КЛАПАН УНИВЕРСАЛЬНЫЙ

2
Полезная модель относится к запорно-регулирующей арматуре и может быть использована в нефтегазодобывающей, нефтегазоперерабатывающей промышленности, в частности для применения в технологическом оборудовании нефтегазового комплекса, а также во всех системах с рабочей средой, имеющей высокую концентрацию сероводорода (HS).
Известен клапан с ручным приводом, содержащий корпус, проходной канал которого перекрывает не вращающийся шток, коаксиально расположенный во внутренней вертикальной полости корпуса и снабженный резьбой, взаимодействующей с ходовой гайкой, управляемой маховиком и связанной с крышкой, закрепленной посредством резьбы на корпусе, внутренний торец последней опирается на втулку, герметизирующую вертикальную полость корпуса, ходовая гайка связана с крышкой посредством резьбы противоположного направления резьбе штока [RU 67669 U1, F16K 41/10 опубл. 27.10.2007].
Недостатком известного устройства является невозможность переналадки для его использования в качестве регулирования расхода потока рабочей среды при эксплуатации, в случае такой необходимости.
Известен универсальный клапан-затвор, содержащий корпус с седлом и крышкой, поворотную тарелку, установленную на оси вращения, и привод, корпус выполнен герметичным за счет встроенного в него сильфона, причем один конец сильфона выполнен неподвижным, другой конец, соединенный с тарелкой через механическую передачу, подвижным, а между подвижным концом сильфона и приводом имеется зазор, выбираемый при закрытии затвора, причем эффективная площадь сильфона меньше площади уплотнительной поверхности затвора [RU 2238465 С2, F16K 1/20 опубл. 20.10.2004].
Недостатком известного устройства является сложность конструкции в связи с наличием системы кулисно-рычажного механизма.
Технической проблемой, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является разработка модульной универсальной конструкции клапана, обеспечивающая унификацию элементов конструкции клапанов различного назначения, например, запорного или регулирующего и, как следствие, упрощение технологии изготовления устройства, особенно для серийного производства, позволяющей обеспечить замену элементов устройства в процессе его эксплуатации без необходимости демонтажа всего устройства, обеспечить гибкую переналадку устройства одного типоразмера к различным режимам работы в составе технологического оборудования, а также позволяющей обеспечить ремонтопригодность и удобство технического обслуживания при эксплуатации устройства.
Технический результат создания полезной модели заключается в расширении ассортимента запорно-регулирующей арматуры, которая обеспечивает гибкую переналадку устройства одного типоразмера к различным режимам работы технологического оборудования без демонтажа всего устройства.
Технический результат достигается тем, что клапан универсальный содержит корпус, проходной канал которого через седло регулируется штоком, управляемым приводом, причем шток коаксиально расположен во внутренней вертикальной полости направляющей и загерметизирован относительно указанной полости комплектом уплотнений, сверху которых установлены упор с уплотнительным кольцом и накидная гайка, которая закреплена посредством резьбы на направляющей, при этом направляющая прикреплена к корпусу через уплотнительное кольцо посредством крепежных элементов.
Существует вариант, в котором во внутренней вертикальной полости направляющей выполнена резьба, шток снабжен резьбой, взаимодействующей с резьбой направляющей и управляемый закрепленным на нем маховиком.
Возможен вариант, в котором во внутренней вертикальной полости направляющей выполнено установочное отверстие, шток снабжен пружиной, введена втулка.
Шток может быть выполнен сборным и включать в себя шпиндель, на одном конце которого закреплен конусный элемент.
Крепежные элементы могут быть выполнены в виде винта с шестигранной головкой или шпильки с гайкой.
На фиг. 1 схематично представлен клапан универсальный.
Клапан универсальный (фиг. 1) содержит корпус 1, проходной канал 2 которого через седло 3 с уплотнительным кольцом 4 регулируется штоком 5, управляемым приводом 6, например, ручным при помощи маховика. Шток 5 коаксиально расположен во внутренней вертикальной полости 7 направляющей 8. Направляющая 8 прикреплена к корпусу 1 через уплотнительное кольцо 9 посредством крепежных элементов 10. Шток 5 во внутренней вертикальной полости 7 направляющей 8 загерметизирован посредством комплекта уплотнений 11, сверху которых установлены упор 12 с уплотнительным кольцом 13 и накидная гайка 14, которая закреплена посредством резьбы на направляющей 8.
В возможном варианте исполнения шток 5 состоит из двух элементов: шпинделя и конусного элемента (не обозначено), благодаря чему наиболее подверженная износу часть штока 5, в данном случае конусный элемент можно заменить, а шпиндель остается для дальнейшего использования.
Сборку устройства осуществляют следующим образом.
Очищают внутренние поверхности, проверяют качество резьб. Устанавливают уплотнительное кольцо 4 седла 3, а также уплотнительное кольцо 9 в корпус 1. Наносят смазку во внутреннюю вертикальную полость 7 направляющей 8 и седло 3, при этом используют только коррозионно- и жаростойкую смазку. Устанавливают комплект уплотнений 11 во внутреннюю вертикальную полость 7 направляющей 8 с использованием уплотняющей мастики. Сверху устанавливают упор 12 с уплотнительным кольцом 13 и навинчивают накидную гайку 14 к направляющей 8. Шток 5, который снабжен, например, резьбой завинчивают во внутреннюю вертикальную полость 7 направляющей 8, в которой выполнена ответная резьба. Затем устанавливают привод 6, например, привод с ручным управлением, в качестве которого используют маховик, на верхний конец штока 5, устанавливают шайбу и завинчивают сверху гайку (не обозначено). Далее проверяют ход штока 5. Соединяют направляющую 8, с установленными внутренними элементами, с корпусом 1 и слегка закручивают крепежные элементы 10, например, шпильку с гайкой или винт с шестигранной головкой. Опускают шток 5, чтобы сцентрировать нижнюю часть штока 5 с седлом 3. Ослабляют шток 5, затягивают крепежные элементы 10 с усилием 150 Нм.
Устройство устанавливают в технологическое оборудование таким образом, чтобы поток рабочей среды проходил через проходной канал 2 корпуса 1 под штоком 5 и выходил над ним в нижней его части.
Переналадку устройства к различным режимам работы технологического оборудования осуществляют без демонтажа всего устройства, без снятия корпуса 1 с технологического оборудования. Например, для переналадки запорного клапана на регулирующий клапан, необходимо заменить направляющую 8, в которой во внутренней вертикальной полости 7 выполнено установочное отверстие под втулку (не обозначено), а также заменить шток 5, дополнительно ввести элементы: пружину и втулку (не обозначено). Все остальные элементы конструкции устройства (седло 3, уплотнительные кольца 4 и 9, крепежные элементы 10, комплект уплотнений 11, упор 12 с уплотнительным кольцом 13, накидная гайка 14, привод 6) остаются для дальнейшего монтажа и эксплуатации.
Конструктивные размеры элементов заявляемой полезной модели зависят от рабочих параметров, в частности от рабочего давления.
Установочные размеры элементов конструкции клапанов различного назначения, например, клапана запорного и клапана регулирующего одного типоразмера совпадают, что обеспечивает упрощение технологии изготовления устройств, особенно для серийного производства, позволяет обеспечить гибкую переналадку устройства одного типоразмера к различным режимам работы технологического оборудования.
Материалы, из которого могут быть изготовлены элементы конструкции устройства, подбирают в зависимости от условий применения, в частности от используемой рабочей среды, температуры, давления. Для длительного использования с оптимальными интервалами техобслуживания применяют специальную защиту (напыление) от износа и коррозии высоконагруженных элементов конструкции, таких как седло, шток. Например, седло для клапана изготавливают из твердых сплавов. Седло и шток устройства снабжают покрытием на основе никеля-карбида вольфрама. В целом высокое качество исполнения внутренних элементов конструкции приводит к замедлению износа и значительно увеличивает срок службы, повышая, таким образом, эффективность эксплуатации оборудования.
При изготовлении клапана универсального используют только износостойкие конструктивные материалы согласно нормативам общепризнанных стандартов и не применяют литых деталей, все детали выполнены методом точения. В результате обеспечиваются высокие требования заказчиков по давлению и температуре наряду с достижением общей цели: увеличение срока службы и интервалов технического обслуживания.
Выполнение модульной конструкции устройства приводит к значительной экономии расходов на техобслуживание, не только упрощая закупку запасных частей, но и прежде всего сокращая затраты рабочего времени на техобслуживание. Следствием этого являются: ускоренный ввод в эксплуатацию; упрощение операций, выполняемых персоналом на месте установки; сокращение складских запасов ЗИП. Запасные части в ряду одной серии, одного типоразмера можно использовать в различных вариантах исполнения устройства, например, для клапана запорного или клапана регулирующего.
Клапан универсальный позволяет устанавливать любой привод независимо от производителя и типа привода, включая электрический или пневматический.
Таким образом, заявляемая конструкция клапана универсального позволяет расширить ассортимент аналогичной продукции, которая обеспечивает гибкую переналадку устройства одного типоразмера к различным режимам работы технологического оборудования, обеспечить замену элементов устройства в процессе его эксплуатации без необходимости демонтажа всего устройства и, как следствие, обеспечить удобство технического обслуживания.