КЛАПАН С ДВУМЯ ТАРЕЛКАМИ

Полезная модель относится к трубопроводной арматуре и применяется в качестве запорного элемента.
Предназначена для использования преимущественно в конструкции погружного буя, применяемого при перегрузке углеводородов в море.
Полезная модель может быть использована в любых других устройствах, где требуется быстродействие запорного механизма, повышенная герметичность и где возможно давление на клапан с двух противоположных сторон.
Известен двухседельный клапан, авторское свидетельство №426096, класс F16K 1/44. Известный двухседельный клапан, в корпусе которого перемещается шток, жестко соединенный с двумя тарелками, в котором с целью увеличения герметичности одна из тарелок клапана выполнена составной из двух частей, первая из которых жестко связана со штоком, имеет диаметр, меньший диаметра проходного отверстия, а вторая - выполнена в виде кольца, обхватывающего первую с зазором и упруго соединенную с ней кольцеобразной уплотнительной шайбой, герметично прикрепленной к обеим частям и воспринимающим по периферии воздействия упругого элемента центральной частью, закрепленной на штоке.
Недостатком известного устройства является отсутствие механизмов автоматического закрытия клапана в случае аварийной расстыковки с присоединительным устройством.
Известно также устройство, которое принято за прототип, «Двухседельный клапан преимущественно контейнера для транспортировки и/или хранения отработавшего ядерного топлива», патент на изобретение RU 2095671, класс F16K 1/44.
Двухседельный клапан содержит корпус с двумя седлами, две тарели, соединенные между собой штоком, на одной из тарелей выполнен хвостовик для соединения с приводным элементом. Тарели обращены уплотнительными поверхностями друг к другу, а соединяющий их шток выполнен из двух частей, связанных резьбовым соединением, тарель с хвостовиком установлена с возможностью вращательного перемещения совместно с приводным элементом и осевого перемещения относительно седла и приводного элемента, а другая тарель зафиксирована от проворота, причем осевые перемещения тарелей при открывании клапана ограничены. В корпусе соосно штоку размещено запорное устройство, взаимодействующее в открытом положении клапана с тарелью, зафиксированной от проворота.
Недостатками известного устройства являются:
- отсутствие быстродействия при открытии и закрытии клапана из-за необходимости длительного вращения штока для перемещения тарелей;
- невозможность автоматического закрытия клапана в случае аварийной расстыковки с присоединительным устройством.
Задачей полезной модели является создание клапана, в котором обеспечено:
- быстродействие при открытии и закрытии;
- автоматическое закрытие клапана при аварийной расстыковке с присоединительным устройством.
Сущность полезной модели заключается в том, что корпус клапана выполнен сборным, шток снабжен пружиной служащей для автоматического закрытия первой тарелки и соединен с хвостовиком, который соединен с приводным элементом, состоящим из системы рычагов и оси типа «пантограф» и служащих для открытия второй тарелки, выполненной в виде полого стакана, вставленного в гильзу и снабженной пружиной, служащей для ее автоматического закрытия.
Быстрое открытие клапана выполняется за счет приложения осевого усилия к первой тарелке и ее совметного со штоком и хвостовиком поступательного перемещения, вызывающих с помощью приводного элемента типа «пантограф» осевое усилие противоположного направления на второй тарелке и поступательное перемещение второй тарелки. При быстром (аварийном) снятии осевого усилия с первой тарелки пружина, которой снабжен шток первой тарелки, быстро автоматически закроет первую тарелку, а вторая тарелка, жестко несвязанная с первой тарелкой, будет быстро автоматически закрыта пружиной, размещенной в объеме, ограниченном гильзой и стаканом.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:
На фиг. 1 - клапан в закрытом положении,
На фиг. 2 - клапан в открытом положении.
Клапан с двумя тарелками состоит из сборного корпуса 1, в котором установлены верхнее седло 2 и нижнее седло 3.
Первая тарелка 4 и шток 5 выполнены как единое целое. Шток 5 вставлен в гильзу 6, которая посредством ребер 7, приварена к сборному корпусу 1 с внутренней стороны.
В закрытом положении первая тарелка 4 поджата к верхнему седлу 2 усилием пружины 8, которая расположена между гильзой 6 и разрезной шайбой 9 с закладными полукольцами 10, установленной на конце штока 5.
Верхнее седло 2 закреплено с помощью винтов 11 между фланцами 12 и 13 и уплотнено с помощью прокладок 14 и 15.
С наружной стороны первой тарелки 4 закреплен элемент 16, служащий для подсоединения внешнего привода для открытия клапана с двумя тарелками (на чертеже не показан).
Вторая тарелка 17 выполнена в виде полого стакана, который вставлен в гильзу 18. Гильза 18 посредством ребер 19 приварена к стенкам сборного корпуса 1.
В полом стакане второй тарелки 17 установлена пружина 20, при помощи которой вторая тарелка 17 поджата к нижнему седлу 3. Нижнее седло 3 закреплено между фланцами 21 и 22 сборного корпуса 1. Для уплотнения нижнего седла 3 и второй тарелки 17 установлены прокладки 23 и 24.
Устройство для передачи усилия Q от внешнего приводного механизма (на чертеже не показан) на вторую тарелку 17, состоит из приводного элемента типа «пантограф», содержащего два рычага 25 и два рычага 26, неподвижной оси 27, закрепленной в сборном корпусе 1. Неподвижная ось 27 зафиксирована от перемещения двумя крышками 28, прикрепленными к сборному корпусу 1 с наружных сторон с помощью болтов 29. На неподвижной оси 27 размещены две втулки 30, к которым с помощью осей 31 прикреплены рычаги 25 и 26. Свободные концы рычагов 25 посредством хвостовика 32 прикреплены к штоку 5 первой тарелки 4, а свободные концы рычагов 26 прикреплены с помощью осей 33 к прижимному башмаку 34.
Первая тарелка 4 имеет уплотнительную поверхность 36, обращенную в сторону уплотнительной поверхности 37 второй тарелки 17.
Приемное устройство 35 полностью не показано.
Устройство работает следующим образом. После осуществления пристыковки клапана с двумя тарелками к приемному устройству 35 и надежного закрепления их друг с другом, первая тарелка 4 поднимается вверх за счет приложения осевого усилия Q от приводного механизма (на чертеже не показан) к элементу 16. При этом сжимается пружина 8 и образуется необходимый зазор, обеспечивающий протекание перекачиваемого продукта без эффекта дросселирования.
Осевое усилие передается на рычаги 25 и 26, заставляя их сходиться, обеспечивая нажатие прижимного башмака 34 на вторую тарелку 17 и открытие клапана.
Геометрические размеры рычагов 25 и 26 рассчитаны таким образом, чтобы при максимальном поднятии первой тарелки 4, вторая тарелка 17 также максимально опускалась, и клапан обеспечивал беспрепятственное протекание перекачиваемого продукта.
После завершения процесса перекачки снижают усилие Q от приводного механизма, приложенное к элементу 16, и первая тарелка 4 под действием пружины 8 прижимается к верхнему седлу 2. При этом рычаги 25 и 26 расходятся, поднимая прижимной башмак 34, и под действием пружины 20 вторая тарелка 17 плотно прижимается к нижнему седлу 3. В закрытом положении между прижимным башмаком 34 и второй тарелкой 17 имеется небольшой зазор, который обеспечивает беспрепятственный прижим второй тарелки 17 к нижнему седлу 3. После закрытия клапана с двумя тарелками он может быть отстыкован от приемного устройства 35.
Эффективность работы клапана с двумя тарелками заключается в быстродействии при открытии и закрытии клапана, а также в обеспечении автоматического закрытия клапана в случае аварийной расстыковки с присоединительным устройством.