ДОННЫЙ КЛАПАН

Полезная модель относится к области машиностроения, к трубопроводной арматуре и предназначена для использования в качестве управляемого донного клапана для слива из приямков, обваловок, емкостей рабочей среды: пожароопасных и взрывоопасных жидкостей, метанола, сжиженного газа, газового конденсата, их отстоев и т.д. в дренажную систему в случае аварийных или иных непредвиденных ситуаций. Может устанавливаться на открытом воздухе и в неотапливаемых помещениях.
Известен донный клапан транспортной топливной цистерны, содержащий перекрывной орган в виде полого цилиндра с калиброванными отверстиями в днище и со штоком, кинематически связанным с фасонным валом ручного привода. При этом днище перекрывного органа снабжено опорным приливом, имеющим гнездо, служащее подпятником для штока, снабженного опорной втулкой, а сам клапан снабжен устройством для фиксации перекрывного органа в двух крайних положениях (патент РФ на изобретение №2179680, МПК F16K 27/07. Опубл. 20.02.2002. Бюл. №5).
Известен также клапан донный, содержащий корпус с полостью для рабочей среды, с патрубком для управляющей среды и с уплотнительным элементом, поршень, запорный элемент, охватывающий поршень, герметизирующий элемент, установленный на поршень. При этом поршень с герметизирующим элементом и запорный элемент образуют рабочую полость, шток в форме тела вращения, фиксатор, связанный со штоком, пружину, установленную между поршнем и фиксатором, и кожух. Корпус и поршень выполнены в виде единой детали и вместе с запорным элементом, штоком, фиксатором и пружиной расположены на общей оси. При этом шток является направляющей для запорного элемента, а посредством отверстий, выполненных в нем, обеспечивает связь патрубка для управляющей среды и рабочей полостью (патент РФ на полезную модель №106707, МПК F16K 27/07. Опубл. 20.07.2011. Бюл. №20).
Однако известные донные клапана могут устанавливаться только на транспортной топливной цистерне, имеющей для управления клапаном доступ снизу. Использование же их для слива опасных жидкостей с приямка, у которого для управления клапаном нет доступа снизу, невозможно.
Наиболее близким к предлагаемому по совокупности существенных признаков является донный клапан, содержащий сливной патрубок, на входе которого закреплено седло, взаимодействующее со смонтированной на штоке, заключенном в вертикальный стакан, клапанной тарелкой, снабженной направляющими в виде вертикальных шпилек и контактирующей с седлом уплотнительной прокладкой (патент РФ на полезную модель №78892, МПК F16K 1/00. Опубл. 10.12.2008. Бюл. №34).
Но в этом донном клапане клапанная тарелка неравномерно перемещается по вертикальным шпилькам, служащими для нее направляющими, что не исключает ее заклинивания при закрытии клапана. При этом клапанная тарелка может ложиться на седло не полностью, нарушая герметичность донного клапана.
Технической проблемой, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является обеспечение полной герметичности донного клапана при его закрытии.
Поставленная техническая проблема решается тем, что в донный клапан, содержащий сливной патрубок, на входе которого закреплено седло, взаимодействующее со смонтированной на штоке, заключенном в вертикальный стакан, клапанной тарелкой, снабженной направляющими и контактирующей с седлом уплотнительной прокладкой, дополнительно введен соприкасающийся с уплотнительной прокладкой прижимной элемент, на котором жестко и равномерно установлены направляющие, выполненные в виде пластины с плоской поверхностью, одна из сторон которой взаимодействует с внутренней поверхностью сливного патрубка.
Введение соприкасающегося с уплотнительной прокладкой прижимного элемента и выполнение жестко и равномерно установленных на нем направляющих в виде пластины с плоской поверхностью, одна из сторон которой взаимодействует с внутренней поверхностью сливного патрубка, дает гарантированную соосность движения тарелки клапана относительно седла и исключает заклинивание тарелки при закрытии. Помимо этого, направляющие пластины снижают угловую скорость вращения потока рабочей среды, исключая образование линейных и нелинейных волн (воронок), тем самым стабилизируя и увеличивая скорость сброса рабочей среды.
Технический результат заключается в повышении надежности донного клапана.
На фиг. 1 показан донный клапан, общий вид; на фиг. 2 - выносной элемент А донного клапана.
Донный клапан содержит (фиг. 1, 2) сливной патрубок 1, вертикальный стакан 2, шток 3, указатель положения клапана 4, привод 5, сетчатое ограждение 6, седло 7, направляющую пластину 8, клапанную тарелку 9, уплотнительную прокладку 10, основание 11. Опытным путем установлено, что для минимизации несливаемого остатка рабочей среды в приямке высота h основания 11 над дном приямка не должна превышать 7 мм.
На торцах клапанной тарелки 9 выполнены выступы 12, исключающие деформацию уплотнительной прокладки 10 и тем самым устраняющие негерметичность донного клапана. Шток 3 соединен с одной стороны с приводом 5, а с другой стороны с муфтой скольжения 13, взаимодействующей с клапанной тарелкой 9. Конструкция муфты скольжения 13 позволяет смещаться штоку 3 относительно собственной оси, допуская несоосность донного клапана и привода 5 (например, электропривода), что исключает заклинивание клапанной тарелки 9 при закрытии, т.е. повышает надежность устройства. Направляющие пластины 8 жестко и равномерно установлены на прижимном элементе 14 уплотнительной прокладки 10.
Донный клапан работает следующим образом.
Устанавливают донный клапан в самом низком месте приямка (не показан). При возникновении аварийной или чрезвычайной ситуации автоматически или по команде оператора включается электропривод 5 (фиг. 1), который передает вращательный момент на шток 3. Вращательное движение штока 3 преобразуется с помощью муфты скольжения 13 во возвратно-поступательное движение клапанной тарелки 9. Направляющие пластины 8, жестко и равномерно установленные на прижимном элементе 14, обеспечивают точное осевое перемещение донного клапана внутри сливного патрубка 1. При этом указатель 4, закрепленный на штоке 3, отслеживает положение донного клапана. Разлившаяся рабочая среда, двигаясь по наклонной поверхности приямка (т.к. донный клапан установлен в самом низком его месте) в сторону клапана, поступает в открытый донный клапан и далее - в сбросной резервуар. При этом сетчатое ограждение 6 защищает донный клапан от попадания в сливной патрубок 1 крупных фракций мусора, содержащихся в потоке рабочей среды.
В ООО «Газснабинвест» разработана техническая документация и изготовлен опытный образец донного клапана, испытания которого подтвердили получение технического результата, заключающегося в повышении его надежности.
Этот опытный образец в качестве выставочного экспоната под названием «Аварийный сбросной клапан с электроприводом» был продемонстрирован 5-7 июня 2019 года на Международном салоне «Комплексная безопасность 2019». По итогам выставки ООО «Газснабинвест» награжден в номинации «Лучшие комплексные решения в области пожарной безопасности», что также подтверждает высокий технический уровень заявленного донного клапана.