ОБРАТНЫЙ КЛАПАН ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ

Полезная модель относится к трубопроводной арматуре, в частности к клапанам обратным высокого давления и может быть использована в технологических трубопроводах различных отраслях промышленности.
На отдельных участках трубопровода могут иметь место технологические или аварийные падения давления рабочей среды, что может привести к образованию обратного потока, недопустимого для нормальной работы системы. Для обеспечения прохода рабочей среды в заданном направлении и предотвращения его изменения на обратное служит обратный клапан. Он помогает поддерживать стабильное давление в системе, предотвращает преждевременный износ насосного оборудования и предупреждает сбои в его работе. Основным узлом обратного клапана является запорный узел, представляющий собой седло и запорный элемент. Использование клапана при высоких давлениях, вызывающих дополнительные воздействия на запорный узел, приводит к износу контактирующих поверхностей корпуса и самого запорного узла и, как следствие, к потере герметичности клапана. Во многих случаях это приводит к замене всего клапана, из-за невозможности замены отдельных элементов, определяющих его герметичность. Таким образом, возникает необходимость в создании конструкции клапана, обеспечивающей высокую герметичность, надежность работы и ремонтопригодность в процессе всего срока эксплуатации.
Известен самоуплотняющийся клапан, содержащий расположенный с возможностью перемещения в трубчатом корпусе запорный орган, нагруженный пружиной сжатия с усилием против направления потока и поджимаемый к сформированному во входном канале седлу (Патент SU 1838702, F16K 15/02, опубл. 30.08.1993).
Недостатком данного клапана является невозможность его ремонта, поскольку седло сформировано во входном канале корпуса, и, как следствие, при повреждениях его поверхности требуется замена всего клапана.
Известен обратный клапан, содержащий плунжер с отверстием и шарнирно связанный с ним запорный орган с хвостовиком, установленные в корпусе с возможностью осевого перемещения и взаимодействия с седлом при обратном направлении потока среды, хвостовик запорного органа выполнен с переменным профилем и установлен в отверстии плунжера с минимальным зазором и обеспечением возможности самоустановки запорного органа по седлу, а на наружной поверхности плунжера выполнены продольные направляющие выступы, контактирующие с внутренней поверхностью корпуса с возможностью ограничения хода плунжера. (Патент RU 2092733, F16K 15/02, опубл. 10.10.1997).
Недостатком известного клапана является низкая надежность, поскольку перемещение запорного органа сопровождается трением, это приводит к износу сопрягаемых поверхностей и влечет за собой смещение запорного органа, что ухудшает перекрытие отверстия прохода среды.
Известен обратный клапан, содержащий затвор, установленный в корпусе с возможностью продольного перемещения и взаимодействующий с седлом, затвор выполнен составным из плунжера и шарнирно прикрепленного к нему запорного органа, а на внутренней поверхности корпуса образованы продольные прорези. (А.с. SU 319784, МПК F16K 15/00, опубл. 02.11.71 г.).
Недостатком данного клапана является сложность конструкции и нетехнологичность изготовления из-за необходимости обеспечения высокой точности размеров и взаимного расположения взаимодействующих между собой деталей.
Известен клапан, содержащий корпус со штуцерами входа и выхода, затвор с основной и дополнительной герметизирующими поверхностями, подпружиненное подвижное седло с дроссельными отверстиями на боковой поверхности и ограничитель хода затвора. (А.с. SU 1395889, МПК F16K 15/00, опубл. 15.05.88 г.) - прототип.
Недостатком данного клапана является движение затвора и седла, вызывающее затруднение прохода рабочей среды. Кроме того, предложенная конструкция характеризуется сложностью разборки и сборки, что требует демонтажа клапана из трубопровода для обслуживания и ремонта.
Задачей, на решение которой направлена данная полезная модель, является повышение эксплуатационной надежности клапана при обеспечении его ремонтопригодности.
Техническими результатами, достигаемыми при осуществлении данной полезной модели, являются увеличение ресурса работы клапана и возможность его обслуживания без демонтажа из трубопровода.
Технический результат достигается тем, что обратный клапан высокого давления, содержащий цилиндрический корпус с выходным каналом рабочей среды, фланец с входным каналом, установленную в корпусе клапанную пару в виде седла и запорного элемента, перекрывающего осевой канал седла, ограничитель хода запорного элемента, согласно полезной модели седло установлено во входную полость клапана, образованную внутренними смежными поверхностями стыкующихся проточек корпуса и фланца, и фиксируется от осевого перемещения фланцем, при этом поверхности входной полости клапана плакированы слоем материала толщиной не менее 4 мм на основе хромоникелевой стали, а запорный элемент и ограничитель его хода располагаются коаксиально на одной оси.
Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен продольный разрез обратного клапана в закрытом положении; на фиг. 2 изображен продольный разрез обратного клапана в открытом положении.
Клапан обратный состоит из корпуса 1 с выходным каналом 3 и фланца 2 с входным каналом 4, соединенных при помощи винтов 5. Внутри корпуса 1 последовательно устанавливаются ограничитель хода 6, взаимодействующий при помощи пружины 7 с запорным элементом 8. Ограничитель хода 6 выполнен в виде втулки Т-образного сечения с осевым отверстием и проточками на цилиндрических поверхностях втулки для прохода рабочей среды. Хвостовик запорного элемента 8 имеет Y-образный профиль поперечного сечения, образуя каналы для прохода рабочей среды, увеличив тем самым пропускную способность клапана. Седло 10 установлено во входную полость 9 клапана, образованную внутренними смежными поверхностями стыкующихся проточек корпуса 1 и фланца 2, и фиксируется от осевого перемещения фланцем 2. На поверхности входной полости 9 клапана выполнено наплавление 11. Уплотнение седла 10 осуществляется при помощи уплотнительных колец 12, размещенных в кольцевых канавках седла.
Клапан обратный работает следующим образом.
В исходном положении клапан закрыт. После запуска насоса в трубопроводе возникает прямой поток жидкости, поступающий через входной канал и, воздействуя на запорный элемент, преодолевая усилие пружины, смещает его в сторону выходного канала до упора в ограничитель хода. Обтекая запорный элемент, жидкость попадает во внутреннюю полость клапана и через проточки на цилиндрических поверхностях ограничителя попадает в выходной канал. При снижении давления или образования обратного потока, под действием возвратного усилия, пружина перемещает запорный элемент в сторону входного канала, прижимая его к седлу, тем самым закрывая входной канал и препятствуя нежелательному обратному потоку.
В случае необходимости замены деталей клапана производится откручивание винтов и детали заменяются.
Размещение седла клапана во входной полости, образованной внутренними смежными поверхностями стыкующихся проточек корпуса и фланца, и фиксация от осевого перемещения фланцем, обеспечивает стабильное положение седла и защиту от ударных нагрузок, воспринимаемых им при закрытии запорного элемента. Наличие на поверхности входной полости клапана плакированного слоя на основе хромоникелевой стали толщиной не менее 4 мм позволяет повысить износостойкость сопрягаемых поверхностей и увеличить срок службы клапана. Уменьшение глубины наплавляемого слоя приведет к образованию дефектов на поверхности, которые снижают эксплуатационную надежность клапана.
Коаксиальное размещение запорного элемента и ограничителя его хода позволяет повысить быстродействие и надежность открытия/закрытия клапана за счет исключения осевого смещения, а также позволит монтировать клапан в системе под углом до 60°.
Конструкция клапана обеспечивает медленное и плавное открытие/закрытие, что предотвращает возникновение колебательных процессов, вызванных гидроударами, и скачка давления, предохраняя тем самым трубопровод от повреждения и выхода оборудования из строя.
Таким образом, предлагаемая конструкция клапана позволяет увеличить ресурс работы клапана, способствует повышению надежности работы оборудования. Разъемный корпус позволяет производить ремонт без его демонтажа с технологического трубопровода, что сокращает время на ремонт и повышает ремонтопригодность клапана.