ЗАЩИТНЫЙ КЛАПАН

Полезная модель относится к области арматуростроения и может быть использована в газовой и нефтяной промышленности в качестве защитного автоматического средства, используемого для предохранения повреждения трубопровода в моменты резкого перепада давления и избежания аварийных ситуаций.
Известна резервуарная хлопушка (SU А.С. №399546), состоящая из корпуса, большого клапана с шарниром и малого клапана с кольцом и шарниром. Ее конструкция отличается надежностью и простотой, а также удобством в эксплуатации. Особенность хлопушки - два механизма взведения, что не является целесообразным для всех эксплуатационных ситуаций.
Известен также отсечной запорно-регулирующий клапан (RU №2135873). Он состоит из корпуса, подвижного штока, запорного органа, седла, рычага и двух серег, шарнирно связанных между собой, и представляющих собой промежуточный узел. Конструкция клапана позволяет ему сочетать в себе функции 3-х клапанов: отсечного, регулирующего и запорного, а также обеспечивает точность работы.
Однако отсутствие прямоточности может вызывать, при больших расходах рабочей среды эффект дросселирования и вибрацию, что ограничивает его применимость.
Известно также устройство для регулирования и защиты при редуцировании давлении газа [SU А.С.№219487]. Оно состоит из регуляторов первой и второй ступени редуцирования, запорного органа и элементов защиты от превышения давления после второй ступени редуцирования. Отличаем данного устройства является то, что в запорный орган встроен усилитель импульса с питанием от давления после первой ступени редуцирования, а измерительная полость запорного органа соединена с линией после первой ступени редуцирования через клапан предельного давления и с линией давления первой ступени через дроссель.
Однако данное решение не рассчитано на защиту объекта в случае понижения давления, что не исключает аварийной ситуации. Дистанционная
передача сигнала (импульса) в случае незапланированного происшествия снижает время реакции.
Наиболее близким к заявленному устройству является отсечной мазутный клапан [Защитно-предохранительные устройства нефтегазового оборудования Д.Ф. Гуревич, О.Н. Шпаков, О.Н. Заринский с. 293 Ленинград «Недра» 1991].
Оно включает в себя вал, кривошип, одну серьгу, тарелку, седло. На чертеже 11.13 стр. 293 не показана защелка и диск, которые выполняют предназначенные обычные функции. Защелка освобождает диск, крепящийся на валу. Вал соединен с кривошипом, который в свою очередь соединен с тарелкой посредством серьги. Тарелка крепится на рычаге, который шарнирно связан с выступом на корпусе, что обеспечивает необходимое положение тарелки в открытом и закрытом положении. Данная конструкция, кроме всего перечисленного имеет механизм привода, выполненный в виде груза, который крепится на рычаге, связанным с диском.
Однако последнее снижает надежность устройства за счет возможности внешних механических воздействий на механизм привода, поскольку сам привод и защелка вынесены наружу, за пределы корпуса. Кроме того, диск, рычаг, груз увеличивают габариты и металлоемкость клапана, что ограничивает его применение.
Задачей данной полезной модели является повышение надежности при уменьшении габаритов и металлоемкости устройства.
Сущность полезной модели заключается в том, что в защитном клапане, выполненном в виде корпуса и помещенных в него седла и запорного органа в виде тарелки, закрепленной рычажным механизмом с серьгой, который зафиксирован защелкой, выполненной из двух разнесенных частей, входящие в защелку части разнесены: одна на шток, размещенный в канале корпуса, и выполненная на штоке в виде бурта, охватывающего шток, а вторая, ответная часть в виде упора, - на стержень, расположенный шарнирно в корпусе и закрепленный в нем для возможности поворота с одной из сторон его, причем шток и стержень ориентированы перпендикулярно направлению трубопровода, а стержень выполнен протяженным и выходящим за корпус, по крайней мере, с одной стороны его для осуществления выхода «на привод», для чего с наружной стороны стержня за
корпусом размещен кривошип, а на нижнем конце штока выполнены: пружинный привод в виде пружины, упирающейся с одной стороны в корпус, с другой стороны - в шайбу-упор на штоке и шарнирно установленную ниже шайбы-упора серьгу, которая выполнена с возможностью взаимодействия со второй серьгой, входящую в шарнирный механизм, закрепленный на центральной части тарелки, а крайняя часть тарелки шарнирно связана с корпусом посредством второй серьги, которая сопряжена с тарелкой посредством пружины, обеспечивающей положение тарелки в открытом виде.
Технико-экономический эффект заключается в том, что в данной конструкции защелка помещена внутрь корпуса и исключается, тем самым, возможность влияния на нее внешних воздействий. Одновременно это обеспечивает выигрыш и в габаритах всего клапана в целом. Пружинный привод в заявляемом виде в нижней части штока в отличие от груза на рычаге в прототипе еще уменьшает габариты и металлоемкость.
Заявляемое устройство поясняется с помощью чертежа, где на фиг. позициями обозначены:
1-шток;
7- кривошип;
2,12- пружины;
8,9-серьги;
3 - шайба;
10- тарелка;
4- упор;
11- петля корпуса;
5- стержень;
13-рукоятка взвода;
6- бурт;
14-седло;
Подробное описание работы заявленного устройства.
На шток 1, находящийся в канале корпуса, который расположен перпендикулярно оси трубопровода, воздействует пружина 2 посредством закрепленной на штоке 1 шайбы 3, вытягивая шток 1 в направлении к оси трубопровода. Этому противодействует упор 4, закрепленный на стержне 5 и упирающийся в бурт 6 штока 1. Упор 4 имеет возможность вращения вокруг стержня 5, для чего достаточно приложения усилия на кривошип 7, который имеет отверстие для шарнирного соединения с автоматом - приводом. Применение шарнирно закрепленного стержня 5, на котором закреплен упор 4, ответная часть
защелки, позволило повысить точность срабатывания за счет равномерности прикладываемого усилия на кривошип 7 в сравнении со скачкообразным усилием, получавшемся в отсечном мазутном клапане (в прототипе). Этот же конструктивный прием уменьшает величину усилия на кривошип 7, что позволяет применить более точный и менее мощный автомат - привод. В случае возникновения аварийной ситуации это позволяет вывести из зацепления бурт 6 и упор 4. В этом случае шток 1 начнет перемещаться в направлении к оси трубопровода. Шарнирный механизм, состоящий из штока 1 и серьги 8, в этом случае позволяет тарелке 10 лечь на седло 14 корпуса, которая совершает движение по дуге вокруг шарнира, состоящего из проушины тарелки, находящейся на ее краю, и серьги 9. Последняя в свою очередь связана с корпусом посредством петли 11, выступающей из корпуса. В этом случае пружина 12 обеспечивает необходимую кинематику движения, приводящую к закрытию клапана. Взведение происходит за рукоятку взвода 13. В этом случае шток 1 поднимает тарелку 10 посредством серьги 8 и пружина 12 обеспечивает параллельное положение плоскости тарелки и оси трубопровода. Когда бурт 6 выше плоскости упора 4, на кривошип 7 дается команда от управляющего устройства-автомата на возвращение его в исходное положение. Стержень 5 с упором 4 поворачиваются так, чтобы упор 4 зашел под бурт 6. Рукоятку взвода 13 можно отпустить. Клапан взведен.