КЛАПАН-ОТСЕКАТЕЛЬ

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к области нефтегазовой промышленности и может быть использована также в других областях, где необходимо автоматическое аварийное перекрытие трубопроводов высокого давления, по которым транспортирующая среда перемещается с большими скоростями.
Уровень техники
Известен отсечной клапан, содержащий поворотный запорный орган типа заслонки и фиксирующий заслонку в открытом положении чувствительный элемент, выполненный в виде нагруженного пружиной штока, на конце которого выполнен выступ, а на заслонке - ответный по форме указанному выступу паз (а.с. №855311, кл. F16K 27/04, F16K 15/03).
Недостаток известного клапана заключается в том, что в нем происходит мгновенное перекрытие проходного сечения, приводящее к полному гидравлическому удару на затворе и возникновению ударной волны, резко снижающей ресурс работы трубопровода и зачастую вызывающий его разрушение. Это затрудняет его применение на трубопроводах высокого давления по которым жидкая рабочая среда транспортируется с большими скоростями.
Известен отсечной клапан (а.с. №362961 кл. 16К 3/04), содержащий поворотный запорный орган типа заслонки и удерживающее его в открытом положении средство, причем запорный элемент выполнен в виде нескольких поворотных заслонок, накладываемых последовательно одна на другую, с уменьшающимися в них отверстиями вплоть до полного перекрытия проходного сечения, которые  удерживаются индивидуальными фиксаторами и освобождаются для запирания штоком с упорами, приводимым в действие давлением среды со скоростью, задаваемой замедляющим устройством дроссельного типа.
Недостатком известного отсечного клапана является сложность конструкции.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков, выбранным в качестве прототипа, является устройство отсекающее, содержащее корпус, расположенный в нем поворотный запорный орган, выполненный в виде накладываемых одна на другую двух поворотных заслонок, одна из которых - разгрузочная - с отверстием, а другая - глухая, перекрывающая отверстие разгрузочной заслонки, удерживающие поворотные заслонки в открытом положении фиксаторы и чувствительные элементы, выполненные в виде нагруженного пружинами штока, (патент RU 2103579).
Недостатком известного устройства отсекающего является незначительное уменьшение гидроудара из-за малого проходного отверстия в разгрузочной заслонке (увеличить которое невозможно из-за конструктивного выполнения затвора в виде совмещенных заслонок с отверстием и глухой путем их наложения) и достаточно резкого перекрытия потока транспортируемой среды.
Сущность полезной модели
Задача, достигаемая полезной моделью, состоит в повышение надежности клапана-отсекателя при срабатывании и перекрытии трубопровода высокого давления, по которому среда транспортируется с высокой скоростью.
В ходе решения данной задачи достигается технический результат: значительное уменьшение гидроудара.
Данный технический результат достигается тем, что клапан-отсекатель содержит корпус, содержащий две соединенные между собой проходным отверстием рабочие полости, в каждой из которых расположен затвор, снабженный фиксирующим его в открытом положении приводом с чувствительным элементом, выполненным в виде нагруженного пружиной штока с выступами на концах. При этом затвор первой по направлению движения транспортируемой среды рабочей полости выполнен в виде поворотной заслонки с проходным отверстием, которая в закрытом положении перекрывает 50%площади проходного отверстия между рабочими полостями. Второй по направлению движения транспортируемой среды затвор выполнен в виде поворотной заслонки глухой. Приводы выполнены с возможностью регулировки предела срабатывания чувствительного элемента привода.
Отличительной особенностью данной полезной модели является то, что клапан имеет вторую рабочую полость и каждая полость имеет свой снабженный приводом затвор. При этом первая по направлению движения транспортируемой среды полость имеет затвор, выполненный в форме заслонки с проходным отверстием и в закрытом положении перекрывает 50%площади проходного отверстия между рабочими полостями, а вторая полость - затвор, выполненный в форме глухой заслонки.
Краткое описание фигур чертежей
На ФИГ. 1 - изображен главный вид клапана-отсекателя с местными разрезами.
На ФИГ. 2 - изображен местный вид привода с местными разрезам
На ФИГ. 3 - изображен местный вид Б.
Осуществление полезной модели
Клапан-отсекатель содержит корпус (1), который содержит рабочие полости (2) и (3), соединенные между собой проходным отверстием (9). Кроме того корпус содержит седла (4) и (5). Внутри рабочей полости (2) корпуса (1) расположен кронштейн (7). На оси (6) кронштейна (7) расположен затвор, выполненный в виде поворотной заслонки (8) с проходным отверстием. Поворотная заслонка в закрытом состоянии перекрывает 50%площади проходного отверстия (9) между полостями (2) и (3). Внутри рабочей полости (3) расположен кронштейн (11). На оси (10) кронштейна (11) расположен затвор, выполненный в виде поворотной заслонки глухой (12). В закрытом состоянии поворотная глухая заслонка (12) перекрывает выходное отверстие в клапане-отсекателе. На глухой заслонке (12) установлен уплотнительный элемент (13), который обеспечивает герметичность между глухой поворотной заслонкой (12) в закрытом состоянии и седлом (5).
Кроме того, клапан-отсекатель содержит два одинаковых по конструкции привода (14) и (15), которые удерживают фиксаторами (17) поворотные заслонки (8) и (12) в открытом (горизонтальном) положении.
Каждый из приводов (14) и (15) содержит корпус привода (16), фиксатор (17) и чувствительный элемент.Чувствительный элемент состоит из штока (20), и нагружающей его пружины (21). Шток (20) имеет выступ (22) с пазом (23) в котором расположен связанный с ним осью (24) фиксатор (17). Фиксаторы (17) выполнены с упорами (18), которые входят в зацепление с поворотными заслонками (8) и (12) удерживая их в открытом положении.
В открытое (горизонтальное) положение поворотной заслонки (8) с проходным отверстием приводится с помощью рукоятки (25), поворотная заслонка глухая (12) - с помощью рукоятки (26).
Для выравнивая давления перед открытием до и после поворотной заслонки глухой (12) установлен кран (27).
Предел срабатывания чувствительного элемента привода (14) от повышения давления в полости (2) выше допустимого устанавливается путем поворота крышки привода (28). Величина установленного предела срабатывания отражается на шкале (29). Отвинчивание или завинчивание крышки изменяет нагруженность пружины, что в свою очередь определяет усилие пружины, с которым она противодействует выталкивающей силе транспортируемой среды.
Аналогично предел срабатывания чувствительного элемента привода (15) от повышения давления в полости (3) выше допустимого устанавливается путем поворота крышки привода (30). Величина установленного предела для привода (15) отражается на шкале (31).
Для привода (15) поворотной заслонки глухой (12) величина предела срабатывания чувствительного элемента привода устанавливается большей чем величина предела срабатывания чувствительного элемента привода (14) поворотной заслонки с проходным отверстием (8).
Клапан-отсекатель работает следующим образом.
В исходном (открытом) положении выталкивающая сила находящейся под давлением транспортируемой среды и усилия пружин (21) обоих приводов (14) и (15) фиксируют фиксаторы приводов (17) в положении, в котором упоры фиксаторов (18) удерживают в открытом положении обе поворотные заслонки (8) и (12).
При повышении давления выше предела срабатывания чувствительного элемента, установленного на приводе (14) поворотной заслонки с проходным отверстием (8), усилие от давления транспортируемой среды в рабочей полости (2) преодолевает усилие пружины (21) и перемещает шток (20) вверх. Перемещаясь, выступ штока (22), связанный осью (24) с фиксатором (17), поворачивает фиксатор (17) на оси (19), установленной в детали (32) привода (14). В результате упоры фиксатора (18) перемещаясь освобождают поворотную заслонку с проходным отверстием (8), которая под собственным весом опускается на седло (4), свободно поворачиваясь на оси (6) кронштейна (7). Опустившись на седло (4) поворотная заслонка (8) перекрывает на 50% проходное отверстие (9) между камерами (2) и (3) и поток транспортируемой среды, что способствует значительному уменьшению возможного гидравлического удара.
При дальнейшем повышении давления и достижения им величины, превышающей величину предела срабатывания чувствительного элемента, установленного на приводе (15) поворотной заслонки глухой (12), усилие от давления транспортируемой среды в рабочей полости (3) преодолевает усилие пружины (21) и перемещает шток (20) вверх. Перемещаясь, выступ штока (22), связанный осью (24) с фиксатором (17), поворачивает фиксатор (17) на оси (19), установленной в детали (32) привода (15). В результате упоры фиксатора (18) выходят из зацепления с и освобождают поворотную заслонку глухую (12), которая под собственным весом опускается на седло (5), свободно поворачиваясь на оси (10) кронштейна (11). Опустившись на седло (5) поворотная заслонка глухая (12) герметично перекрывает выходное отверстие в клапане-отсекателе и перекрывает поток транспортируемой среды.
Выполнение клапана с двумя последовательно соединенными рабочими полостями и двумя затворами, выполненными как описано выше, позволяет уменьшить гидроудар, поскольку выполнение поворотной заслонки без наложения на нее глухой позволяет увеличить размер проходного отверстия, что в сочетании с дополнительной рабочей полостью позволяет перекрыть поток более плавно, что приводит к значительному уменьшению гидроудара.