Обратный клапан

Полезная модель относится к общему машиностроению, а именно к конструкции обратных клапанов предохранительной трубопроводной арматуры и может быть использовано для перекрытия рабочей среды в различных трубопроводах больших расходов и малых давлений при превышении требуемого давления рабочей среды, предпочтительно газообразной среды. Полезная модель предназначена для использования в различных технологических линиях ТЭЦ, АЭС и газонефтеперерабатывающих предприятиях.

Согласно полезной модели обратный клапан содержит корпус с входным и выходным каналами, седло, выполненное с проходным отверстием для взаимодействия с запирающим элементом, подпружиненным относительно корпуса и установленным с возможностью закрытия проходного отверстия в случае падения давления рабочей среды, при этом запирающий элемент закреплен на направляющем штоке, подвижно установленным в опорах, первая из которых по ходу движения рабочей среды выполнена с упомянутым седлом и имеет отверстия для прохода рабочей среды, а вторая опора представляет собой полый корпусной элемент с размещенной внутри пружиной запирающего элемента, оборудованного направляющей, на переднем конце направляющего штока по ходу движения рабочей среды расположено средство для защиты уплотнения первой опоры, а со стороны другого торца образована в корпусном элементе торцевая полость, которая сообщена с выходным каналом посредством дросселирующее отверстие.

Технический результат заключается в обеспечении снижения усилий и нагрузок, действующих на направляющий шток за счет разнесения его опор на значительное расстояние и распределения тем самым этих нагрузок на его опоры в процессе работы клапана, а также в выполнении клапана составным из корпуса, корпусного элемента и первой опоры с возможностью их замены, а также за счет уменьшения сопротивления перемещению штока за счет обеспечения дросселирования среды, находящейся в торцевой полости корпусного элемента, и обеспечения защиты уплотнений первой опоры. 1 н.п. ф-лы. 3 ил.

Полезная модель относится к общему машиностроению, а именно к конструкции обратных клапанов предохранительной трубопроводной арматуры и может быть использовано для перекрытия рабочей среды в различных трубопроводах больших расходов и малых давлений при превышении требуемого давления рабочей среды, предпочтительно газообразной среды. Полезная модель предназначена для использования в различных технологических линиях ТЭЦ, АЭС и газонефтеперерабатывающих предприятиях.

Известен предохранительный клапан, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, установленное в нем седло с конической уплотнительной поверхностью для связи со шпинделем запорного элемента и цилиндрической уплотнительной поверхностью для дроссельного элемента, причем дросселирующий элемент выполнен в виде соединенного с запорным элементом цилиндрического хвостовика с обтекателем на конце, а уплотнительная поверхность на седле для запорного элемента сопряжена с его проходным отверстием (см. SU 666359, кл. F16К 47/08, опубл. 05.06.1979).

Недостатком известного клапана является невысокая надежность и долговечность работы клапана, вызванные относительно большим периодом срабатывания клапана при падении давления в трубопроводной арматуре.

Ближайший аналог не выявлен, в связи с чем формула полезной модели составлена без разделения на ограничительную и отличительную части.

Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является расширение технических возможностей за счет обеспечения стабильной работы узлов и деталей клапана в течение длительного срока эксплуатации в различных средах, обеспечение при этом демпфирования посадки запирающего элемента на седло и быстродействия закрытия входного канала при снижении давления рабочей среды и исключение, тем самым, отрицательных последствий в трубопроводной арматуре. Другой задачей является упрощение конструкции клапана и обеспечение его ремонтопригодности и технологичности. Технический результат заключается в обеспечении снижения усилий и нагрузок, действующих на направляющий шток за счет разнесения его опор на значительное расстояние и распределения тем самым

этих нагрузок на его опоры в процессе работы клапана, а также в выполнении клапана составным из корпуса, корпусного элемента и первой опоры с возможностью их замены, а также за счет уменьшения сопротивления перемещению штока за счет обеспечения дросселирования среды, находящейся в торцевой полости корпусного элемента, и обеспечения защиты уплотнений первой опоры.

Для решения поставленной задачи обратный клапан содержит корпус с входным и выходным каналами, седло, выполненное с проходным отверстием для взаимодействия с запирающим элементом, подпружиненным относительно корпуса и установленным с возможностью закрытия проходного отверстия в случае падения давления рабочей среды, при этом запирающий элемент закреплен на направляющем штоке, подвижно установленным в опорах, первая из которых по ходу движения рабочей среды выполнена с упомянутым седлом и имеет отверстия для прохода рабочей среды, а вторая опора представляет собой полый корпусной элемент с размещенной внутри пружиной запирающего элемента, оборудованного направляющей, на переднем конце направляющего штока по ходу движения рабочей среды расположено средство для защиты уплотнения первой опоры, а со стороны другого торца образована в корпусном элементе торцевая полость, которая сообщена с выходным каналом посредством дросселирующее отверстие.

Возможны и другие варианты выполнения полезной модели, согласно которым необходимо, чтобы:

- корпусной элемент и первая опора были бы установлены в корпусе с возможностью демонтажа, оборудованы дефлекторами потока рабочей среды и выполнены с обтекающими поверхностями как в направлении движения рабочей среды, так и в противотоке.

- дросселирующее отверстие было бы выполнено в заглушке, установленной в торцевой полости корпусного элемента и выполненной с уплотнением.

- средство для защиты уплотнения первой опоры было бы выполнено грибовидной формой со шляпкой, перекрывающей зону со стороны уплотнения.

- клапан был бы оборудован средством, исключающим угловое перемещение запирающего элемента.

- средство, исключающее угловое перемещение запирающего элемента, было бы выполнено в виде стержня, закрепленного на запирающем элементе и расположенного

в отверстии, выполненном в корпусном элементе, при этом длина стержня превышает рабочий ход запирающего элемента.

Указанные признаки являются существенными и взаимосвязанными между собой причинно-следственной связью с образованием совокупности существенных признаков, достаточных для обеспечения расширения технических возможностей, в частности обеспечения надежности эксплуатации, повышение ремонтопригодности, сокращения времени закрытия клапана и исключения колебаний давления в трубопроводной арматуре.

Сущность полезной модели поясняется чертежами.

На фиг.1 изображен обратный клапан.

На фиг.2 - клапан по фиг.1 вид А.

На фиг.3 - клапан по фиг.1 вид Б.

Обратный клапан, согласно полезной модели (фиг.1, 2, 3,), содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 каналы. Внутри корпуса 1 во входном канале 2 расположено седло 4 с проходным отверстием 5 для взаимодействия с запирающим элементом 6, подпружиненным пружиной 7 относительно корпуса 1 и установленным с возможностью открытия и закрытия входного отверстия 5 в случае падения давления рабочей среды.

Внутри корпуса 1 с возможностью демонтажа установлен корпусной элемент 8 с подвижно установленным направляющим штоком 9, на котором закреплен запирающий элемент 6. Направляющий шток 9 подвижно установлен в опорах 10 и 11, первая из которых по ходу движения рабочей среды выполнена с упомянутым седлом 4 и имеет входное отверстие 5 для прохода рабочей среды, выполненное в виде нескольких окон.

Функцию второй опоры выполняет полый корпусной элемент 8 с размещенной внутри на направляющем штоке 9 пружины 7, несущем запирающий элемент 6. На переднем конце направляющего штока 9 по ходу движения рабочей среды расположено средство 12 для защиты уплотнения первой опоры, которое выполнено грибовидной формой со шляпкой, перекрывающей зону со стороны уплотнения с целью исключения прямого воздействия потока рабочей среды, несущей песок и другие включения.

Со стороны другого торца направляющего штока 9 образована в корпусном элементе

торцевая полость 13, которая сообщена с выходным каналом 3 посредством дросселирующего отверстия 14, при этом последний выполнен в заглушке 15, установленной в торцевой полости 13 корпусного элемента 1 и выполненной с уплотнением 16.

С целью повышения технологичности, упрощения конструкции корпуса и обеспечения ремонтопригодности корпусной элемент 8 и первая опора 10 установлены в корпусе 1 с возможностью демонтажа, кроме этого они оборудованы дефлекторами потока рабочей среды и выполнены с обтекающими поверхностями как в направлении движения рабочей среды, так и в противотоке.

Для повышения надежности и стабильности в работе клапан оборудован средством, исключающим угловое перемещение запирающего элемента 6, которое выполнено в виде стержня 17, закрепленного на запирающем элементе 6 и расположенного в отверстии 18 кронштейна 19, закрепленного на корпусном элементе 8, при этом длина стержня 17 превышает рабочий ход запирающего элемента 6.

С целью снижения себестоимости изготовления клапана, учитывая, что различные его детали изнашиваются не одновременно и не одинаково предлагается корпус 1, первую опору 10, выполненную за одно целое с седлом 4, корпусной элемент 8 и запирающий элемент 6 изготавливать из разных материалов с разными свойствами.

Патентуемый обратный клапан функционирует следующим образом.

Обратный клапан предохранительной трубопроводной арматуры может быть использован для перекрытия рабочей среды с целью предотвращения обратного движения среды по трубопровод. Кроме этого обратные клапана данной конструкции могут быть использованы для предотвращения обратного вращения компрессоров или насосов, защищая тем самым уплотнения и приводные механизмы от повреждений.

Согласно полезной модели под действием давления среды тарельчатый запирающий элемент 6, отжимая пружину 7, освобождает проход через отверстия 5 в опоре 10, сообщая тем самым входной 2 канал с выходным 3 каналом. При этом направляющий шток 9, перемещаясь в опорах скольжения, сжимает среду, находящуюся в торцевой полости 13, которая, дросселируя, перетекает через из нее наружу, сглаживая тем самым динамические нагрузки потока. Внешняя поверхность

запирающего элемента 6 выполнена обтекаемой, также как и поверхности опоры 10 и корпусного элементы 8. В случае падения давления, ниже установленного, пружина 7, распрямляясь, перемещает запирающий элемент 6 в сторону седла 4 и входит с ним в контакт, перекрывая отверстия 5 в опоре 10. Срабатывание обратного клапана происходит быстро и без динамических нагрузок, чему способствует, наличие торцевой полости 13, сообщенной с дроссельным отверстием с выходным каналом 3.

В случае использования обратного клапана в трубопроводных системах АЭС и для химической и нефтегазовой промышленности его узлы и детали изготавливается из коррозионностойкой или углеродистой стали.

Применение полезной модели обеспечивает расширение технических возможностей за счет снижения усилий и нагрузок, действующих на направляющий шток, выполненный с разнесенными опора скольжения на значительное расстояние и распределения тем самым этих нагрузок на его опоры в процессе работы клапана, а также за счет уменьшения сопротивления перемещению штока за счет обеспечения дросселирования среды, находящейся в торцевой полости корпусного элемента, и обеспечения защиты уплотнений первой опоры.

Полезная модель соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость», поскольку его реализация возможна при использовании существующих средств производства с применением известных технологических операций.

1. Обратный клапан, содержащий корпус с входным и выходным каналами, седло, выполненное с проходным отверстием для взаимодействия с запирающим элементом, подпружиненным относительно корпуса и установленным с возможностью закрытия проходного отверстия в случае падения давления рабочей среды, при этом запирающий элемент закреплен на направляющем штоке, подвижно установленным в опорах, первая из которых по ходу движения рабочей среды выполнена с упомянутым седлом и имеет отверстия для прохода рабочей среды, а вторая опора представляет собой полый корпусной элемент с размещенной внутри пружиной запирающего элемента, оборудованного направляющей, на переднем конце направляющего штока по ходу движения рабочей среды расположено средство для защиты уплотнения первой опоры, а со стороны другого торца образована в корпусном элементе торцевая полость, которая сообщена с выходным каналом посредством дросселирующего отверстия.

2. Клапан по п.1, отличающийся тем, что корпусной элемент и первая опора установлены в корпусе с возможностью демонтажа, оборудованы дефлекторами потока рабочей среды и выполнены с обтекающими поверхностями как в направлении движения рабочей среды, так и в противотоке.

3. Клапан по п.1, отличающийся тем, что дросселирующее отверстие выполнено в заглушке, установленной в торцевой полости корпусного элемента и выполненной с уплотнением.

4. Клапан по п.1, отличающийся тем, что средство для защиты уплотнения первой опоры выполнено грибовидной формой со шляпкой, перекрывающей зону со стороны уплотнения.

5. Клапан по п.1, отличающийся тем, что оборудован средством, исключающим угловое перемещение запирающего элемента.

6. Клапан по п.5, отличающийся тем, что средство, исключающее угловое перемещение запирающего элемента, выполнено в виде стержня, закрепленного на запирающем элементе и расположенного в отверстии, выполненном в корпусном элементе, при этом длина стержня превышает рабочий ход запирающего элемента.