Обратный клапан

Изобретение относится к области трубопроводной арматуры и предназначено для предотвращения перетока жидкости из полости высокого в полость низкого давления магистрального трубопровода. Обратный клапан состоит из корпуса с жесткими уплотнительными участками, поворотного запорного органа и седла. Жесткие уплотнительные участки корпуса выполнены в виде расположенных по периферии двусторонних кольцевых конусных выступов. Малые основания конусов направлены в противоположные стороны. Запорный орган представляет собой круглый эластичный диск. Эластичный диск состоит из периферийного и центрального участков. Периферийный участок выполнен в виде кольца. Профиль кольца в продольном сечении имеет вид прямоугольного треугольника с обращенной к центру гипотенузой. Центральный участок выполнен в виде сегмента шара. Сегмент шара армирован со стороны его основания круглой металлической пластинкой. Периферийный участок плавно соединен с центральным перемычкой ограниченной ширины. Толщина перемычки уменьшается от оси ее симметрии к краю. Корпус на внутренней поверхности со стороны входа жидкости снабжен расточкой. Форма расточки адекватна продольному сечению периферийного участка. Седло выполнено ступенчатым с диффузорным участком на входе. Изобретение направлено на повышение эксплуатационной надежности, снижение трудоемкости изготовления и уменьшение потерь давления. 6 ил.

 

Изобретение относится к области трубопроводной арматуры и предназначено для предотвращения перетока жидкости из полости высокого в полость низкого давления магистрального трубопровода. Оно найдет применение в трубопроводных системах поддержания пластового давления при добыче нефти, а также в других трубопроводных системах.

Известен обратный клапан, содержащий корпус с жесткими конусными уплотнительными пазами и седельным участком, жесткие уплотнительные кольца, запорный орган, направляющую и пружину [1].

Недостатки устройства:

- неудовлетворительная эксплуатационная надежность, обусловленная сравнительно быстрым нарушением контактирующих поверхностей седельного участка и запорного органа как из-за перекоса последнего, так и по причине их износа под воздействием механических частиц;

- значительные потери давления на участке клапана вследствие ступенчатого перехода жидкости из нагнетательной полости трубопровода через каналы клапана в нагнетаемую его полость, сопровождаемого ударами.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является обратный клапан, включающий корпус с жесткими уплотнительными участками и кольцами, поворотный запорный орган и седло [2].

Существенными недостатками устройства являются:

- неудовлетворительная эксплуатационная надежность, обусловленная нарушением герметичности стыка между запорным органом и седлом вследствие образования микроканалов на уплотняемой поверхности запорного органа при перекачке жидкости с повышенным процентом содержания песка и волокнистых частиц и попаданием последних на уплотняемую поверхность;

- высокая трудоемкость изготовления из-за нетехнологичности жестких уплотнительных колец и высоких требований к их изготовлению;

- значительные потери давления на участке клапана из-за небольших размеров проходного сечения клапана при заданных диаметрах трубопровода.

Задачей изобретения является создание клапана, обладающего высокой эксплуатационной надежностью, низкой трудоемкостью изготовления и низкими потерями давления.

Указанная задача решается предлагаемым обратным клапаном, включающим корпус с жесткими уплотнительными участками, поворотный запорный орган и седло.

Новым является то, что жесткие уплотнительные участки корпуса выполнены в виде расположенных по периферии двусторонних кольцевых конусных выступов, малые основания конусов которых направлены в противоположные стороны, а запорный орган представляет собой круглый эластичный диск, состоящий из периферийного и центрального участков, причем периферийный выполнен в виде кольца, профиль которого в продольном сечении имеет вид прямоугольного треугольника с обращенной к центру гипотенузой, а центральный - сегмента шара, армированный со стороны его основания круглой металлической пластинкой; периферийный участок плавно соединен с центральным перемычкой ограниченной ширины, толщина которой уменьшается от оси ее симметрии к краю перемычки; корпус на внутренней поверхности со стороны входа жидкости снабжен расточкой, имеющей форму, адекватную продольному сечению периферийного участка запорного органа; седло выполнено ступенчатым с диффузорным участком на входе.

На фиг.1 изображен общий вид предлагаемого обратного клапана в продольном разрезе.

На фиг.2 - разрез по А-А фиг.1.

На фиг.3 - вид на клапан в плане.

На фиг.4 - разрез Б-Б фиг.3.

На фиг.5 - разрез по В-В фиг.3.

На фиг.6 - разрез по Г-Г фиг.3.

Клапан состоит из корпуса 1 (фиг.1) с конусными кольцевыми выступами 2 и 3, расположенными по периферии, малые основания конусов которых направлены в противоположные стороны, запорного органа 4, представляющего собой круглый эластичный диск, имеющий периферийный 5 и центральный 6 участки, соединенные между собой перемычкой 7 (фиг.3).

Периферийный участок 5 выполнен в виде кольца, профиль которого в продольном сечении имеет вид прямоугольного треугольника с обращенной к центру гипотенузой.

Центральный участок 6 выполнен в виде сегмента шара, армированного со стороны его основания круглой металлической пластинкой 8.

Корпус 1 на внутренней поверхности со стороны входа жидкости снабжен расточкой 9, имеющей форму, адекватную продольному сечению периферийного участка 5 запорного органа 4.

Клапан снабжен седлом 10 ступенчатой формы, имеющим диффузорный участок 11, и рукояткой 12.

Работает клапан следующим образом.

При отсутствии перепада давления между полостями "а" и "б" запорный орган 4 находится в исходном положении, т.е. примыкает к седлу 10. Как только в полости "а" появится давление, запорный орган начинает отгибаться относительно узкого пояска 13 (фиг.3) перемычки 7, причем, чем больше расход жидкости через зазор, тем больше он отклоняется от седла 10. При наступлении равенства давлений в полостях "а" и "б" запорный орган занимает исходное положение.

Монтаж обратного клапана.

Клапан вводят в зазор между фланцами 14 и 15 так, чтобы конические выступы 2 и 3 вошли в конусные пазы фланцев. После этого шпильки (на фиг.не показаны) затягивают так, чтобы создать герметичный контакт по конусным поверхностям. Обратный клапан готов к эксплуатации.

Предлагаемое устройство позволяет:

- повысить эксплуатационную надежность благодаря тому, что самоуплотняющиеся участки (края) запорного органа надежно перекрывают уплотнительную поверхность седла даже при наличии на нем микроканалов и волокнистых частиц;

- снизить трудоемкость изготовления ввиду отсутствия в конструкции деталей, к которым предъявляются высокие технологические требования;

- снизить потери давления на участке клапана, т.к. его конструкция позволяет увеличить его проходное сечение и создает условия для более плавного перехода жидкости на участке клапана.

Использованная информация.

1. Аналог. Проспект ООО “ТехСнабКомплект” "Клапан обратный типа ОК", 2001 г., Удмуртская республика, г. Воткинск, ул. Ленина, д. 43, тел. [phone]. (Копия прилагается).

2. Прототип. Проспект производственно-коммерческой фирмы “Техновек”, 2001 г. (Копия прилагается).

Обратный клапан, включающий корпус с жесткими уплотнительными участками, поворотный запорный орган и седло, отличающийся тем, что жесткие уплотнительные участки корпуса выполнены в виде расположенных по периферии двусторонних кольцевых конусных выступов, малые основания конусов которых направлены в противоположные стороны, а запорный орган представляет собой круглый эластичный диск, состоящий из периферийного и центрального участков, причем периферийный выполнен в виде кольца, профиль которого в продольном сечении имеет вид прямоугольного треугольника с обращенной к центру гипотенузой, а центральный - сегмента шара, армированного со стороны его основания круглой металлической пластинкой, периферийный участок плавно соединен с центральным перемычкой ограниченной ширины, толщина которой уменьшается от оси ее симметрии к краю перемычки; корпус на внутренней поверхности со стороны входа жидкости снабжен расточкой, имеющей форму, адекватную продольному сечению периферийного участка, седло выполнено ступенчатым с диффузорным участком на входе.