КЛАПАН ОБРАТНЫЙ С ОСЕВЫМ РАСПОЛОЖЕНИЕМ ЗАПОРНОГО ОРГАНА

Полезная модель относится к трубопроводной арматуре, в частности к клапанам обратным, применяемым в системах газопроводов высокого давления для защиты газоперекачивающих агрегатов от воздействия обратного потока газа
Известен клапан обратный с осевым направлением потока RU 2489627 C2 МПК F16K 15/06 содержащий наружный корпус с входным и выходным каналами. Во внутренней полости корпуса размещено кольцевое седло с контактной конической поверхностью, установленный с образованием кольцевого канала жестко закрепленный обтекатель с размещенным в его внутренней полости запорным органом и неразрывно закрепленным в нем штоком. Запорный орган имеет уплотнительную поверхность в виде части сферы. Шток перемещается вдоль оси потока в подшипниках скольжения. Подшипник скольжения расположен в центрирующем опорном узле, состоящем из двух втулок. Втулки расположены одна в другой и выполнены с эксцентриситетом их внутренних отверстий.
Одним из недостатков известного клапана является технологическая сложность обеспечения соосности кольцевой уплотнительной поверхности седла и золотника. После установки седла, в передней опоре которого расположен подшипник скольжения, размещенный в двух эксцентриковых втулках, ось подшипника «искусственно» уведена в сторону от ее номинального положения. Чтобы добиться необходимой соосности уплотнительных поверхностей седла и золотника для обеспечения герметичности клапана с уплотнением пары «седло-золотник» по типу «металл-металл», необходимо прежде всего постоянно контролировать зазор между уплотнительными поверхностями седла и золотника и вращать во взаимно противоположных направлениях эксцентриковые втулки на неопределенный никакими расчетами угол до тех пор, пока не будет достигнут равномерный зазор между уплотнительными поверхностями седла и золотника. Кроме того, вращение эксцентриковых стальных втулок внутри собранного клапана очень трудоемко, требует больших усилий, а ограниченное пространство не позволяет применить специальный инструмент, облегчающий вращение втулок. Это особенно актуально для небольших условных проходов клапанов (DN≤700). Также, недостатком конструкции с двумя эксцентриковыми втулками является наличие между ними определенного технологического зазора, необходимого для вращения эксцентриковых втулок.
Следовательно, клапан обратный такой конструкции не будет герметичным при его установке на вертикальных участках газопровода, так как из-за зазора между втулками при эксплуатации золотник может изменить свое начальное положение, которое было достигнуто при его горизонтальной сборке и регулировке, и не обеспечит требуемую герметичность. Еще одним недостатком конструкции является отсутствие защищенности подшипника скольжения передней опоры штока от потока газа с механическими примесями. Это может привести к проникновению в зону подшипника механических примесей, увеличению сил трения и возможному заклиниванию (недозакрытию) золотника.
Техническим результатом предполагаемой полезной модели является повышение герметичности клапана обратного.
Технический результат достигается за счет решения технической задачи, направленной на обеспечение соосности уплотнительных поверхностей запорного органа и седла за счет повышения точности сборки клапана обратного
Поставленная техническая задача решается за счет того, что в клапане обратном с осевым расположением запорного органа, включающем корпус с входным и выходным каналами, запорный орган, состоящий из неподвижного седла и подвижного золотника, закрепленного на штоке, расположенном на двух опорах, в которых размещены подшипники скольжения, передняя опора штока выполнена соосно с задней опорой штока, а подшипник скольжения запрессован в подвижную втулку, установленную с зазором в неподвижной опорной втулке, при этом подшипник скольжения передней опоры расположен перед золотником. Передняя опора штока выполнена с защитным кожухом, который помимо защиты подшипника выполняет функцию обтекателя, снижающего турбулентность потока газа, а в задней части передней опоры установлен уплотнительный узел, дополнительно выполняющий функцию грязесъемника. Контактирующие уплотнительные поверхности седла и золотника выполнены из коррозионностойкого металла, а уплотнительная поверхность седла, контактирующая с уплотнительной поверхностью золотника выполнена с конфигурацией, обеспечивающей упругость. В результате имеет место практически беззазорное сопряжение седла и золотника, так как при наличии давления в полости клапана обратного обеспечивается дополнительное упругое поджатие седла и золотника. В результате всего вышеперечисленного снижается вероятность заклинивания золотника, которая может привести к неработоспособности клапана, а также повышается герметичность клапана обратного.
Сущность предполагаемой полезной модели заключается в том, что передняя и задняя опоры штока выполнены соосно, передний подшипник скольжения запрессован в подвижную втулку, установленную с зазором в неподвижной втулке. Последующая жесткая фиксация элементов конструкции крепления подшипника повышает точность сборки передней опоры, обеспечивая соосность уплотнительных поверхностей золотника и седла, повышая герметичность клапана обратного.
На фиг. 1 изображен общий вид клапана обратного; на фиг.2 - передняя опора штока клапана обратного; на фиг.3- вид А на фиг.2; на фиг.4 - узел I на фиг.1; на фиг.5 - узел II на фиг.1.
Клапан обратный фиг. 1 состоит из следующих основных узлов: корпуса 1, седла 2, золотника 3, штока 4, пружины 5. Корпус 1 представляет собой сварную конструкцию из двух полукорпусов и рассекателя 6. На корпусе предусмотрены резьбовые пробки: 7 - для слива воды после гидроиспытания, 8 - для стравливания воздуха при гидроиспытании клапана. Седло 2 по поверхности контакта с корпусом герметизируется уплотнительным кольцом 9 и фиксируется при помощи закладного разрезного кольца 10, выпадение которого предотвращается проставкой 11, скрепленной с седлом 2 планками 12. На сопрягаемых поверхностях затвора клапана обратного, который состоит из золотника 3 и седла 2, имеются коррозионно-стойкие наплавки, обеспечивающие герметичность затвора по типу «металл-металл». Золотник 3 в закрытом положении поджат к седлу 2 пружиной 5, установленной на шток 4. Золотник неподвижно соединен со штоком 4. Шток 4 установлен на двух опорах в подшипниках скольжения 13 и 14. Передняя опора фиг. 2 состоит из неподвижной опорной втулки 15, внутри которой расположены подвижная опорная втулка 16 и подшипник скольжения 17. Для исключения попадания механических примесей в зону сопряжения подшипника скольжения 17 и штока золотника 3, в передней части опоры установлен защитный кожух 18, а в задней части - уплотнительный узел 19, который дополнительно выполняет функцию грязесъемника.
После сборки клапана обратного проверяется зазор в местах контакта седла и золотника. При его наличии с помощью фиксирующих элементов 20 достигается полное прилегание контактных мест седла 2 и золотника 3 и обеспечивается неизменность расположения оси штока 4 золотника 3.
Клапан обратный работает в том числе и в процессе эксплуатации следующим образом: при отсутствии прямого потока рабочей среды затвор клапана закрыт, золотник 3 прижат к седлу 2 усилием от пружины 5 и от давления обратного потока рабочей среды (при его наличии). При возникновении прямого потока рабочей среды золотник 3, преодолевая усилие пружины 5, начинает движение на открытие обратного клапана. В полностью открытом положении по мере нарастания давления, золотник 3 примыкает к рассекателю 6 и тем самым создается обтекаемая внутренняя поверхность клапана, обеспечивающая минимальные потери давления в клапане. При падении давления золотник 3 под воздействием пружины 5 примыкает к седлу 2 и клапан закрывается.
Заявляемая конструкция клапана надежна в эксплуатации в части повышения герметичности затвора клапана обратного, при эксплуатации клапана обратного как в вертикальном, так и в горизонтальном положениях. Снижается трудоемкость при изготовлении герметизирующего затвора и повышается ремонтопригодность при эксплуатации. Предполагаемый экономический эффект составляет 4 млн. рублей