УСТРОЙСТВО АВАРИЙНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ ТРУБОПРОВОДА
DEVICE FOR EMERGENCY PIPELINE SHUTDOWN

Изобретение относится к системам трубопроводов и может быть использовано для их автоматического перекрытия в случае разлива транспортируемых жидкостей.
Известно устройство для аварийного отключения подачи воды по патенту RU 2232852, МПК: E03C 1/242, E03C 1/00, G05D 7/00, опубликовано 20.07.2004. Устройство содержит корпус, электромагнитный клапан, датчики наличия воды и блок управления. Корпус оснащен подающим и расходным патрубками для подключения к подающему и расходному участкам трубопровода, электромагнитный клапан установлен в корпусе, датчики наличия воды расположены под водоразборной арматурой и через блок управления связаны с электромагнитным клапаном.
Устройство не приспособлено к работе без источника электрического тока, отличается трудоемкостью монтажа и высокой стоимостью изготовления.
В качестве прототипа принято устройство для защиты помещений от затопления водой из водопроводной сети по авторскому свидетельству СССР №1678991, МПК E03C 1/04, опубликовано 23.09.1991. Устройство содержит корпус, клапан, седло клапана и механизм возврата клапана. Корпус оснащен подающим и расходным патрубками для подключения к подающему и расходному участкам трубопровода. Седло клапана установлено поперек проточной части корпуса. Клапан расположен со стороны расходного патрубка и связан штоком с механизмом возврата, который выполнен в виде сильфона, закрепленного герметично в нижней части корпуса.
Недостатком известного устройства является низкая надежность при повышении давления воды и/или открытом водоразборном кране, когда давление и/или расход жидкости препятствуют посадке клапана.
Задача, решаемая изобретением - обеспечение безотказной работы устройства при высоких давлениях и/или расходах транспортируемой жидкости.
Технический результат от использования изобретения заключается в повышении надежности устройства.
Предлагаемое устройство аварийного перекрытия трубопровода содержит корпус, клапан, седло клапана и механизм возврата клапана Корпус оснащен подающим и расходным патрубками для подключения к подающему и расходному участкам трубопровода. Седло клапана установлено поперек проточной части корпуса, а клапан связан штоком с механизмом возврата.
Для достижения результата клапан расположен со стороны подающего патрубка и закреплен на штоке. Шток установлен подвижно в направляющих корпуса. Механизм возврата включает уплотнение, регулируемую опору, предохранитель и опорный стакан. Уплотнение закреплено в корпусе. Регулируемая опора подвижно установлена в опорном стакане на предохранителе из твердого растворимого вещества. Предохранитель установлен на дне опорного стакана, в котором выполнены отверстия под разлившуюся жидкость. Опорный стакан установлен на полу контролируемого помещения.
Предлагаемое устройство имеет несколько исполнений.
Второе исполнение. Предлагаемое устройство аварийного перекрытия трубопровода, в котором уплотнение механизма возврата выполнено в виде кольцевого сальника, закрепленного в корпусе и охватывающего шток, а регулируемая опора выполнена в виде втулки, установленной на штоке посредством резьбового соединения.
Третье исполнение. Предлагаемое устройство аварийного перекрытия трубопровода, в котором уплотнение механизма возврата выполнено в виде кольцевой выпуклой эластичной диафрагмы. Диафрагма посажена на шток по внутренней кольцевой поверхности и герметично закреплена на штоке. По наружному контуру диафрагма герметично закреплена на корпусе фланцем. Регулируемая опора состоит из подпятника и втулки, соединенных резьбовым соединением. Подпятник закреплен на штоке и оснащен опорным гребнем, поддерживающим диафрагму между штоком и корпусом. Регулируемая опора своей втулкой подвижно установлена в опорном стакане на предохранителе.
Четвертое исполнение. Предлагаемое устройство аварийного перекрытия трубопровода, в котором механизм возврата оснащен уплотнением в виде глухой плоской эластичной диафрагмы. Диафрагма по наружному контуру герметично закреплена на корпусе фланцем. Регулируемая опора состоит из подпятника и втулки, соединенных резьбовым соединением. Регулируемая опора своей втулкой подвижно установлена в опорном стакане на предохранителе. Шток и подпятник оснащены опорными дисками, которые поддерживают диафрагму изнутри и снаружи.
Пятое исполнение. Предлагаемое устройство аварийного перекрытия трубопровода, в котором шток и клапан подпружинены относительно корпуса возвратной пружиной.
В случае разлива жидкости, последняя поступает через отверстия в дне опорного стакана к предохранителю, который растворяется и освобождает пространство для движения регулируемой опоры, штока и клапана. Клапан под действием напора в подающем участке трубопровода и сил гравитации движется до посадки в седло и перекрывает расходный участок трубопровода. В исполнениях 2, 3, 4 и 5 при аварийном срабатывании устройства эластичные диафрагмы прогибаются наружу. В исполнении 5 посадка клапана дополнительно обеспечивается пружиной.
На фиг.1 представлен общий вид устройства в рабочем состоянии, который включает признаки первого и второго исполнений.
На фиг.2 представлен общий вид устройства в рабочем состоянии, который включает признаки первого и третьего исполнений.
На фиг.3 представлен общий вид устройства после аварийного срабатывания, который включает признаки первого и третьего исполнений.
На фиг.4 представлен общий вид устройства в рабочем состоянии, который включает признаки первого, четвертого и пятого исполнений.
Устройство аварийного перекрытия трубопровода на фиг.1 содержит корпус 1, клапан 2, седло 3 клапана и механизм возврата клапана. Корпус оснащен подающим 4 и расходным 5 патрубками для подключения к подающему и расходному участкам трубопровода. Седло 3 клапана установлено поперек проточной части корпуса, а клапан связан штоком 6 с механизмом возврата.
Для достижения результата клапан расположен со стороны подающего патрубка 4 и закреплен на штоке 6. Шток установлен подвижно в направляющих корпуса. Механизм возврата включает уплотнение 7, регулируемую опору 8, предохранитель 9 и опорный стакан 10. Уплотнение закреплено в корпусе 1. Регулируемая опора 8 подвижно установлена в опорном стакане 10 на предохранителе 9 из твердого растворимого вещества. Предохранитель установлен на дне опорного стакана, в котором выполнены отверстия под разлившуюся жидкость. Опорный стакан установлен на полу контролируемого помещения. Корпус 1 выполнен в виде цилиндра, закрытого крышками 11, 12, с уплотнительными кольцами 13, которые стянуты шпильками 14 и гайками 15.
Устройство аварийного перекрытия трубопровода во втором исполнении, см. фиг.1, содержит уплотнение механизма возврата, выполненное в виде кольцевого сальника 7, закрепленного в корпусе и охватывающего шток 6. Регулируемая опора выполнена в виде втулки 8, установленной на штоке посредством резьбового соединения.
Устройство аварийного перекрытия трубопровода в третьем исполнении, см. фиг.2, 3, содержит уплотнение механизма возврата, выполненное в виде кольцевой выпуклой эластичной диафрагмы 16. Диафрагма посажена на шток 6 по внутренней кольцевой поверхности и герметично закреплена на штоке. По наружному контуру диафрагма 16 герметично закреплена на корпусе фланцем 17. Регулируемая опора состоит из подпятника 18 и втулки 8, соединенных резьбовым соединением. Подпятник 18 закреплен на штоке и оснащен опорным гребнем, поддерживающим диафрагму между штоком и корпусом. Регулируемая опора своей втулкой 8 подвижно установлена в опорном стакане на предохранителе.
На фиг.2 устройство показано в рабочем состоянии на фиг.3 - после аварийного срабатывания.
Устройство аварийного перекрытия трубопровода в четвертом исполнении, см. фиг.4, содержит уплотнение механизма возврата, выполненное в виде глухой плоской эластичной диафрагмы 19, которая по наружному контуру герметично закреплена на корпусе фланцем 17. Регулируемая опора состоит из подпятника 20 и втулки 8, соединенных резьбовым соединением. Регулируемая опора своей втулкой 8 подвижно установлена в опорном стакане на предохранителе. Шток 6 и подпятник 20 оснащены торцовыми опорными дисками, которые поддерживают диафрагму изнутри и снаружи.
Устройство аварийного перекрытия трубопровода в пятом исполнении, см. фиг.4, оснащено возвратной пружиной 21, посредством которой шток и клапан подпружинены относительно корпуса.
Устройство приводится в рабочее состояние следующим образом.
В опорный стакан 10 устанавливается предохранитель 9 из твердого растворимого материала, например сахара. На предохранитель 9 своей втулкой 8 устанавливается регулируемая опора. Опорный стакан устанавливается под устройством, так чтобы регулируемая опора поддерживала шток непосредственно или через эластичную мембрану. Высота подъема клапана настраивается регулируемой опорой. Для контроля высоты клапана при регулировке крышка 11 оснащена уплотняемой пробкой.
Устройство работает следующим образом.
В случае разлива жидкости, последняя поступает через отверстия в дне опорного стакана к предохранителю 9, который растворяется и освобождает пространство для движения регулируемой опоры, штока и клапана. Клапан под действием напора в подающем участке трубопровода и сил гравитации движется до посадки в седло и перекрывает расходный участок трубопровода. В исполнениях 3, 4 и 5 при аварийном срабатывании устройства эластичные диафрагмы прогибаются наружу. В исполнении 5 посадка клапана дополнительно обеспечивается пружиной 21.
Промышленная применимость предлагаемого изобретения подтверждена стендовыми испытаниями и эксплуатацией установочной серии.
Производство предлагаемого устройства реализовано в условиях металлообрабатывающего завода.
Предлагаемое изобретение позволяет повысить надежность устройства.