Клапан обратный

Заявляемая полезная модель относится к промышленной трубопроводной арматуре и предназначена для предотвращения обратного потока проводимой среды в случае отключения насосных агрегатов и/или аварийном обесточивании энергосистем при транспортировке жидких сред по различным технологическим трубопроводам под большим давлением.
Из уровня техники известен клапан обратный, включающий корпус с размещенным в нем запорным органом, состоящим из седла и затвора, и имеющий уплотнительные поверхности, при этом клапан выполнен съемным, а затвор - тарельчатым с возможностью осевого перемещения, при этом затвор взаимодействует с дополнительно установленной упорной крышкой посредством подпружиненной направляющей, а уплотнительные поверхности выполнены по конусу и снабжены уплотнениями (патент № 88092 на полезную модель «Клапан обратный», дата подачи 22.07.2009 г., опубликовано 27.10.2009 г.).
Наиболее близким по техническому решению к заявляемому устройству является клапан обратный, выполненный съемным и включающий корпус, в котором размещен запорный орган, состоящий из седла и тарельчатого затвора с профильным торцом, обращенным навстречу потоку рабочей жидкости, при этом тарельчатый затвор, установленный с возможностью осевого перемещения, через направляющую, оснащенную упругим элементом в виде пружины, взаимодействует с упорной крышкой, в которой выполнены сквозные отверстия, а по наружному периметру - выступы, входящие в зацепление с кольцевыми проточками на внутренней поверхности корпуса, при этом в упорной крышке запрессована втулка, центрирующая направляющую, ход которой ограничен с одной стороны седлом, с другой - упорной крышкой, при этом упорная крышка выполнена в виде кольца и разделена диаметральными перегородками с образованием сквозных отверстий (патент № 199144 на полезную модель «Клапан обратный», дата подачи 28.02.2020 г., опубликовано 19.08.2020 г.).
Недостатками известных клапанов является наличие несъёмного седла, запрессованного в корпус, и сложная конструкция фиксации упорной крышки в корпусе по наружному диаметру с помощью выступов, входящих в зацепление с кольцевыми проточками на внутренней поверхности корпуса и, как следствие, сложность в ремонте клапана при нарушении герметичности запорного органа из-за повреждения уплотнительной поверхности седла и необходимости его замены, а также сложность механической обработки выступов по наружному диаметру упорной крышки и кольцевых проточек на внутренней поверхности корпуса.
Технической задачей, на которую направлена заявляемая полезная модель, является повышение ремонтопригодности клапана и упрощение конструкции крепления упорной крышки.
Указанный результат достигается тем, что клапан обратный, выполненный съемным и включающий корпус, в котором размещен запорный орган, состоящий из седла и тарельчатого затвора с профильным торцом, обращенным навстречу потоку рабочей жидкости, при этом тарельчатый затвор, установленный с возможностью осевого перемещения, через направляющую, оснащенную упругим элементом в виде пружины, взаимодействует с упорной крышкой, выполненной в виде кольца, разделенного диаметральными перегородками с образованием сквозных отверстий, и в которую запрессована втулка, центрирующая направляющую, ход которой ограничен с одной стороны седлом, с другой - упорной крышкой, согласно полезной модели седло выполнено съёмным и закреплено в цилиндрической расточке корпуса гайкой, а упорная крышка в цилиндрической расточке корпуса крепится установочными винтами.
Благодаря тому, что седло выполнено съемным, возможна его замена или ремонт.
А отсутствие в конструкции клапана варианта фиксации упорной крышки в корпусе по наружному диаметру с помощью выступов, входящих в зацепление с кольцевыми проточками на внутренней поверхности корпуса исключит необходимость применения специального инструмента при механической обработке упорной крышки и корпуса.
Сущность заявляемого технического решения поясняется графическим материалом, на котором представлен продольный разрез клапана обратного.
Клапан обратный содержит корпус 1, установленный между двумя фланцами 2, соединенными шпильками 3 и гайками 4.
Внутри корпуса размещен запорный орган, состоящий из седла 5 и тарельчатого затвора 6, который установлен с возможностью совершения осевого перемещения. Торец тарельчатого затвора, обращенный навстречу потоку рабочей среды, выполнен профильным, в виде лепестков, с помощью которых тарельчатый затвор центрируется относительно оси седла. Кроме того, профильный торец затвора выполняет функцию дополнительной опоры. В седле 5 выполнено центральное сквозное отверстие для прохода рабочей среды.
На внутренней поверхности корпуса выполнены цилиндрические расточки 7 и 8, со стороны входа рабочей среды для установки седла 5 с уплотнительной прокладкой 9, а со стороны выхода - для установки упорной крышки 10. Седло 5 в расточке корпуса крепится гайкой 11, а упорная крышка - стопорными винтами 12.
Упорная крышка 10 с сердцевиной разделена диаметральными перемычками с образованием больших сквозных отверстий, занимающих основную площадь крышки, в том числе расположенных вблизи периферии боковых стенок корпуса. В таком виде крышка 10, по сути, представляет собой кольцо, разделенное перемычками. Сквозные отверстия могут иметь любую фигурную форму, например, приближенную к круглой, овальной или полуовальной, или в виде сегмента круга.
Упорная крышка 10 и тарельчатый затвор 6 связаны между собой через направляющую 13, один конец которой размещен во втулке 14, запрессованной в сердцевине упорной крышки 10 и обеспечивающей центрирование направляющей 13. Другим концом направляющая 13 жестко, посредством резьбового соединения, связана с тарельчатым затвором 6, торец которого, направленный навстречу потоку рабочей среды, выполнен профильным в виде равномерно расположенных по его периметру выступов, имеющих форму лепестков. Направляющая 13 снабжена упругим элементом в виде пружины 15. Лепестки затвора 6 и пружина 15 выполняют функцию дополнительной направляющей, центрирующей положение затвора в седле.
Ход тарельчатого затвора 6 при поступательном движении ограничен ходом пружины 15, которая сжимается при поступательном движении и разжимается при возвратном, а также упорной крышкой 10.
Возвратное движение затвора 6, осуществляемое под действием упругих сил пружины 15, ограничивается седлом 5.
Затвор 6 снабжен уплотнительным кольцом 16, выполненным из полимерного материала, например, из полиуретана.
Помимо герметизации затвора 6 уплотнительное кольцо 16 из полимерного материала способствует бесшумной работе клапана за счет уменьшения звука ударов седла и затвора друг о друга.
Клапан работает следующим образом.
Клапан обратный поставляется в закрытом состоянии, при котором тарельчатый затвор 6 плотно прилегает к седлу 5.
Клапан устанавливают на трубопроводе по направлению потока жидкости.
При повышении давления рабочая среда, преодолевая усилие пружины 15, отжимает тарельчатый затвор 6 от седла 5, при этом затвор 3 из положения «закрыто» перемещается в вдоль направляющей 13 во втулке 14 и открывает клапан. Ход затвора 6 ограничивает упорная крышка 10. Рабочая среда из входного фланца проходит через седло 5 и через проточную полость клапана и сквозные отверстия в упорной крышке 10 поступает в выходной фланец и далее в трубопровод.
При отключении линии нагнетания или аварийном обесточивании энергосистем поддержания давления, тарельчатый затвор 6 под действием обратного напора рабочей среды перекрывает седло 5, тем самым, предотвращая поток рабочей среды в обратном направлении.