ОБРАТНЫЙ КЛАПАН

Полезная модель относится к общему машиностроению, а именно к конструкции обратных клапанов предохранительной трубопроводной арматуры и может быть использовано для перекрытия рабочей среды в различных трубопроводах больших расходов и малых давлений при превышении требуемого давления рабочей среды, предпочтительно газообразной среды. Полезная модель предназначена для использования в различных технологических линиях ТЭЦ, АЭС и газонефтеперерабатывающих предприятиях.
Известен предохранительный клапан, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, установленное в нем седло с конической уплотнительной поверхностью для связи со шпинделем запорного элемента и цилиндрической уплотнительной поверхностью для дроссельного элемента, причем дросселирующий элемент выполнен в виде соединенного с запорным элементом цилиндрического хвостовика с обтекателем на конце, а уплотнительная поверхность на седле для запорного элемента сопряжена с его проходным отверстием (см. SU 666359, кл. F16К 47/08, опубл. 05.06.1979).
Недостатком известного клапана является невысокая надежность и долговечность работы клапана, вызванные относительно большим периодом срабатывания клапана при падении давления в трубопроводной арматуре.
Ближайший аналог не выявлен, в связи с чем формула полезной модели составлена без разделения на ограничительную и отличительную части.
Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является расширение технических возможностей за счет обеспечения стабильной работы узлов и деталей клапана в течение длительного срока эксплуатации в различных средах, обеспечение при этом демпфирования посадки запирающего элемента на седло и быстродействия закрытия входного канала при снижении давления рабочей среды и исключение, тем самым, отрицательных последствий в трубопроводной арматуре. Другой задачей является упрощение конструкции клапана и обеспечение его ремонтопригодности и технологичности. Технический результат заключается в обеспечении снижения усилий и нагрузок, действующих на направляющий шток за счет разнесения его опор на значительное расстояние и распределения тем самым
этих нагрузок на его опоры в процессе работы клапана, а также в выполнении клапана составным из корпуса, корпусного элемента и первой опоры с возможностью их замены, а также за счет уменьшения сопротивления перемещению штока за счет обеспечения дросселирования среды, находящейся в торцевой полости корпусного элемента, и обеспечения защиты уплотнений первой опоры.
Для решения поставленной задачи обратный клапан содержит корпус с входным и выходным каналами, седло, выполненное с проходным отверстием для взаимодействия с запирающим элементом, подпружиненным относительно корпуса и установленным с возможностью закрытия проходного отверстия в случае падения давления рабочей среды, при этом запирающий элемент закреплен на направляющем штоке, подвижно установленным в опорах, первая из которых по ходу движения рабочей среды выполнена с упомянутым седлом и имеет отверстия для прохода рабочей среды, а вторая опора представляет собой полый корпусной элемент с размещенной внутри пружиной запирающего элемента, оборудованного направляющей, на переднем конце направляющего штока по ходу движения рабочей среды расположено средство для защиты уплотнения первой опоры, а со стороны другого торца образована в корпусном элементе торцевая полость, которая сообщена с выходным каналом посредством дросселирующее отверстие.
Возможны и другие варианты выполнения полезной модели, согласно которым необходимо, чтобы:
- корпусной элемент и первая опора были бы установлены в корпусе с возможностью демонтажа, оборудованы дефлекторами потока рабочей среды и выполнены с обтекающими поверхностями как в направлении движения рабочей среды, так и в противотоке.
- дросселирующее отверстие было бы выполнено в заглушке, установленной в торцевой полости корпусного элемента и выполненной с уплотнением.
- средство для защиты уплотнения первой опоры было бы выполнено грибовидной формой со шляпкой, перекрывающей зону со стороны уплотнения.
- клапан был бы оборудован средством, исключающим угловое перемещение запирающего элемента.
- средство, исключающее угловое перемещение запирающего элемента, было бы выполнено в виде стержня, закрепленного на запирающем элементе и расположенного
в отверстии, выполненном в корпусном элементе, при этом длина стержня превышает рабочий ход запирающего элемента.
Указанные признаки являются существенными и взаимосвязанными между собой причинно-следственной связью с образованием совокупности существенных признаков, достаточных для обеспечения расширения технических возможностей, в частности обеспечения надежности эксплуатации, повышение ремонтопригодности, сокращения времени закрытия клапана и исключения колебаний давления в трубопроводной арматуре.
Сущность полезной модели поясняется чертежами.
На фиг.1 изображен обратный клапан.
На фиг.2 - клапан по фиг.1 вид А.
На фиг.3 - клапан по фиг.1 вид Б.
Обратный клапан, согласно полезной модели (фиг.1, 2, 3,), содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 каналы. Внутри корпуса 1 во входном канале 2 расположено седло 4 с проходным отверстием 5 для взаимодействия с запирающим элементом 6, подпружиненным пружиной 7 относительно корпуса 1 и установленным с возможностью открытия и закрытия входного отверстия 5 в случае падения давления рабочей среды.
Внутри корпуса 1 с возможностью демонтажа установлен корпусной элемент 8 с подвижно установленным направляющим штоком 9, на котором закреплен запирающий элемент 6. Направляющий шток 9 подвижно установлен в опорах 10 и 11, первая из которых по ходу движения рабочей среды выполнена с упомянутым седлом 4 и имеет входное отверстие 5 для прохода рабочей среды, выполненное в виде нескольких окон.
Функцию второй опоры выполняет полый корпусной элемент 8 с размещенной внутри на направляющем штоке 9 пружины 7, несущем запирающий элемент 6. На переднем конце направляющего штока 9 по ходу движения рабочей среды расположено средство 12 для защиты уплотнения первой опоры, которое выполнено грибовидной формой со шляпкой, перекрывающей зону со стороны уплотнения с целью исключения прямого воздействия потока рабочей среды, несущей песок и другие включения.
Со стороны другого торца направляющего штока 9 образована в корпусном элементе
торцевая полость 13, которая сообщена с выходным каналом 3 посредством дросселирующего отверстия 14, при этом последний выполнен в заглушке 15, установленной в торцевой полости 13 корпусного элемента 1 и выполненной с уплотнением 16.
С целью повышения технологичности, упрощения конструкции корпуса и обеспечения ремонтопригодности корпусной элемент 8 и первая опора 10 установлены в корпусе 1 с возможностью демонтажа, кроме этого они оборудованы дефлекторами потока рабочей среды и выполнены с обтекающими поверхностями как в направлении движения рабочей среды, так и в противотоке.
Для повышения надежности и стабильности в работе клапан оборудован средством, исключающим угловое перемещение запирающего элемента 6, которое выполнено в виде стержня 17, закрепленного на запирающем элементе 6 и расположенного в отверстии 18 кронштейна 19, закрепленного на корпусном элементе 8, при этом длина стержня 17 превышает рабочий ход запирающего элемента 6.
С целью снижения себестоимости изготовления клапана, учитывая, что различные его детали изнашиваются не одновременно и не одинаково предлагается корпус 1, первую опору 10, выполненную за одно целое с седлом 4, корпусной элемент 8 и запирающий элемент 6 изготавливать из разных материалов с разными свойствами.
Патентуемый обратный клапан функционирует следующим образом.
Обратный клапан предохранительной трубопроводной арматуры может быть использован для перекрытия рабочей среды с целью предотвращения обратного движения среды по трубопровод. Кроме этого обратные клапана данной конструкции могут быть использованы для предотвращения обратного вращения компрессоров или насосов, защищая тем самым уплотнения и приводные механизмы от повреждений.
Согласно полезной модели под действием давления среды тарельчатый запирающий элемент 6, отжимая пружину 7, освобождает проход через отверстия 5 в опоре 10, сообщая тем самым входной 2 канал с выходным 3 каналом. При этом направляющий шток 9, перемещаясь в опорах скольжения, сжимает среду, находящуюся в торцевой полости 13, которая, дросселируя, перетекает через из нее наружу, сглаживая тем самым динамические нагрузки потока. Внешняя поверхность
запирающего элемента 6 выполнена обтекаемой, также как и поверхности опоры 10 и корпусного элементы 8. В случае падения давления, ниже установленного, пружина 7, распрямляясь, перемещает запирающий элемент 6 в сторону седла 4 и входит с ним в контакт, перекрывая отверстия 5 в опоре 10. Срабатывание обратного клапана происходит быстро и без динамических нагрузок, чему способствует, наличие торцевой полости 13, сообщенной с дроссельным отверстием с выходным каналом 3.
В случае использования обратного клапана в трубопроводных системах АЭС и для химической и нефтегазовой промышленности его узлы и детали изготавливается из коррозионностойкой или углеродистой стали.
Применение полезной модели обеспечивает расширение технических возможностей за счет снижения усилий и нагрузок, действующих на направляющий шток, выполненный с разнесенными опора скольжения на значительное расстояние и распределения тем самым этих нагрузок на его опоры в процессе работы клапана, а также за счет уменьшения сопротивления перемещению штока за счет обеспечения дросселирования среды, находящейся в торцевой полости корпусного элемента, и обеспечения защиты уплотнений первой опоры.
Полезная модель соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость», поскольку его реализация возможна при использовании существующих средств производства с применением известных технологических операций.