Шаровой клапан

 

Использование: в устройствах для регулирования и управления потоком жидкости, в системах добычи и транспорта нефти и газа. Сущность изобретения: направляющий элемент шарового клапана выполнен с канавкой. Сферический запорный орган размещен в рабочей полости корпуса клапана с возможностью взаимодействия с верхним и нижним седлами и канавкой направляющего элемента за счет магнитных сил. Нижнее седло клапана расположено в корпусе с возможностью осевого перемещения, нагружено возвратной пружиной и снабжено фиксатором, выполненным в виде установленного в корпусе штифта. Между корпусом и нижним седлом установлен уплотнительный элемент, взаимодействующий со сферическим запорным органом. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к устройствам для регулирования и управления потоком жидкости и может быть использовано как в машинах и механизмах общего машиностроения, так и транспорта нефти и газа в системах нефтедобычи.

Известен шаровой клапан, содержащий корпус с рабочей полостью, нижним и верхним седлами и направляющим элементом между ними и сферический запорный орган шарик, которой выполняет роль обратного клапана.

Недостатком известного шарового клапана является необходимость его точного изготовления, а также малая долговечность при работе в абразивных средах.

Задачей изобретения является повышение надежности и долговечности за счет уменьшения абразивного износа сферического запорного органа шарика.

Технический результат достигается за счет того, что направляющий элемент выполнен с канавкой, а сферический запорный орган размещен в рабочей полости корпуса с возможностью взаимодействия с седлами и канавкой направляющего элемента за счет магнитных сил, кроме того нижнее седло снабжено фиксатором, выполненным в виде установленного в корпусе штифта, расположено в корпусе с возможностью осевого перемещения и нагружено возвратной пружиной, а между корпусом и нижним седлом установлен уплотнительный элемент с возможностью взаимодействия со сферическим запорным органом, при этом рабочая полость корпуса выполнена с различными поперечными сечениями, причем минимальные поперечные сечения расположены в районе нижнего и верхнего седел.

На чертеже изображен шаровой клапан, разрез.

Шаровой клапан состоит из корпуса 1 с рабочей полостью, верхнего седла 2, направляющего элемента 3, сферического запорного органа шарика 4, уплотнительного элемента 5, нижнего седла 6, возвратной пружины 7, фиксатора 8, выполненного в виде штифта, установленного в корпусе. Направляющий элемент выполнен с канавкой 9. Шарик 4 изготовлен из материала со свойствами постоянного магнита или ферромагнетика. В другом варианте направляющий элемент 3 может быть выполнен из материала со свойствами постоянного магнита или ферромагнетика. Рабочая полость корпуса 1 выполнена с различными поперечными сечениями, причем минимальные поперечные сечения расположены в районах нижнего и верхнего седел.

Работа шарового клапана происходит следующим образом.

Под действием потока жидкости шарик 4 открывает проходное отверстие нижнего седла 6 и, перекатываясь по канавке 9 направляющего элемента 3, удерживаемый магнитными силами, занимает определенное положение в углублении направляющего элемента 3. При этом рабочая поверхность шарика 4 выводится из зоны действия абразивных частиц. Положение шарика 4 зависит от формы и размеров поперечных сечений рабочей полости и величины расхода жидкости. В аварийных случаях, когда расход жидкости достигает значений выше допустимых для данной гидравлической системы, шарик 4 по канавку 9 направляющего элемента 3 под действием напора жидкости перемещается к верхнему седлу 2 и фиксируется там за счет магнитных сил. Шаровой клапан в этом случае выполняет функцию предохранительного устройства гидросистемы.

При изменении направления движения жидкости через клапан шарик 4 под действием собственного веса, а также напора жидкости перекатывается по канавке 9 направляющего элемента 3 к нижнему седлу 6 и перекрывает его проходное сечение.

В случае применения варианта с утапливаемым седлом шарик 4, действуя на седло 6, смещает его до штифта фиксатора 8. При этом освобождается рабочая кромка уплотнительного элемента 5, создавая надежное уплотнение в паре шарик-седло, и одновременно происходит герметизация сопряжения седло-корпус клапана. В состоянии клапан открыт, рабочая кромка уплотнительного элемента 5 защищена от воздействия абразива седлом 6, занимающим крайнее положение под действием возвратной пружины 7. Таким образом достигается повышенная работоспособность клапана при длительной эксплуатации в абразивной среде. В случае технической необходимости перекачки жидкости за клапан по условиям эксплуатации гидросистемы штифт-фиксатор изготавливается с расчетом на срез при достижении определенного давления на сферический запорный орган.

Формула изобретения

1. ШАРОВОЙ КЛАПАН, содержащий корпус с рабочей полостью, нижним и верхним седлами или одним нижним седлом и направляющим элементов и сферический запорный орган, отличающийся тем, что направляющий элемент выполнен с канавкой, а сферический запорный орган размещен в рабочей полости корпуса с возможностью взаимодействия с седлами и канавкой направляющего элемента за счет магнитных сил, при этом нижнее седло снабжено фиксатором, выполненным в виде установленного в корпусе штифта, расположено в корпусе с возможностью осевого перемещения и нагружено возвратной пружиной, а между корпусом и нижним седлом установлен уплотнительный элемент с возможностью взаимодействия со сферическим запорным органом.

2. Клапан по п.1, отличающийся тем, что рабочая полость корпуса выполнена с различными поперечными сечениями, причем минимальные поперечные сечения расположены в районе нижнего и верхнего седел.

РИСУНКИ

Рисунок 1