КЛАПАН ОБРАТНЫЙ
NON-RETURN VALVE

Изобретение относится к области горного дела, в частности к нефтегазодобывающей, нефтегазоперерабатывающей промышленности, и может быть использовано в нефтепромысловом или газоперекачивающем оборудовании, транспортирующих нефть, газ, агрессивные среды, воду для защиты насосных агрегатов или газоперекачивающих компрессоров от обратных перетоков перекачиваемой среды при их плановых остановках или аварийных отключениях.
Известны клапаны обратные [RU 2317461 C1, F16K 15/04, 20.02.2008 г.], содержащие корпуса, запорные элементы, каналы для протоки жидкости или газа.
2
Недостатками известных клапанов обратных является большая элементная база, их ненадежность в процессе эксплуатации, особенно при высоких давлениях, МПа (кгс/см) 21 (210) и износа внутренних поверхностей, обеспечивающих их герметичность.
Известен клапан обратный [RU 2300687 C2, кл. F16K, 15/06, 10.06.2007 г.], содержащий корпус, входной и выходной патрубки, перегородку с центральным отверстием, стабилизатор с конической и опорной поверхностями, запорный орган, расположенный в корпусе с возможностью его перемещения.
Недостатками известного клапана являются большая элементная база конструкции, что приводит к дополнительным затратам как при его изготовлении, так и в процессе эксплуатации в полевых условиях.
Задача изобретения состоит в уменьшении элементной базы конструкции клапана, в снижении трудозатрат как при его изготовлении, так и в процессе обслуживания при эксплуатации.
Решение технической задачи достигается тем, что клапан обратный, содержащий корпус, входной и выходной патрубки, перегородку с центральным отверстием, стабилизатор с конической и опорной поверхностями, запорный орган, расположенный в корпусе с возможностью его перемещения, отличающийся тем, что с одной стороны между уплотнением в корпусе и торцевой поверхностью в выточке корпуса установлены прижимная крышка и кольцо с уплотняемой конической поверхностью, выполненную под углом α, с другой стороны в корпусе клапана установлены направляющая втулка с конической поверхностью, выполненную под углом β, а в центральном канале направляющей втулки обтекаемая пробка с возможностью ее перемещения по потоку движения жидкости и взаимодействия с соответствующими коническими поверхностями кольца и направляющей втулки, причем обтекаемая пробка имеет герметично выполненную разгрузочную камеру для уравновешивания массы объема пробки с массой объема вытесненной жидкости, при этом между входным и выходным патрубками симметрично установлены винты с эксцентричными буртиками и разжимными гайками для взаимодействия как с торцевыми поверхностями патрубков, так и с наружной поверхностью корпуса клапана через эксцентричные буртики винтов.
Для увеличения коррозийной стойкости клапана, кольцо, втулка корпуса и обтекаемая пробка выполнены из полимерного токонепроводящего коррозионно-кавитационностойкого материала.
На фиг.1 изображен клапан обратный в открытом положении.
На фиг.2 сечение А-А на фиг.1 изображен клапан обратный в закрытом положении.
На фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.1.
Клапан обратный содержит:
входной патрубок 1,
корпус 2,
уплотнения корпуса 3,
выточку 4 в корпусе 2,
торцевую поверхность 5 в выточке 4,
грузоподъемную скобу 6,
прижимную крышку 7,
кольцо 8,
направляющую втулку 9 в корпусе 2,
обтекаемую пробку 10,
центральный канал 11 в направляющей втулке 9,
разгрузочную камеру 12 в обтекаемой пробке 10,
герметичную пробку 13,
коническую поверхность 14 направляющей втулки 9, выполненную
под углом β,
соответствующую коническую поверхность 15 обтекаемой пробки 10,
гайки 16,
шпильки 17,
уплотнение 18 прижимной крышки 7,
коническую поверхность 19 кольца 8, выполненную под углом α,
соответствующую коническую поверхность 20 обтекаемой пробки 10,
симметрично установленные винты 21,
эксцентричные буртики 22, выполненные на винтах 21,
разжимные гайки 23,
торцевую поверхность 24 входного патрубка 1,
выходной патрубок 25,
торцевую поверхность 26 выходного патрубка 25,
наружную поверхность 27 корпуса 2,
ребра 28 корпуса 2, выполненные под углом δ в направлении
встречному потоку нагнетаемой жидкости.
В статическом положении элементы конструкции клапана обратного взаимодействуют следующим образом.
В корпус 2 клапана обратного ввинчивают направляющую втулку 9.
В центральный канал 11 в направляющей втулке 9 вставляют обтекаемую пробку 10.
Прижимную крышку 7 с кольцом 8 и с уплотнением 18 устанавливают в выточку 4 корпуса 2.
Уплотнением корпуса 3 фиксируют прижимную крышку 7 в корпусе 2.
Корпус клапана в собранном виде грузоподъемным механизмом через грузоподъемную скобу 6 устанавливают между входным 1 и выходным 25 патрубками (фиг.1, 2).
Гайками 16 через шпильки 17 корпус в собранном виде стягивается между входным 1 и выходным 25 патрубками.
В результате стягивания корпус 2 во входном 1 и выходном 25 патрубках герметизируется через уплотнения корпуса 3, а прижимная крышка 7 дополнительно герметизируется в корпусе 2 через уплотнение 18, взаимодействующее с торцевой поверхностью 5, выполненной в выточке 4.
Клапан обратный устанавливают (например, вваривают в трубопровод в нагнетательную линию перед насосным агрегатом или перед газоперекачивающим компрессором).
При заполнении клапана обратного перекачиваемой жидкостью, например водой, нефтью или подтоварной водой обтекаемая пробка 10, благодаря наличию разгрузочной камеры 12, заполненной атмосферным воздухом или, например, другим инертным газом и закрыта герметичной пробкой 13 плавает в жидкости, так как масса объема обтекаемой пробки 10 уравновешена массой объема вытесненной жидкости, в результате изменения размеров разгрузочной камеры 12.
В динамическом положении, при запуске насосного агрегата или газоперекачивающего компрессора от воздействия потока перекачиваемой среды обтекаемая пробка 10 по центральному каналу 11 в направляющей втулке 9 перемещается до взаимодействия с конической поверхностью 14 втулки 9, выполненной под углом β своей соответствующей конической поверхностью 15 и занимает стационарное положение.
Перекачиваемая среда, огибая обтекаемую пробку 10, через каналы гидравлической связи и через выходной патрубок 25 нагнетается в трубопровод (движение перекачиваемой среды указаны стрелками).
Клапан открыт (фиг.1).
При плановом или аварийном отключении насосного агрегата или газоперекачивающего компрессора обратным давлением жидкости или газа (движение жидкости или газа указаны стрелками) через выходной патрубок 25 обтекаемая пробка 10 по центральному каналу 11 в направляющей втулке 9 перемещается до взаимодействия с конической поверхностью 19 кольца 8, выполненную под углом α соответствующей конической поверхности 20 обтекаемой пробки 10, перекрывая канал, выполненный в кольце 8
Клапан закрыт (фиг.2).
Для демонтажа корпуса 2 клапана посредством симметрично установленных винтов 21 и разжимных гаек 23 воздействуют на торцевые поверхности 24, 26 входного 1 и выходного 25 патрубков.
При этом наличие эксцентриковых буртиков 22 на винтах 21, взаимодействующих с наружной поверхностью 27 корпуса 2, исключают вращение винтов 21 при вращении разжимных гаек 23.
После разжатия входного 1 и выходного 25 патрубков грузоподъемным механизмом корпус 2 через грузоподъемную скобу 6 демонтируется.
Выполнение ребер 28 корпуса 2 под углом δ в направлении встречному потоку нагнетаемой среды обеспечивает снижения гидравлических сопротивлений, что в свою очередь обеспечивает экономию электроэнергии при эксплуатации клапана обратного (фиг.3).
В конструкции клапана обратного выполнение обтекаемой пробки 10, кольца 8 и направляющей втулки 9 из отечественных полимерных материалов, высокопрочных, абразивно-износостойких, коррозионно-стойких позволяет превзойти надежность используемых клапанов, изготовленных из нержавеющих, высокопрочных сталей в процессе эксплуатации при одновременном снижении себестоимости изготовления клапана обратного.
По уровню технического решения предложенный клапан обратный отличается от известных технических решений новизной, прост в изготовлении, надежен в эксплуатации, ремонтопригоден, конкурентоспособен и его использование в промышленности обеспечит положительный технико-экономический эффект.