Обратный клапан

Область техники
Заявленное техническое решение в целом относится к противопожарному оборудованию, применяемому в составе автоматических систем пожаротушения высокого давления, и, в частности, к обратному клапану с шарнирным запорным элементом и предназначено для свободного пропуска в одном направлении огнетушащей жидкости по трубопроводам системы пожаротушения. В частности, заявленный обратный клапан применяется на напорной стороне насосов высокого давления, и при аварийном останове насоса защищает всасывающую часть насоса и подводящий к ней трубопровод от повышения давления.
Уровень техники
Из уровня техники известен запорно-регулирующий клапан, содержащий корпус, входной и выходной патрубки, седло, выполненное из латуни в виде усеченного обратного конуса, запорный орган из хромоникелевой нержавеющей стали в виде тела вращения из нержавеющего ряда усеченных обратных конусов плавно переходящих один в другой с соотношением запорных соприкасающихся поверхностей седла и запорного органа как 1:2 - 1:3, сальниковый узел, крышку, выходной элемент, штоки привод (RU 32227, опубл. 10.09.2003 г.).
Из уровня техники также известен клапан (US 20220082177, опубл. 17.03.2022). Известный узел клапана включает в себя корпус клапана с впускным и выпускным отверстиями, проточный канал и клапанный элемент, расположенный внутри проточного канала, исполнительный механизм и механизм блокировки, выполненный с возможностью сохранения положения клапанного узла в открытом или закрытом положении, закрытое положение. Механизм блокировки может включать по меньшей мере один стопорный винт, приспособлен для удержания исполнительного механизма в требуемом положении.
Также из уровня техники известно устройство блокировки и обратного клапана. (US 2022006506, опубл. 03.02.2022). Известное запорное устройство согласно изобретению используется с обратным клапаном тарельчатого типа. Устройство обеспечивает двунаправленный поток жидкости или газа за счет отключения герметизирующего устройства обратного клапана.
Отличительные особенностями заявленного технического решения являются малые габариты, простота конструкции и легкости эксплуатации. Выполняются основные требования к невозвратно-запорной трубопроводной арматуре: минимального гидравлического сопротивления, легкости закрытия после длительной эксплуатации в открытом положении, высокая герметичность в закрытом положении, долговечность. Предназначен для монтажа со значениями номинального давления Pn160 (16,0 МПа).
Сущность полезной модели Задачей, решаемой заявленной полезной моделью, является создание компактного устройства с малой длиной и высотой, предназначенного для уменьшения габаритов насосной станции системы пожаротушения тонкораспыленной водой высокого давления. Применяется на напорной стороне насосов высокого давления для защиты всасывающей части насосной станции и подводящего к ней трубопровода от повышения давления при аварийном останове насоса.
Технический результат заявленной полезной модели заключается в уменьшении габаритных размеров невозвратно-запорной трубопроводной арматуры высокого давления, при сохранении надежного принудительного закрытия арматуры.
Технический результат достигается за счет конструктивного совмещения проходной обратной арматуры с устройством принудительного закрытия.
Технический результат достигается за счет того, что обратный клапан включает полый цилиндрический корпус, установленные внутри упомянутого полого цилиндрического корпуса последовательно друг за другом шаровой кран и тарельчатый клапан, при этом тарельчатый клапан выполнен в виде тарелки клапана со штоком, при этом со стороны размещения клапана торцевая часть корпуса с внутренней его стороны выполнена в виде седла клапана, причем тарелка клапана закрыта с торца корпуса крышкой клапана, и между упомянутой крышкой клапана и тарелкой клапана размещена и ограничительная решетка тарелки клапана, а шаровой кран выполнен в виде шара, установленного с возможностью поворота в седле шара, которое установлено во внутренней полости корпуса, причем шар выполнен со сквозным отверстием, а поворот шара осуществляется с помощью рукоятки, расположенной снаружи корпуса и соединенной с шаром посредством шпинделя, при этом торец упомянутого корпуса со стороны размещения шарового крана закрыт крышкой шара.
В частном случае реализации заявленного технического решения тарелка клапана дополнительно содержит уплотнитель тарелки клапана, установленный на тарелке клапана со стороны, обращенной к седлу клапана.
В частном случае реализации заявленного технического решения уплотнитель тарелки клапана выполнен из полиуретана с твердостью 70 ед. по шкале Шора.
В частном случае реализации заявленного технического решения шток клапана выполнен в виде четырех, расходящихся от центральной оси пластин.
В частном случае реализации заявленного технического решения крышка клапана установлена на корпусе посредством резьбового соединения, при этом упомянутое резьбовое соединение дополнительно содержит уплотнительное кольцо.
В частном случае реализации заявленного технического решения упомянутая крышка шара установлена на корпусе посредством резьбового соединения, при этом упомянутое резьбовое соединение дополнительно содержит уплотнительное кольцо крышки шара.
В частном случае реализации заявленного технического решения ход рукоятки ограничен поворотом на 90 градусов посредством ограничителя хода рукоятки, установленным на внешней поверхности корпуса.
В частном случае реализации заявленного технического решения диаметр сквозного отверстия в шаре совпадает с диаметром внутреннего канала, которым является внутренняя полость цилиндрического корпуса.
В частном случае реализации заявленного технического решения выполнен из коррозионностойкой стали.
Краткое описание чертежей
Детали, признаки, а также преимущества настоящей полезной модели следуют из нижеследующего описания вариантов реализации заявленного технического решения с использованием чертежей, на которых показано:
На фиг. 1 - эскизный вид конструкции заявленного устройства с разнесенными конструктивными элементами;
На фиг. 2 - вид заявленного устройства в разрезе;
На фиг. 3 - общий вид заявленного устройства: а) вид сверху; б) вид сбоку;
На фигурах цифрами обозначены следующие конструктивные элементы:
1 - крышка клапана; 2 - уплотнительное кольцо крышки клапана; 3 ограничительная решетка тарелки клапана; 4 - тарелка клапана; 5 - уплотнитель тарелки клапана; 6 - корпус; 7 - седло шара; 8 - шар; 9 - уплотнительное кольцо крышки шара; 10 - крышка шара; 11 - ограничитель хода рукоятки; 12 - шпиндель; 13 - уплотнительное кольцо; 14 - шайба шпинделя; 15 - уплотнительное кольцо грундбуксы; 16 - грундбукса; 17- рукоятка; 18 - шайба; 19 - шайба пружинная; 20 - гайка; 21 - шток клапана.
Раскрытие полезной модели
Обратный клапан содержит совмещенные в одном полом цилиндрическом корпусе (6) шаровой кран и тарельчатый клапан. При этом шаровой кран и тарельчатый клапан установлены в корпусе (6) последовательно друг за другом, при этом первым по направлению потока огнетушащей жидкости расположен шаровой кран. Ниже приведено подробное описание устройства, обеспечивающего циркуляцию пожаротушащей жидкости в конкретно обозначенную сторону без возможности изменения ее хода в обратном направлении.
Внутри упомянутого полого цилиндрического корпуса (6) расположена тарелка (4) клапана со штоком. При этом со стороны размещения клапана торцевая часть корпуса (6) с внутренней его стороны выполнена в виде седла клапана. Тарелка клапана со штоком (21) совершает движение по оси центральной оси корпуса, при этом при давлении огнетушащей жидкости по потоку тарелка вместе со штоком перемещается и открывает путь упомянутой жидкости, а при обратном перемещении и посадке на седло - плотно запирает его.
Тарелка клапана (4) дополнительно содержит уплотнитель (5) тарелки клапана, установленный на тарелке клапана со стороны, обращенной к седлу клапана. Уплотнитель дополнительно обеспечивает герметичность закрытия клапана, в процессе прижатия тарелки клапана к седлу. Для увеличения долговечности в качестве материала уплотнителя тарелки клапана применяется полиуретан с твердостью 70 ед. по шкале Шора.
Тарелка клапана (4) выполнена заодно с крестообразным штоком (21). Шток (21) клапана выполнен в виде четырех, расходящихся от центральной оси пластин. Упомянутые пластины соединены между собой одной стороной по центральной оси.
Тарелка клапана (4) закрыта с торца корпуса (6) крышкой (1) клапана. Упомянутая крышка (1) клапана установлена на корпусе (6) посредством резьбового соединения, при этом упомянутое резьбовое соединение дополнительно содержит уплотнительное кольцо (2) крышки клапана. Также между упомянутой крышкой (1) клапана и тарелкой (4) клапана размещена и ограничительная решетка (3) тарелки клапана, ограничивающая ход тарелки (4) клапана по направлению потока огнетушащей жидкости.
Выполнение клапана указанной конструкции, в частности выполнение штока (21) в виде четырех соединенных между собой по центральной оси пластин, обеспечивает малое сопротивление обратного клапана для прохода огнетушащей жидкости. Гидравлическое сопротивление потоку жидкости - минимальное, кроме того, рабочее сечение канала практически не уменьшается. Каналом для прохода огнетушащей жидкости в данном техническом решении является внутренняя полость цилиндрического корпуса (6).
С другой стороны корпуса (6) установлен шаровой кран, при этом торец упомянутого корпуса закрыт крышкой (10) шара и упомянутая крышка (10) шара установлена на корпусе (6) посредством резьбового соединения, при этом упомянутое резьбовое соединение дополнительно содержит уплотнительное кольцо (9) крышки шара. Шаровой кран представляет собой запорное и распределительное устройство, запорный орган, которого выполнен в форме шара со сквозным отверстием. Шар (8) установлен в седле шара (7), которое установлено во внутренней полости корпуса (6). Через сквозное отверстие осуществляется пропуск потока огнетушащей жидкости.
Поворот шара осуществляется с помощью рукоятки (17), соединенной с шаром (8) посредством шпинделя (12). В корпусе (6) посредством резьбового соединения установлена грундбукса (16), в которою, в свою очередь, вставлен шпиндель (12), одна сторона которого соединена с шаром (8), а другая с рукояткой (17). Между корпусом (6) и грундбуксой (16) дополнительно установлено уплотнительное кольцо (15) грундбуксы (16). На шпинделе выполнены две кольцевые проточки, в которых установлены (13) уплотнительные кольца, обеспечивающие дополнительную герметичность между грунбуксой и шпинделем. Рукоятка установлена на шпинделе посредством шайбы (18) и шайбы пружинной (19) и гайки (20). Также шпиндель в месте соприкосновения с внутренней поверхностью корпуса (6) дополнительно содержит шайбу (14) шпинделя.
Ход рукоятки ограничен поворотом на 90 градусов. Ход рукоятки ограничен ограничителем хода рукоятки (17) ограничителем (11) хода рукоятки, установленным на внешней поверхности корпуса (6). Поворот на такой градус обеспечивает полное перекрытие движения потока среды внутри трубопровода. При осуществлении поворота на меньший угол - перекрытие потока будет частичным.
Диаметр проходного сквозного отверстия в шаре (8) совпадает с диаметром внутреннего канала, которым является внутренняя полость цилиндрического корпуса (6) трубопровода, что позволяет избегать резкого перепада давления. Диаметр условного прохода Ду 32-125 мм. При этом гидравлические потери при использовании шарового крана минимальны по сравнению с другими видами запорной арматуры, они практически равны гидравлическим потерям при проходе среды через обычную трубу.
Крышка (10) шара и крышка (1) клапана выполнены с резьбой для соединения с трубопроводом системы пожаротушения и соответственно установки заявленного устройства в систему пожаротушения. В варианте реализации заявленного технического решения присоединение крышки (10) и крышки (1) клапана к трубопроводу выполнено посредством сварки.
Крышка (10) и крышка (1) выполнены с входным и выходными отверстиями, соответственно, обеспечивающими протекание огнетушащей жидкости через заявленное устройство, в частности через кран и клапан. Таким образом, крышка (10) и крышка (1) являются входными и выходными фланцами.