на демпфер в положении запирающего элемента, близком к закрытому. Возникающие нагрузки приводят к частым обрывам валов между затвором и демпфером, обломам лопаток демпфера и деформации штоков гидроцилиндров. Вероятность выхода демпфера из строя значительно увеличивается при возникновении гидроударов в нефтепроводах и нефтепродуктопроводах.

Все перечисленные известные устройства являются аналогами предлагаемой группы изобретений.

Они отличаются наличием демпфера - технически сложного устройства, для которого требуется трудоемкое обслуживание в течение всего процесса эксплуатации, так как срок службы демпфера значительно меньше срока службы корпусных деталей. Кроме того, демпфер необходимо заправлять рабочей жидкостью (газом), отличной от транспортируемой среды. Передача усилия от затвора к демпферу (через вал, шток и т.п.) определяет необходимость создания дополнительных технологических отверстий в корпусе затвора, применения разъемных соединений, что увеличивает возможность разгерметизации при эксплуатации обратного затвора.

Известен также обратный клапан (патент на изобретение RU 2484348 С1, опубл. 10.06.2013, МПК F16K 15/03, F16K 47/02), содержащий нелинейный демпфер. В технической литературе термины «обратный клапан» и «обратный затвор» используются как синонимы. Обратный затвор по патенту RU 2484348 С1 выполнен с возможностью увеличения момента сопротивления перемещению затвора в положении рычага, близкого к граничному в закрытом состоянии затвора. Он имеет громоздкую, технически сложно реализуемую конструкцию. Возникающие усилия от воздействия рабочей среды на затвор многократно увеличиваются в нелинейном демпфере за счет разницы площадей затвора и поршня демпфера (как и в вышеописанных технических решениях), что влечет за собой либо недолговечность узла демпфера при значительном усилии демпфирования, либо низкую эффективность демпфера при снижении нагрузки на поршень демпфера. Данный обратный затвор, содержащий корпус с седлом и запирающим элементом, установленным подвижно вращательно на оси, жестко закрепленной в корпусе, принят за прототип.

Задачей, решаемой группой изобретений, является повышение надежности и увеличение срока службы обратного затвора.

Технический результат при осуществлении вариантов изобретения - упрощение конструкции обратного затвора с исключением ударных нагрузок в момент закрытия обратного затвора без применения специального демпфера.

В заявке предлагаются два варианта исполнения обратного затвора, в равной степени обеспечивающие исключение ударных нагрузок в момент закрытия.

В первом варианте исполнения обратного затвора задача решается, а технический результат достигается за счет того, что обратный затвор содержит корпус с седлом и запирающим элементом, установленным подвижно вращательно на оси, жестко закрепленной в корпусе, причем контактная поверхность седла выполнена в виде впадины, а контактная поверхность запирающего элемента выполнена в виде выступа, выполненного с возможностью охвата впадиной с образованием внутреннего кольцевого зазора и внешнего кольцевого зазора, концентрично расположенных относительно друг друга для дросселирования демпфирующей жидкости, а суммарная площадь сечений которых значительно меньше площади контактной поверхности, при этом впадина и выступ имеют кольцевую форму.

Во втором варианте исполнения обратного затвора задача решается, а технический результат достигается за счет того, что обратный затвор содержит корпус с седлом и запирающим элементом, установленным подвижно вращательно на оси, жестко закрепленной в корпусе, причем контактная поверхность седла выполнена в виде выступа, а контактная поверхность запирающего элемента выполнена в виде впадины, выполненной с возможностью охвата выступа, выполненного с возможностью охвата впадиной с образованием внутреннего кольцевого зазора и внешнего кольцевого зазора, концентрично расположенных относительно друг друга для дросселирования демпфирующей жидкости, а суммарная площадь сечений которых значительно меньше площади контактной поверхности, при этом впадина и выступ имеют кольцевую форму.

Кроме того, в обоих вариантах исполнения обратного затвора контактные поверхности седла и запирающего элемента выполнены в виде металлической наплавки, или металлического напыления, или композитного напыления, или неметаллического покрытия, а в качестве демпфирующей жидкости применена транспортируемая среда.

Существо изобретений поясняется фиг.1- 4.

На фиг. 1 показан главный вид обратного затвора в разрезе, на фиг. 2 - вид А на фиг. 1, раскрывающий исполнение контактной поверхности седла и запирающего элемента первого варианта обратного затвора, на фиг. 3 - вид А на фиг. 1, раскрывающий исполнение контактной поверхности седла и запирающего элемента второго варианта обратного затвора, на фиг. 4 - вид Б на фиг. 2 и 3, раскрывающий исполнение контактной поверхности седла и запирающего элемента первого и второго варианта обратного затвора.

На фигурах обозначено:

1 - корпус;

2 - седло;

3 - запирающий элемент;

4 - контактная поверхность седла;

5 - контактная поверхность запирающего элемента;

6 - полость между контактными поверхностями;

S - площадь контактной поверхности;

h1 - внутренний кольцевой зазор;

h2 - внешний кольцевой зазор;

S1 -площадь внутреннего кольцевого зазора;

S2 - площадь внешнего кольцевого зазора.

Обратный затвор состоит из корпуса 1 с седлом 2, взаимодействующим при закрытии с запирающий элементом 3, установленным подвижно вращательно на оси, жестко закрепленной в корпусе 1. Запирающий элемент 3 предотвращает прохождение обратного потока транспортируемой среды - нефти или нефтепродуктов.

В заявке предлагаются два варианта исполнения обратного затвора, в равной степени обеспечивающие исключение ударных нагрузок в момент закрытия.

В первом варианте исполнения обратного затвора контактная поверхность 4 седла 2 выполнена в виде впадины, а контактная поверхность 5 запирающего элемента 3 выполнена в виде выступа, выполненного с возможностью охвата впадиной. Впадина и выступ имеют кольцевую форму.

При полном закрытии обратного затвора выступ запирающего элемента 3 охватывается впадиной седла 2 с образованием внутреннего кольцевого зазора h1 и внешнего кольцевого зазора h2, концентрично расположенных относительно друг друга.

Во втором варианте исполнения обратного затвора контактная поверхность 4 седла 2 выполнена в виде выступа, а контактная поверхность 5 запирающего элемента 3 выполнена в виде впадины, выполненной с возможностью охвата выступа. Впадина и выступ также имеют кольцевую форму.

При полном закрытии обратного затвора впадина запирающего элемента 3 полностью охватывает выступ седла 2 с образованием внутреннего кольцевого зазора h1 и внешнего кольцевого зазора h2, концентрично расположенных относительно друг друга.

Контактные поверхности седла и запирающего элемента в обоих вариантах исполнения выполняются в виде металлической наплавки, или металлического напыления, или композитного напыления, или неметаллического покрытия.

Обратный затвор в первом и втором вариантах исполнения работает следующим образом.

При закрытии запирающий элемент 3 под действием транспортируемой среды и собственного веса перемещается свободно до момента образования полости 6 между контактными поверхностями седла и запирающего элемента.

При закрытии устройства контактная поверхность, выполненная в виде выступа, будет работать как поршень с площадью контактной поверхности S, а контактная поверхность в виде впадины будет работать как гидроцилиндр, внутренний и внешний кольцевые зазоры h1 и h2 которого соответствуют отверстиям в нерегулируемом дросселе с площадью, равной площадям внутреннего S1 и внешнего кольцевого зазора S2

В образовавшейся полости 6 между контактными поверхностями возникает область повышенного давления. Транспортируемая среда за счет дросселирования через внутренний и внешний кольцевые зазоры h1 и h2, суммарная площадь сечения (S1+S2) которых значительно меньше площади контактной поверхности S, демпфирует энергию удара запирающего элемента 3 о седло 2 в момент закрытия, тем самым обеспечивая высокую скорость срабатывания затвора при отсутствии ударных нагрузок. Таким образом, транспортируемая среда выполняет роль демпфирующей жидкости.

Изобретение в обоих вариантах исполнения упрощает конструкцию обратного затвора, снижает металлоемкость изделия, увеличивает ресурс, исключает необходимость в специальном устройстве - демпфере для устранения ударных нагрузок в момент закрытия.

1. Обратный затвор, содержащий корпус с седлом и запирающим элементом, установленным подвижно вращательно на оси, жестко закрепленной в корпусе, отличающийся тем, что контактная поверхность седла выполнена в виде впадины, а контактная поверхность запирающего элемента выполнена в виде выступа, выполненного с возможностью охвата впадиной с образованием внутреннего кольцевого зазора и внешнего кольцевого зазора, концентрично расположенных относительно друг друга для дросселирования демпфирующей жидкости, а суммарная площадь сечений которых значительно меньше площади контактной поверхности, при этом впадина и выступ имеют кольцевую форму.

2. Обратный затвор по п. 1, отличающийся тем, что контактные поверхности седла и запирающего элемента выполнены в виде металлической наплавки, или металлического напыления, или композитного напыления, или неметаллического покрытия.

3. Обратный затвор по п. 1, отличающийся тем, что в качестве демпфирующей жидкости применена транспортируемая среда.

4. Обратный затвор, содержащий корпус с седлом и запирающим элементом, установленным подвижно вращательно на оси, жестко закрепленной в корпусе, отличающийся тем, что контактная поверхность седла выполнена в виде выступа, а контактная поверхность запирающего элемента выполнена в виде впадины, выполненной с возможностью охвата выступа, выполненного с возможностью охвата впадиной с образованием внутреннего кольцевого зазора и внешнего кольцевого зазора, концентрично расположенных относительно друг друга для дросселирования демпфирующей жидкости, а суммарная площадь сечений которых значительно меньше площади контактной поверхности, при этом впадина и выступ имеют кольцевую форму.

5. Обратный затвор по п. 4, отличающийся тем, что контактные поверхности седла и запирающего элемента выполнены в виде металлической наплавки, или металлического напыления, или композитного напыления, или неметаллического покрытия.

6. Обратный затвор по п. 4, отличающийся тем, что в качестве демпфирующей жидкости применена транспортируемая среда.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к гидравлике, в частности к устройствам для плавного изменения нагрузки гидравлических систем, и может быть использовано в системах водоснабжения и/или отопления, а также в других областях техники.

Изобретение относится к арматуростроению и предназначено для снижения шума и вибрации в зоне перекрытия проходного канала. Поворотный клапан содержит корпус 1 с проходом 2 для текучей среды, протекающей через него вдоль центральной оси 3.

Устройство для снижения давления текучей среды содержит группу уложенных в стопу кольцевых пластин. У каждой пластины имеются наружный периметр и полая центральная часть, которые при укладке кольцевых пластин одна на другую с образованием стопы расположены концентрично относительно продольной оси стопы.

Глушитель предназначен для снижения шума выхлопной струи пара. Глушитель состоит из верхней и нижней ступеней.

Изобретение относится к области гидравлической аппаратуры и предназначено для плавного регулирования расхода рабочей жидкости в гидроприводах управления ковочными и штамповочными прессами.

Изобретение относится к арматуростроению и предназначено для использования в различных гидравлических системах для защиты гидравлических магистралей от разрушения при их быстром перекрытии.

Устройство предназначено для защиты гидравлических систем от понижения давления и предотвращения гидравлических ударов в магистральных трубопроводах. Устройство содержит корпус, состоящий их двух частей, причем внутренняя полость нижней части корпуса соединена с защищаемым трубопроводом, а полость верхней части корпуса соединена с атмосферой, клапан впуска воздуха прямого действия, обеспечивающий связь внутренней полости корпуса с атмосферой, воздушный клапан, верхняя часть корпуса установлена относительно его нижней части с зазором, в котором образован канал для выхода воздуха, а во внутренней полости нижней части корпуса размещен поплавковый клапан, выполненный в виде расположенного в корзине поплавка, имеющего возможность перемещения по направляющим, закрепленным на корзине, причем корзина снабжена окнами, гидравлически соединяющими внутреннюю полость корзины с полостью нижней части корпуса и с каналом для выхода воздуха, в котором установлен дублирующий клапан с дистанционно управляемым приводом.

Группа изобретений относится к трубопроводной арматуре и предназначена для перекрытия обратного потока транспортируемой среды в наземных и подземных трубопроводах.

Способ работы клапана, управляющего потоком хладагента в системе охлаждения, содержащего первую клапанную часть (1), имеющую по крайней мере одно отверстие (2, 5), и вторую клапанную часть (3), имеющую, по крайней мере, одно отверстие (4, 6), где первая (1) и вторая (3) клапанные части установлены с возможностью выполнения относительных движений, причем относительное расположение отверстия или отверстий (2, 5) первой клапанной части (1) и отверстия или отверстий (4, 6) второй клапанной части (3) задает степень открытия клапана за счет области перекрытия отверстия (2, 5) первой клапанной части (1) и отверстия (4, 6) второй клапанной части (3), при этом способ предполагает: перемещение первой клапанной части (1) и/или второй клапанной части (3) из положения, определяющего максимальную степень открытия клапана в положение, определяющее минимальное открытие клапана, таким образом, что относительная скорость перемещения первой клапанной части (1) и второй клапанной части (3) изменяется как функция площади области перекрытия между отверстием (2, 5) первой клапанной части (1) и отверстием (4, 6) второй клапанной части (3), причем скорость уменьшается при уменьшении площади области перекрытия, причем скорость относительного перемещения между первой клапанной частью (1) и второй клапанной частью (3) также зависит от требуемого расхода массы хладагента, проходящего через клапан так, что - когда нагрузка на системы охлаждения требует большого количества хладагента, доставляемого в испаритель, требуя тем самым большого массового расхода хладагента, протекающего через расширительный клапан, обеспечивают такую скорость относительного перемещения клапанных частей (1, 3), которая может приводить к пульсации давления, - когда нагрузка на системы охлаждения требует меньшего количества хладагента, поставляемого в испаритель, что требует меньшей массы потока хладагента, протекающего через расширительный клапан, обеспечивают такую скорость относительного перемещения клапанных частей (1, 3), которая предотвращает гидравлический удар.

Изобретение относится к арматуростроению и предназначено в качестве клапана, установленного на трубопроводе для предотвращения обратного потока рабочей среды. .

Изобретение относится к нефтегазовой трубопроводной арматуре, в частности к устройствам, предотвращающим попадание рабочей среды в сопутствующую среду и служащим для сброса избыточного давления сопутствующей среды в основной канал, по которому проходит рабочая среда.

Изобретение относится к области арматуростроения, в частности к фонтанной арматуре, предназначенной для предотвращения обратного потока среды в промысловых трубопроводах после стравливания избыточного давления газа из затрубья, и предназначено для использования в комплекте с устьевой арматурой при добыче нефти, преимущественно при низких температурах.

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и предназначено для перекрытия в трубопроводе обратного потока среды. Поворотный затвор включает корпус 1 с седлом 4 и запорный элемент 5, связанный рычагом 6 с полым поворотным валом 8 и торсионом 9.

Изобретение относится к газовой промышленности и может быть применено для защиты газовых и нефтяных фонтанирующих скважин при критическом изменении давления в отводящем трубопроводе.

Изобретение относится к арматурным средствам безопасности энергетических установок и предназначено для использования в трубопроводных системах для предотвращения нештатных ситуаций, связанных с аварийной сменой направления течения рабочей среды.

Группа изобретений относится к трубопроводной арматуре и предназначена для перекрытия обратного потока транспортируемой среды в наземных и подземных трубопроводах.

Изобретение относится к области арматуростроения, в частности к отсечным и запорным клапанам, и предназначено для использования в системах газоснабжения. Клапан предохранительный запорный содержит корпус с входным и выходным патрубками.

Изобретение относится к арматуростроению и предназначено в качестве клапана, установленного на трубопроводе для предотвращения обратного потока рабочей среды. .

Изобретение относится к арматуростроению и предназначено в качестве клапана, установленного на трубопроводе для предотвращения обратного потока рабочей среды. .

Клапан // 2476746
Изобретение относится к трубопроводной арматуре и предназначено для установки на технологических линиях газоконденсатных промыслов для автоматического перекрытия трубопровода при аварийном повышении или понижении давления в нем.

Изобретение относится к арматуростроению, в частности к регулирующим клапанам осевого потока, применяемым в промышленной трубопроводной арматуре, и предназначено для регулирования и перекрытия рабочих сред жидкостей и газов. Прямоточный клапан содержит внешний и внутренний корпусы, входной и выходной патрубки с фланцами, делитель потока, выполненный в виде перфорированного полого цилиндра, запирающее устройство с приводом поступательного движения в виде реечного механизма. Запирающее устройство представляет собой цилиндро-коническую обечайку, коническая часть которой установлена со стороны выходного патрубка, при этом внутренняя поверхность обечайки взаимодействует с внешней поверхностью перфорированного полого цилиндра, который выполнен закрытым с одного торца, а в боковых частях - с поверхностью внутреннего корпуса, причем на внутренней поверхности обечайки, в зоне ее цилиндрической части размещены радиальные перегородки, соединенные с реечным механизмом. Предлагаемый прямоточный клапан имеет сравнительно простую конструкцию, позволяет существенно разгрузить запирающее устройство, снизить нагрузки на привод и уменьшить турбулентность. 5 ил.

Заявляемая группа изобретений относится к трубопроводной арматуре, предназначенной для перекрытия обратного потока транспортируемой среды в нефтепроводах и нефтепродуктопроводах. Обратный затвор содержит корпус с седлом и запирающим элементом, установленным подвижно вращательно на оси, жестко закрепленной в корпусе. При этом контактная поверхность седла выполнена в виде впадины, а контактная поверхность запирающего элемента выполнена в виде выступа, выполненного с возможностью охвата впадиной с образованием внутреннего кольцевого зазора и внешнего кольцевого зазора, концентрично расположенных относительно друг друга для дросселирования демпфирующей жидкости, а суммарная площадь сечений которых значительно меньше площади контактной поверхности, при этом впадина и выступ имеют кольцевую форму. При этом в качестве демпфирующей жидкости применена транспортируемая среда. Также представлен вариант обратного затвора, в котором контактная поверхность седла выполнена в виде выступа, а контактная поверхность запирающего элемента выполнена в виде впадины. Изобретение позволяет упростить конструкцию обратного затвора, снизить металлоемкость изделия, увеличить ресурс, а также позволяет исключить необходимость в демпфере, выполненном в виде специального устройства, для устранения ударных нагрузок в момент закрытия. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Наверх