КЛАПАННАЯ СИСТЕМА С УПЛОТНИТЕЛЬНЫМ ЭЛЕМЕНТОМ
VALVE SYSTEM WITH SEALING ELEMENT

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Данное изобретение относится к клапанной системе, в частности двухдисковой клапанной системе, обеспечивающей возможность проверки и/или технического обслуживания одной или большего количества клапанных частей клапанной системы без перекрывания потока текучей среды через клапанную систему, и/или без извлечения клапанной детали (деталей) из клапанной системы.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В некоторых системах потока, например, системах потока, расположенных под землей или на расстоянии от берега, при проверке и/или техническом обслуживании различных клапанных частей, относящихся к клапанным системам, размещенных в системе потока, перекрывание потока жидкости или разбирание клапанных частей является затрудненным и нежелательным. С другой стороны, очень важно, чтобы клапанные системы, расположенные в таких системах потока, функционировали правильным и надежным образом, и, следовательно, необходимо выполнять регулярные проверки и операции технического обслуживания.
В документе GB 818798 раскрыт запорный клапан, содержащий клапанную деталь, выполненную с возможностью перемещения посредством приводного элемента в направлении, параллельном ее клапанному седлу. Клапанная деталь соединена с приводным элементом посредством параллельных соединений и взаимодействует с неподвижными направляющими, в результате чего во время начальной части открывающего перемещения и заключительной части закрывающего перемещения приводного элемента клапанная деталь перемещается в направлении от клапанного седла или к клапанному седлу, в зависимости от ситуации, при этом параллельные соединения адаптированы для сохранения клапанной детали в положении, параллельном седлу. Клапанный корпус может быть снабжен поперечной прорезью, обеспечивающей возможность введения в нее задвижки для уплотнения отверстия тела клапана и предотвращения выхода текучей среды, проходящей через клапан, через верхний конец тела клапана. Это обеспечивает возможность удаления клапанных элементов из клапанной системы с целью проверки и/или технического обслуживания без необходимости перекрывания потока текучей среды через клапан. Однако задвижка должна быть введена в поперечную прорезь специальным образом и вручную, что требует выполнение дополнительного этапа для обеспечения необходимого уплотнения тела клапана. Кроме того, для выполнения проверки и/или технического обслуживания требуется извлечь клапанные элементы из клапанной системы.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задача, решаемая посредством вариантов осуществления данного изобретения, заключается в создании клапанной системы, обеспечивающей возможность проверки и/или технического обслуживания клапанной части (частей), в частности, клапанного элемента (элементов), без перекрывания потока текучей среды через клапанную систему, и/или без извлечения клапанной части (частей) из клапанной системы.
Еще одна задача данного изобретения заключается в создании клапанной системы, автоматическим образом обеспечивающей возможность проверки и/или технического обслуживания клапанной части (частей), в частности, клапанного элемента (элементов), когда клапанная система перемещается в открытое положение.
Согласно первому аспекту в изобретении предусмотрена клапанная система, содержащая:
- клапанный корпус, определяющий входное отверстие для текучей среды, предназначенное для приема текучей среды, и выходное отверстие для текучей среды, предназначенное для выпуска текучей среды,
- по меньшей мере два клапанных элемента, расположенных во внутренней части клапанного корпуса, причем клапанные элементы выполнены с возможностью перемещения относительно клапанного корпуса, при этом положение клапанных элементов относительно клапанного корпуса определяет скорость потока текучей среды через клапанную систему из входного отверстия для текучей среды в направлении выходного отверстия для текучей среды,
- перемещающий механизм, расположенный так, чтобы вызывать перемещение клапанных элементов, и
- уплотнительный элемент, расположенный во внутренней части клапанного корпуса, причем уплотнительный элемент выполнен с возможностью разделения внутренней части клапанного корпуса на первую часть, содержащую входное отверстие для текучей среды и выходное отверстие для текучей среды, и вторую часть,
в которой уплотнительный элемент смонтирован на перемещающем механизме, в результате чего уплотнительный элемент выполнен с возможностью перемещения вместе с клапанными элементами.
В данном контексте под термином «клапанная система» следует понимать систему, выполненную с возможностью управления потоком текучей среды через систему. В частности, клапанная система часто обеспечивает возможность избирательного пропускания или перекрывания потока жидкости через систему.
Клапанная система содержит клапанный корпус, определяющий входное отверстие для текучей среды и выходное отверстие для текучей среды. В данном контексте под термином «корпус» следует понимать по существу замкнутую камеру, определяющую внутреннюю часть клапанной системы. Входное отверстие для текучей среды адаптировано с возможностью того, чтобы быть связанным по текучей среде с источником текучей среды, тем самым осуществляя прием текучей среды и обеспечивая возможность проникновения текучей среды во внутреннюю часть клапанного корпуса. Соответствующим образом, выходное отверстие для текучей среды выполнено с возможностью того, чтобы быть связанным по текучей среде с оттоком текучей среды, тем самым осуществляя подачу текучей среды из внутренней части клапанного корпуса. Соответствующим образом, текучая среда, проходящая через клапанную систему, входит через входное отверстие для текучей среды, проходит через внутреннюю часть клапанного корпуса и выходит через выходное отверстие для текучей среды.
Во внутренней части клапанного корпуса расположен по меньшей мере один клапанный элемент. Клапанный элемент (элементы) выполнен с возможностью перемещения относительно клапанного корпуса, и положение клапанного элемента (элементов) определяет скорость потока текучей среды через клапанную систему. Клапанный элемент (элементы) может быть предпочтительно выполнен с возможностью перемещения в положение, в котором поток текучей среды из входного отверстия для текучей среды к выходному отверстию для текучей среды перекрыт. Кроме того, клапанный элемент (элементы) предпочтительно выполнен с возможностью перемещения между несколькими положениями, определяющими различную степень открывания клапанной системы, то есть варьирующие поток текучей среды через клапанную систему.
Перемещающий механизм расположен так, чтобы вызывать перемещение клапанного элемента (элементов). Таким образом, действие перемещающего механизма приводит к перемещению клапанного элемента (элементов) и, тем самым, изменениям скорости потока текучей среды через клапанную систему.
Во внутренней части клапанного корпуса расположен уплотнительный элемент. Уплотнительный элемент выполнен с возможностью разделения внутренней части клапанного корпуса на первую часть, содержащую входное отверстие для текучей среды и выходное отверстие для текучей среды, и на вторую часть, уплотняющим образом, то есть таким образом, что по существу перекрывается прохождение текучей среды через клапанную систему, между первой частью и второй частью внутренней части клапанного корпуса. Соответствующим образом, уплотнительный элемент может быть расположен в положении, в котором первая часть и, тем самым, входное отверстие для текучей среды и выходное отверстие для текучей среды, отделена от второй части внутренней части клапанного корпуса уплотняющим образом. Когда уплотнительный элемент расположен в таком положении, обеспечивается возможность получения доступа ко второй части внутренней части клапанного корпуса без прерывания или создания помех для потока текучей среды через клапанную систему из входного отверстия для текучей среды к выходному отверстию для текучей среды. В результате этого может быть проведена проверка клапанных частей, расположенных во второй части внутренней части клапанного корпуса, в то время, когда клапанная система продолжает функционировать, то есть в то время, когда обеспечивается протекание текучей среды через клапанную систему из входного отверстия для текучей среды к выходному отверстию для текучей среды.
Уплотнительный элемент смонтирован на перемещающем механизме. В результате этого уплотнительный элемент выполнен с возможностью перемещения вместе с клапанным элементом (элементами). Соответствующим образом, обеспечено, что данное положение клапанного элемента (элементов) всегда соответствует четко определенному положению уплотнительного элемента. Соответствующим образом, всегда имеется положение клапанного элемента (элементов), соответствующее тому, что уплотнительный элемент находится в положении, в котором он отделяет первую часть внутренней части клапанного корпуса от второй части внутренней части клапанного корпуса. Кроме того, обеспечено, что уплотнительный элемент автоматическим образом перемещается в разделяющее положение, когда клапанный элемент (элементы) перемещен(ы) в положение, соответствующее разделяющему положению. В результате этого нет необходимости в наличии отдельной части или разделяющего действия с целью обеспечения проверки технического состояния клапанных частей, расположенных во второй части внутренней части клапанного корпуса.
Клапанная система может содержать по меньшей мере два клапанных элемента, причем каждый клапанный элемент выполнен с возможностью перемещения посредством перемещающего механизма по существу синхронным образом. В случае, когда клапанная система содержит именно два клапанных элемента, клапанная система представляет собой так называемую двойную клапанную систему. В данном случае, один из клапанных элементов может быть расположен так, чтобы регулировать поток текучей среды, протекающий через входное отверстие для текучей среды, при этом другой клапанный элемент может быть расположен так, чтобы регулировать поток текучей среды, протекающий через выходное отверстие для текучей среды. Перемещение клапанных элементов по существу синхронным образом обеспечивает, что поток текучей среды, протекающий через входное отверстие для текучей среды, и поток текучей среды, протекающий через выходное отверстие для текучей среды, регулируются по существу синхронным образом. Следует, однако, отметить, что согласно некоторым вариантам осуществления данного изобретения два или большее количество клапанных элементов могут перемещаться по отдельности посредством перемещающего механизма, то есть таким образом, когда они по существу не перемещаются синхронно.
Каждый клапанный элемент может быть выполнен в форме диска, причем каждый диск выполнен с возможностью перемещения в плотный контакт с клапанным седлом, перекрывая тем самым поток текучей среды через клапанную систему из входного отверстия для текучей среды в направлении выходного отверстия для текучей среды. Согласно данному варианту осуществления изобретения клапанный элемент (элементы) может перемещаться в закрытое положение, то есть в положение, в котором не допускается протекание текучей среды через клапанную систему.
Уплотнительный элемент может иметь внешнюю форму, совпадающую с сечением внутренней части клапанного корпуса. Это обеспечивает плотный контакт между уплотнительным элементом и стенкой клапанного корпуса. В результате этого уплотнительный элемент может образовывать подвижный барьер между первой частью внутренней части клапанного корпуса и второй частью внутренней части клапанного корпуса, причем барьер выполнен с возможностью перемещения вместе с перемещающим механизмом.
Таким образом, уплотнительный элемент может содержать участок кромки, адаптированный для образования плотного контакта с частью стенки клапанного корпуса. Согласно данному варианту осуществления изобретения уплотнительный элемент не допускает прохождения текучей среды между первой частью внутренней части клапанного корпуса и второй частью внутренней части клапанного корпуса независимо от положения уплотнительного элемента.
Уплотнительный элемент может автоматическим образом перемещаться в разделяющее положение, в котором внутренняя часть клапанного корпуса разделена на первую часть и вторую часть, когда перемещающий механизм перемещает клапанный элемент (элементы) в положение, обеспечивающее возможность увеличения потока текучей среды, протекающего через клапанную систему из входного отверстия для текучей среды в направлении выходного отверстия для текучей среды. Согласно данному варианту осуществления изобретения первая часть, и, тем самым, входное отверстие для текучей среды и выходное отверстие для текучей среды, отделена от второй части посредством уплотнительного элемента, когда клапан находится в полностью открытом положении. В этом положении клапанный элемент (элементы) может предпочтительно выходить из входного отверстия для текучей среды и выходного отверстия для текучей среды с целью обеспечения максимальной скорости потока через клапанную систему. Например, клапанный элемент (элементы) может перемещаться во вторую часть внутренней части клапанного корпуса. В данном случае обеспечивается возможность проверки и/или выполнения технического обслуживания клапанного элемента (элементов), когда клапанная система находится в полностью открытом положении, без перекрывания потока текучей среды, протекающего через клапанную систему, и без демонтажа клапанной системы. Таким образом, может быть легко предусмотрено, что клапанный элемент (элементы) может обеспечить герметичное закрывание клапана, когда клапанный элемент (элементы) перемещается в закрытое положение.
Уплотнительный элемент может представлять собой или содержать пластинообразный элемент, причем пластинообразный элемент образует часть стенки первой части внутренней части клапанного корпуса, когда уплотнительный элемент находится в разделяющем положении, в котором внутренняя часть клапанного корпуса разделена на первую часть и вторую часть.
Клапанный элемент (элементы) может быть расположен во второй части внутренней части клапанного корпуса, когда уплотнительный элемент находится в разделяющем положении, в котором внутренняя часть клапанного корпуса разделена на первую часть и вторую часть. Как описано выше, это обеспечивает возможность выполнения проверки и/или технического обслуживания клапанного элемента (элементов), когда уплотнительный элемент находится в разделяющем положении.
Уплотнительный элемент может представлять собой или содержать два пластинообразных элемента: первый пластинообразный элемент и второй пластинообразный элемент, образующие двойные части стенки первой части внутренней части клапанного корпуса, когда уплотнительный элемент находится в разделяющем положении. Это обеспечивает двойное уплотнение, когда система подвергается проверке и/или техническому обслуживанию
Два пластинообразных элемента могут образовывать промежуточную полость во внутренней части клапанного корпуса, когда уплотнительный элемент находится в разделяющем положении, и в клапанном корпусе может быть расположено отверстие, образующее отверстие в промежуточной полости, причем в соединенном с отверстием положении может быть расположена клапанная деталь для опорожнения клапанной системы.
Перемещающий механизм может управляться механическим образом. Таким образом, перемещающий механизм может содержать шпиндель и гайку, адаптированные для того, чтобы вызывать по существу линейное перемещение клапанного элемента (элементов) и уплотнительного элемента. Согласно данному варианту осуществления изобретения перемещающий механизм функционирует посредством вращательного перемещения. Благодаря наличию шпинделя и гайки вращательное перемещение преобразуется по существу в линейное перемещение клапанного элемента (элементов) и уплотнительного элемента. Это обеспечивает, что клапанный элемент (элементы) и уплотнительный элемент перемещаются очень точным образом.
В качестве альтернативного варианта осуществления изобретения клапанный элемент (элементы) и уплотнительный элемент могут перемещаться каким-либо другим подходящим образом при условии, что перемещение клапанного элемента (элементов) вызывает изменения скорости потока текучей среды, протекающего через клапанную систему. Таким образом, перемещающий механизм может, например, приводиться в действие гидравлическим или электрическим образом, например, приводиться в действие гидравлическим образом посредством гидравлической жидкости, заключенной между двумя клапанными элементами.
Перемещающий механизм может содержать одно или большее количество шарнирных соединений, соединяющих между собой каждый клапанный элемент (элементы) с перемещающим механизмом, обеспечивая тем самым возможность перемещения каждого клапанного элемента в направлении к перемещающему механизму и от него. Перемещения клапанного элемента (элементов) в направлении к перемещающему механизму и от него могут, например, вызывать перемещение каждого клапанного элемента в направлении от седла клапана и к нему. Клапанный элемент (элементы) может дополнительно быть расположен так, чтобы перемещаться вместе с перемещающим механизмом.
Перемещающий механизм может быть расположен так, чтобы вызывать перемещение клапанного элемента (элементов) вдоль первого направления и вдоль второго направления, являющегося по существу поперечным первому направлению. Согласно данному варианту осуществления изобретения клапанный элемент (элементы) может перемещаться вместе с перемещающим механизмом при перемещении вдоль первого направления, и клапанный элемент (элементы) может перемещаться в направлении к перемещающему механизму или от него при перемещении вдоль второго направления. В данном случае перемещение вдоль второго направления может предпочтительно быть вызвано посредством одного или большего количества шарнирных соединений. В альтернативном варианте осуществления изобретения, или дополнительно, клапанный элемент (элементы) может перемещаться вдоль искривленных траекторий, вызывая комбинированное перемещение вдоль первого направления и второго направления.
Перемещения вдоль второго направления могут быть, например, автоматическим образом инициированы, когда перемещающий механизм, вместе с клапанным элементом (элементами) и уплотнительным элементом, перемещен в заранее определенное положение. Это может быть, например, достигнуто посредством того, что обеспечивается возможность перемещения каждого клапанного элемента вдоль искривленной траектории, как описано выше. В качестве альтернативного варианта осуществления изобретения это может быть достигнуто посредством того, что обеспечивается, что часть перемещающего механизма упирается в часть клапанного корпуса, когда перемещающий механизм достигает заранее определенного положения. Такой упор может, например, препятствовать дальнейшему перемещению клапанного элемента (элементов) вдоль первого направления. В данном случае клапанный элемент (элементы) перемещается в любой момент времени во время действия перемещающего механизма только вдоль какого-либо одного из первого и второго направлений. Это может, например, быть достигнуто посредством того, что обеспечивается, что часть перемещающего механизма упирается в поверхность, расположенную по существу перпендикулярно первому направлению. В качестве альтернативного варианта осуществления изобретения наличие упора может вызывать только лишь проталкивание клапанного элемента (элементов) вдоль второго направления в то время, когда продолжается перемещение вдоль первого направления. Это может быть достигнуто, например, посредством того, что обеспечивается, что часть перемещающего механизма упирается в поверхность, имеющую наклон относительно первого направления.
Клапанный корпус может обеспечивать доступ ко второй части внутренней части клапанного корпуса. Как описано выше, это обеспечивает возможность проверки и/или технического обслуживания клапанных частей, расположенных во второй части внутренней части клапанного корпуса, когда уплотнительный элемент находится в разделяющем положении, без перекрывания потока текучей среды, протекающего через клапанную систему.
Клапанная система может дополнительно содержать блокирующий механизм, предназначенный для блокировки клапанного элемента (элементов) в положении, определяющем минимальную скорость потока текучей среды, протекающего через клапанную систему. Положением, определяющим минимальную скорость потока текучей среды, протекающего через клапанную систему, может, например, быть закрытое положение клапанной системы, то есть положение, в котором поток текучей среды, протекающий через клапанную систему, по существу перекрыт. Блокирующий механизм может предпочтительно функционировать таким образом, что предусматривается автоматическая блокировка, когда перемещающий механизм перемещает клапанный элемент (элементы) в положение с минимальной скоростью потока. Это может, например, быть обеспечено посредством наличия двух сопряженных поверхностей, которые перемещаются в положение упора во время такого перемещения, при этом упор двух сопряженных поверхностей препятствует дальнейшему перемещению клапанного элемента (элементов).
Блокировка клапанного элемента (элементов) в положении с минимальной скоростью потока обеспечивает, что может быть получен доступ к внутренней части клапанного корпуса, когда клапанный элемент (элементы) находится в данном положении, без вероятности того, что клапанный элемент (элементы) случайно сместится из данного положения. Это обеспечивает возможность безопасной проверки, технического обслуживания и/или замены клапанных частей, расположенных в первой части клапанного корпуса, а также уплотнительного элемента. Таким образом, согласно данному варианту осуществления изобретения обеспечивается возможность проверки каждой части клапанной системы либо посредством помещения клапанного элемента (элементов) в положение с минимальной скоростью потока и блокировки его/их в данном положении, либо посредством помещения уплотнительного элемента в разделяющее положение.
Согласно второму аспекту данного изобретения предложена система потока текучей среды, содержащая клапанную систему согласно первому аспекту данного изобретения.
Следует отметить, что для специалиста в данной области техники очевидно, что любой признак, описанный применительно к первому аспекту изобретения, может также относиться и ко второму аспекту изобретения и наоборот.
Поскольку система потока текучей среды согласно второму аспекту изобретения содержит клапанную систему согласно первому аспекту изобретения, замечания, приведенные выше применительно к первому аспекту изобретения, равным образом могут быть применены и в данном случае.
Система потока текучей среды может представлять собой или образовывать часть морской установки, например системы потока текучей среды, используемой совместно с нефтедобывающей платформой. В морских установках разъединение клапанных систем часто является довольно затруднительным, а перекрывание потока текучей среды часто представляется нежелательным. С другой стороны, очень важно иметь возможность выполнения проверки и/или технического обслуживания систем потока текучей среды морских установок с целью обеспечения того, чтобы они функционировали надлежащим образом. Следовательно, для морской установки предпочтительно использование системы потока текучей среды согласно второму аспекту изобретения, поскольку она предусматривает возможность выполнения проверки и технического обслуживания клапанных частей без перекрывания потока текучей среды в системе потока текучей среды и без разъединения системы потока текучей среды или клапанной системы, содержащейся в системе потока текучей среды.
В качестве альтернативного варианта осуществления изобретения система потока текучей среды может образовывать или образует часть подземной установки. В данном случае также применимы замечания, приведенные выше применительно к морской установке. В качестве другого альтернативного варианта осуществления изобретения система потока текучей среды может представлять собой или образовывать часть любой другой установки подходящего типа.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Изобретение описано ниже более подробно со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
на фиг.1 показан вид сбоку клапанной системы согласно варианту осуществления изобретения,
на фиг.2 изображен вид спереди клапанной системы, показанной на фиг.1,
на фиг.3 изображен вид сверху клапанной системы, показанной на фиг.1,
на фиг.4 в разобранном виде изображена клапанная система, показанная на фиг.1,
на фиг.5 изображен вид клапанной системы, показанной на фиг.1, в сечении вдоль первого направления,
на фиг.6 изображен вид клапанной системы, показанной на фиг.1, в сечении вдоль второго направления, по существу перпендикулярного сечению, изображенному на фиг.5, и
на фиг.7-12 проиллюстрированы перемещения перемещающего механизма клапанной системы, показанной на фиг.1,
на фиг.13 показан вид в сечении варианта осуществления клапанной системы с выпускным клапаном.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
На фиг.1 показан вид сбоку клапанной системы 1 согласно варианту осуществления изобретения. Клапанная система 1 содержит клапанный корпус 2, определяющий первую часть, выполненную в форме нижнего клапанного корпуса 2a, и вторую часть, выполненную в форме верхнего клапанного корпуса 2b. Нижний клапанный корпус 2a снабжен входным отверстием 3 для текучей среды и выходным отверстием для текучей среды (не показанным на фиг.1). Когда клапанная система 1 расположена в системе потока текучей среды, и клапанная система 1 находится в открытом состоянии, обеспечивается протекание текучей среды через клапанную систему 1 из входного отверстия 3 для текучей среды к выходному отверстию для текучей среды через нижний клапанный корпус 2a.
Во внутренней части клапанного корпуса 2 расположен перемещающий механизм 4. Перемещающий механизм 4 адаптирован для того, чтобы вызывать перемещения двух клапанных элементов (не показанных на фиг.1), выполненных в форме круглых пластин, расположенных во внутренней части клапанного корпуса 2. Перемещения клапанных элементов включают в себя по существу вертикальные перемещения, при которых клапанные элементы перемещаются между нижним клапанным корпусом 2a и верхним клапанным корпусом 2b, а также по существу горизонтальное перемещение, при котором клапанные элементы перемещаются либо в направлении от перемещающего механизма 4 и в направлении к входному отверстию 3 для текучей среды или выходному отверстию для текучей среды, либо в направлении к перемещающему механизму 4 и от входного отверстия 3 для текучей среды или выходного отверстия для текучей среды. Когда клапанные элементы перемещаются в направлении от перемещающего механизма 4 и в направлении к входному отверстию 3 для текучей среды или выходному отверстию для текучей среды, они входят в контакт с клапанными седлами, расположенными у входного отверстия 3 для текучей среды и выходного отверстия для текучей среды, соответственно, и, тем самым, вызывают перемещение клапанной системы 1 в закрытое состояние. Аналогичным образом, когда клапанные элементы перемещаются в направлении к перемещающему механизму 4 и в направлении от входного отверстия 3 для текучей среды или выходного отверстия для текучей среды, клапанная система 1 перемещается в открытое состояние, и степень отрывания клапанной системы 1 увеличивается. Перемещения перемещающего механизма 4 и клапанных элементов описаны более подробно ниже со ссылками на фиг.7-12.
На нижней части перемещающего механизма 4 смонтирован уплотнительный элемент 5 в форме пластины. Таким образом, когда перемещающий механизм 4 приводится в действие для перемещения клапанных элементов между нижним клапанным корпусом 2a и верхним клапанным корпусом 2b, уплотнительный элемент 5 перемещается вместе с ним. Уплотнительный элемент 5 может перемещаться между первым крайним положением в нижнем клапанном корпусе 2a и вторым крайним положением, в котором уплотнительный элемент 5 отделяет нижний клапанный корпус 2a от верхнего клапанного корпуса 2b уплотняющим образом. Когда уплотнительный элемент 5 находится во втором крайнем положении, тем самым обеспечивается возможность получения доступа к верхнему клапанному корпусу 2b без прерывания потока текучей среды через клапанную систему 1, причем текучая среда протекает в нижнем клапанном корпусе 2a. На фиг.1 уплотнительный элемент 5 показан расположенным в первом крайнем положении.
Предпочтительно, чтобы уплотнительный элемент 5 был смонтирован на перемещающем механизме 4, и чтобы он, таким образом, был выполнен с возможностью перемещения вместе с клапанными элементами, поскольку при этом обеспечивается, что уплотнительный элемент 5 автоматическим образом перемещается во второе крайнее положение, когда клапанные элементы перемещаются в верхний клапанный корпус 2b. Таким образом, обеспечивается возможность проверки и/или выполнения технического обслуживания клапанных элементов, когда они находятся в данном положении, без прерывания потока текучей среды, протекающего через клапанную систему 1.
На фиг.2 изображен вид спереди клапанной системы 1, показанной на фиг.1. На фиг.2 изображено положение выходного отверстия 6 для текучей среды. Кроме того, видно, что клапанные элементы 7 расположены во внутренней части нижнего клапанного корпуса 2a. Клапанные элементы 7 расположены на противоположных сторонах перемещающего механизма 4. Один из клапанных элементов 7 расположен рядом с входным отверстием для текучей среды, а другой клапанный элемент 7 расположен рядом с выходным отверстием 6 для текучей среды. Посредством перемещения клапанных элементов 7 из положения, изображенного на фиг.2, в направлении входного отверстия 3 для текучей среды и выходного отверстия 6 для текучей среды, соответственно, клапанные элементы 7 входят в контакт с клапанными седлами (не изображены на фиг.2), тем самым перекрывая поток текучей среды, протекающий через входное отверстие 3 для текучей среды и выходное отверстие 6 для текучей среды, соответственно, то есть клапанная система 1 перемещается в закрытое состояние. Это описано более подробно ниже со ссылками на фиг.7-12.
На фиг.3 изображен вид сверху клапанной системы 1, показанной на фиг.1.
На фиг.4 в разобранном виде изображен вид клапанной системы 1, показанной на фиг.1. Как видно на фиг.4, верхний клапанный корпус 2b может быть отделен от нижнего клапанного корпуса 2a. Это обеспечивает возможность того, что верхний клапанный корпус 2b, а также клапанные части, расположенные на верхнем клапанном корпусе 2b, могут быть легко подвергнуты проверке или перемещению, когда уплотнительный элемент 5 находится в разделяющем положении.
На фиг.5 изображен вид в сечении клапанной системы 1, показанной на фиг.1. На фиг.5 подробно показан перемещающий механизм 4. Перемещающий механизм 4 содержит верхнюю часть 8, по существу заблокированную в положении, изображенном на фиг.5, во внутренней части верхнего клапанного корпуса 2b. Перемещающий механизм 4 дополнительно содержит нижнюю часть 9, расположенную с возможностью перемещения относительно верхней части 8. На фиг.5 нижняя часть 9 расположена во внутренней части нижнего клапанного корпуса 2a.
Во время работы перемещающего механизма 4 нижняя часть 9 перемещается относительно верхней части 8 в направлении к верхнему клапанному корпусу 2b. Клапанные элементы 7 перемещаются вместе с уплотнительным элементом 5. В результате этого клапанные элементы 7 перемещаются во внутреннюю часть верхнего клапанного корпуса 2b, а уплотнительный элемент 5 перемещается в положение, в котором он упирается в край 10. Когда уплотнительный элемент 5 расположен в таком положении, он отделяет нижний клапанный корпус 2a от верхнего клапанного корпуса 2b уплотняющим образом. Перемещающий механизм 4 может также приводиться в действие с перемещением нижней части 9 перемещающего механизма 4 в противоположном направлении, то есть в направлении нижнего клапанного корпуса 2a.
Как показано на фиг.5, уплотнительный элемент 5 имеет размер и форму, совпадающие с размером и формой сечения нижнего клапанного корпуса 2a.
Перемещающий механизм 4 дополнительно снабжен перемещающими лапами 11, выполненными с возможностью перемещения клапанных элементов 7 по направлению к перемещающему механизму 4 и от него, как описано выше.
На фиг.6 также изображен вид в сечении клапанной системы 1, показанной на фиг.1. Сечение, изображенное на фиг.6, расположено по существу перпендикулярно сечению, показанному на фиг.5. На фиг.6 видно, что клапанные элементы 7 снабжены выступающими частями 12, предназначенными для того, чтобы упираться в части 13 стенки клапанного корпуса 2, когда клапанные элементы 7 перемещаются от верхнего клапанного корпуса 2b в направлении нижнего клапанного корпуса 2a. Когда выступающие части 12 перемещены в положение, в котором они упираются в части 13 стенки, дальнейшее перемещение клапанных элементов 7 вниз прерывается. Дальнейшее действие перемещающего механизма 4, перемещающего нижнюю часть 9 перемещающего механизма 4 далее вниз в нижний клапанный корпус 2a, приводит к тому, что перемещающие лапы (не изображенные на фиг.6) перемещают клапанные элементы 7 в направлении от нижней части 9 перемещающего механизма 4 и в направлении к входному отверстию 3 для текучей среды и выходному отверстию 6 для текучей среды, соответственно, тем самым закрывая клапанную систему 1. Это описано более подробно ниже со ссылками на фиг.7-12. На фиг.6 клапанные элементы 7 расположены в положении, в котором они упираются в клапанные седла, образованные у входного отверстия 3 для текучей среды и выходного отверстия 6 для текучей среды, соответственно, то есть клапанная система 1 находится в закрытом состоянии.
На фиг.7-12 проиллюстрированы перемещения перемещающего механизма 4 клапанной системы 1, показанной на фиг.1. На фиг.7-12 клапанная система 1 оказана в аксонометрии и в сечении.
Как показано на фиг.7, нижняя часть 9 перемещающего механизма 4 расположена таким образом, что уплотнительный элемент 5 расположен во втором крайнем положении, то есть уплотнительный элемент 5 находится в положении, в котором он упирается в край 10, тем самым отделяя нижний клапанный корпус 2a от верхнего клапанного корпуса 2b уплотняющим образом. Клапанные элементы 7 расположены полностью в верхнем клапанном корпусе 2b, а клапанная система 1 находится в полностью открытом состоянии, обеспечивающем максимальную скорость потока через клапанную систему 1 из входного отверстия 3 для текучей среды к выходному отверстию 6 для текучей среды.
Поскольку клапанные элементы 7 расположены во внутренней части верхнего клапанного корпуса 2b, а верхний клапанный корпус 2b отделен от нижнего клапанного корпуса 2a посредством уплотнительного элемента 5, обеспечивается возможность проверки и/или выполнения технического обслуживания клапанных элементов 7, когда они находятся в положении, изображенном на фиг.7.
Как показано на фиг.8, нижняя часть 9 перемещающего механизма 4 перемещена в направлении вниз относительно верхней части 8 перемещающего механизма 4. Таким образом, клапанные элементы 7 и уплотнительный элемент 5 перемещены во внутреннюю часть нижнего клапанного корпуса 2a, а выступающие части 12 перемещены в положение, в котором они упираются в части 13 стенки. Перемещение клапанных элементов 7 в направлении входного отверстия 3 для текучей среды и выходного отверстие 6 для текучей среды, соответственно, еще при этом не было инициировано. Следовательно, клапанные элементы 7 расположены прилегающими к входному отверстию 3 для текучей среды и выходному отверстию 6 для текучей среды, соответственно, но не находятся в контакте с клапанным седлами. Следовательно, клапанная система 1 не находится в закрытом состоянии, но скорость потока текучей среды, протекающего через клапанную систему 1, значительно ниже, чем скорость потока в ситуации, показанной на фиг.7.
Во время перемещения нижней части 9 перемещающего механизма 4 из положения, изображенного на фиг.7, в положение, изображенное на фиг.8, клапанные элементы 7 остаются вблизи нижней части 9 перемещающего механизма 4, поскольку выступающие части 12 упираются в боковые стенки верхнего клапанного корпуса 2b. Таким образом, обеспечено, что клапанные элементы 7 не переместятся случайно в горизонтальном направлении во время вертикального перемещения, и закрывающее перемещение клапанной системы 1 может, тем самым, контролироваться точным образом.
Как показано на фиг.9, нижняя часть 9 перемещающего механизма 4 перемещена еще ниже относительно верхней части 8 перемещающего механизма 4. Поскольку выступающие части 12 расположены в положении, в котором они упираются в части 13 стенки, клапанные элементы 7 удерживаются от перемещения далее вниз. Вместо этого, дальнейшее перемещение вниз нижней части 9 перемещающего механизма 4 приводит к тому, что перемещающие лапы 11 перемещают клапанные элементы 7 в направлении к входному отверстию 3 для текучей среды и выходного отверстия 6 для текучей среды, соответственно, и в положение, в котором они упираются в клапанные седла. Аналогично, как показано на фиг.9, клапанная система 1 находится в полностью закрытом состоянии, то есть поток текучей среды через клапанную систему 1 блокирован. Кроме того, клапанные элементы 7 заблокированы в данном положении, поскольку две поверхности перемещающих лап 11 упираются друг в друга, тем самым предотвращая дальнейшее перемещение клапанных элементов 7 наружу Все силы, воздействующие на перемещающие лапы 11, выталкивают их в направлении к перемещающему механизму 4. Блокировка клапанных элементов 7 препятствует их случайному перемещению из закрытого состояния, то есть клапанные элементы 7 сохраняются в положении, в котором они перекрывают поток текучей среды через клапанную систему 1. Следовательно, обеспечивается безопасное извлечение нижней части клапанного корпуса 2, и тем самым обеспечивается возможность проверки, выполнения технического обслуживания или замены любой клапанной части, расположенной в нижнем клапанном корпусе 2a, включая клапанные элементы 7 и уплотнительный элемент 5.
Как показано на фиг.10, нижняя часть 9 перемещающего механизма 4 несколько перемещена в направлении вверх относительно верхней части 8 перемещающего механизма 4 по сравнению с положением, изображенном на фиг.9. Таким образом, выступающие части 12 больше не расположены в положении, в котором они упираются в части 13 стенки. Вместо этого, выступающие части 12 расположены непосредственно прилегающими к нижним краям боковых стенок верхнего клапанного корпуса 2b. Клапанные элементы 7 все еще расположены в положении, в котором они упираются в клапанные седла, то есть клапанная система 1 все еще находится в полностью закрытом состоянии, даже хотя процесс открывания уже инициирован. Перемещение нижней части 9 перемещающего механизма 4 далее вверх вызывает скольжение выступающих частей 12 вдоль нижних краев боковых стенок верхнего клапанного корпуса 2b. Это вызывает перемещение клапанных деталей 7 в направлении от входного отверстия 3 для текучей среды и выходного отверстия 6 для текучей среды, соответственно, и в направлении перемещающего механизма 4, что происходит посредством перемещающих лап 11. В результате, клапанная система 1 открывается, то есть обеспечивается протекание текучей среды через клапанную систему 1.
Наличие скривленных верхних поверхностей выступающих частей 12 обеспечивает, что открывание клапанной системы 1 выполняется контролируемым и точным образом.
Как изображено на фиг.11, нижняя часть 9 перемещающего механизма 4 несколько перемещена в направлении вверх по сравнению с ситуацией, показанной на фиг.10. Таким образом, на фиг.11 клапанные элементы 7 перемещены в направлении от входного отверстия 3 для текучей среды и выходного отверстия 6 для текучей среды, соответственно, как описано выше, и клапанная система 1 следовательно находится в открытом состоянии, с низкой степенью открывания.
Как показано на фиг.12, нижняя часть 9 перемещающего механизма 4 перемещена еще дальше в направлении вверх. Это приводит к тому, что клапанные элементы 7 перемещаются в направлении верхнего клапанного корпуса 2b, и степень отрывания клапанной системы 1 тем самым становиться больше, но максимальная степень отрывания все еще не достигнута.
Видно, что выступающие части 12 упираются в боковые стенки верхнего клапанного корпуса 2b, тем самым сохраняя клапанные элементы 7 в положении вблизи нижней части 9 перемещающего механизма 4, как описано выше со ссылкой на фиг.8.
На фиг.13 показан вид в сечении клапанной системы 1 согласно варианту осуществления изобретения, где клапанная система содержит выпускной клапан. Клапанная система 1 содержит клапанный корпус 2, определяющий первую часть, выполненную в форме нижнего клапанного корпуса 2a, и вторую часть, выполненную в форме верхнего клапанного корпуса 2b. Нижний клапанный корпус 2a снабжен входным отверстием 3 для текучей среды и выходным отверстием 6 для текучей среды. Клапанная система 1 представлена в открытом состоянии, при этом обеспечивается протекание текучей среды через клапанную систему 1 из входного отверстия 3 для текучей среды к выходному отверстию 6 для текучей среды через нижний клапанный корпус 2a. Клапанные элементы 7 расположены во внутренней части верхнего клапанного корпуса 2b. Перемещающий механизм 4 расположен таким образом, что уплотнительный элемент 5 находится во втором крайнем положении, тем самым отделяя нижний клапанный корпус 2а от верхнего клапанного корпуса 2b уплотняющим образом. Уплотнительный элемент 5 содержит два пластинообразных элемента, первый пластинообразный элемент 5a и второй пластинообразный элемент 5b, причем два пластинообразных элемента образуют двойную часть стенки, и тем самым двойное уплотнение первой части внутренней части клапанного корпуса 2, когда уплотнительный элемент 5 находится в разделяющем положении. Два пластинообразных элемента 5a, 5b образуют совместно с клапанным корпусом промежуточную полость 14 во внутренней части клапанного корпуса 2, когда уплотнительный элемент 5 находится в разделяющем положении. В клапанном корпусе расположено отверстие 15, образующее отверстие в промежуточной полости 14, причем в соединенном с отверстием 15 положении расположена клапанная деталь 16 для опорожнения клапанной системы.