Устройство для перекрывания потока текучей среды

Авторы патента:

F16K7/07 - посредством давления жидкости или газа

Владельцы патента RU 2325574:

Федеральное государственное унитарное предприятие "НПО Астрофизика" (RU)

Изобретение относится к области гидравлики и пневматики и предназначено для использования в нефтегазовой промышленности для экстренного перекрывания потока рабочей среды в трубопроводных магистралях при возникновении аварийных или чрезвычайных ситуаций. Устройство для перекрывания потока текучей среды содержит корпус с примыкающими участками трубопровода, эластичный запорный орган торообразной формы и вставку для взаимодействия с внутренней поверхностью запорного органа. Эластичный запорный орган торообразной формы установлен в корпусе соосно примыкающим участкам трубопровода и подключен к источнику управляющего давления. Устройство дополнительно содержит пару дискообразных щечек. Эти щечки смонтированы в корпусе поперечно потоку текучей среды. Запорный орган размещен между указанными щечками. В последних выполнены каналы для прохода текучей среды. Вставка выполнена в виде стержня. Стержень закреплен концами в центральных областях щечек. Изобретение направлено на повышение эксплуатационных характеристик устройства. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Предлагаемое техническое решение относится к области гидравлики и пневматики и может быть использовано в нефтегазовой промышленности для экстренного перекрывания потока рабочей среды в трубопроводных магистралях при возникновении аварийных или чрезвычайных ситуаций.

Известно устройство для перекрывания потока, содержащее корпус с тороидальной полостью и размещенным в ней запорным элементом в виде эластичной тороидальной камеры со стенкой переменного сечения, см. а.с. СССР №1813950, МПК F16k 7/07, публ. 07.05.93 г., Бюл. №17.

Известно запорное устройство, содержащее последовательно установленные в корпусе запорные эластичные элементы тороидальной формы, см. а.с. СССР №821829, МПК F16k 7/07, публ. 15.04.81 г., Бюл. №14.

Недостатком приведенных устройств является сложность конструктивного исполнения и большие гидраврические потери при транспортировке текучих сред.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) к предлагаемому техническому решению является устройство для перекрывания потока текучих сред, содержащее корпус с примыкающими участками трубопровода, эластичный запорный орган торообразной формы, установленный в корпусе соосно примыкающим участкам трубопровода и подключенный к источнику управления давления, и вставку для взаимодействия с внутренней поверхностью запорного органа, см. а.с. СССР №525824, МПК F16k 7/07, публ. 25.08.76. г., Бюл. №31.

Недостатком данного технического решения являются:

1. пониженный диапазон давлений перекрываемой рабочей среды, связанный с отсутствием ограничения «раздувания» эластичного элемента в осевом направлении, что может привести к его разрыву при высоких значениях рабочего давления в трубопроводе;

2. пониженная надежность, связанная с ограниченным максимальным давлением в полости эластичного элемента и возможностью утечек в его центральной зоне;

3. пониженная технологичность, связанная со сложностью конструктивного исполнения (возникновение технологических трудностей при размещении в полости запорного органа его центральной вставки).

Технический результат от использования предлагаемого технического решения заключается в повышении эксплуатационных характеристик путем повышения надежности и технологичности устройства, а также расширения диапазона рабочих давлений.

В соответствии с предлагаемым изобретением указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для перекрывания потока текучих сред, содержащем корпус с примыкающими участками трубопровода, эластичный запорный орган торообразной формы, установленный в корпусе соосно примыкающим участкам трубопровода и подключенный к источнику управляющего давления, и вставку для взаимодействия с внутренней поверхностью запорного органа, дополнительно содержится пара дискообразных щечек, смонтированных в корпусе в направлении, поперечном потоку текучей среды, запорный орган размещен между указанными щечками, в последних предусмотрены каналы для прохода текучей среды, а вставка выполнена в виде стержня, связанного концами с центральными областями близлежащих поверхностей щечек.

Кроме того, боковая поверхность стержня выполнена вогнутой, торообразной формы.

Кроме того, суммарная площадь каналов для прохода потока текучей среды каждой щечки равна или превышает площадь поперечного сечения примыкающих участков трубопровода.

Кроме того, источник управляющего давления выполнен в виде последовательно подключенных баллона со сжатым воздухом, нормально закрытого трехлинейного двухходового электромагнитного распределителя и датчика давления, при этом два последних подключены к блоку управления.

На чертеже изображено предлагаемое устройство для перекрывания потока текучих сред.

Устройство содержит корпус - 1 с примыкающими участками - 2 и 3 трубопровода, эластичный запорный орган - 4 торообразной формы, установленный в соответствующей полости корпуса - 1 соосно участкам - 2 и 3 трубопровода и подключенный к источнику управляющего давления, выполненному в виде последовательно подключенных баллона со сжатым воздухом - 5, нормально закрытого трехлинейного двухходового электромагнитного распределителя - 6 и датчика давления - 7. При этом распределитель - 6 и датчик - 7 электрически связаны с блоком управления - 8.

Для исключения вздутия запорного органа - 4 в осевом направлении при больших рабочих давлениях, последний смонтирован между щечками - 9, имеющими каналы - 10 для прохода текучей среды и размещенными в корпусе - 1 ортогонально (поперечно) ее потоку, а для минимизации толщины щечек - 8 при одновременном исключении их деформации и для повышения степени герметизации во время перекрывания потока, в устройстве предусмотрен стержень - 11, имеющий вогнутую торообразную боковую поверхность и закрепленный своими концами в центральных областях щечек. Для уменьшения гидравлических потерь суммарная площадь каналов - 10 каждой щечки - 9 выбирается из условия равенства или превышения проходного (поперечного) сечения каждого из примыкающих участков - 2, 3 трубопровода. В целях уменьшения трения повышения быстродействия и увеличения срока службы, трущиеся поверхности в устройстве могут быть выполнены с покрытием из антифрикционного материала, например, фторопласта.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

При необходимости экстренного перекрывания потока рабочей среды (например, газа или нефтепродуктов) с центрального пульта (не показано) на блок управления - 8 подается соответствующая команда. С блока - 8 на распределитель - 6 поступает управляющий сигнал для подачи избыточного давления в полость запорного органа - 4, который, упруго деформируясь, осуществляет перекрывание потока текучей среды (показано пунктиром), при этом контроль давления внутри запорного органа - 4 производится с помощью датчика - 7. При достижении в запорном органе - 4 давления, обеспечивающего надежное перекрывание потока рабочей среды (превышающего давление внутри трубопровода), с блока - 8 на распределитель - 6 подается сигнал на прекращение подачи избыточного давления в полость запорного органа - 4.

При возобновлении подачи текучей среды по трубопроводу с блока - 8 на распределитель - 6 подается соответствующий сигнал и воздух из запорного органа - 4 сбрасывается в атмосферу. При этом запорный орган - 4 занимает первоначальное положение.

Из вышеприведенного следует, что предложенная конструкция обладает преимуществами по сравнению с известной, а именно повышается надежность и рабочий диапазон за счет возможности обеспечения более высоких давлений внутри запорного органа, а также повышается технологичность изделия за счет более простого исполнения запорного органа.

Следовательно, устройство для перекрывания текучей среды при использовании дает технический результат - повышает эксплуатационные характеристики.

По материалам заявки на предприятии в настоящее время изготовлен макетный образец, испытания которого подтвердили достижение вышеуказанного технического результата.

1. Устройство для перекрывания потока текучей среды, содержащее корпус с примыкающими участками трубопровода, эластичный запорный орган торообразной формы, установленный в корпусе соосно примыкающим участкам трубопровода и подключенный к источнику управляющего давления, и вставку для взаимодействия с внутренней поверхностью запорного органа, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит пару дискообразных щечек, смонтированных в корпусе поперечно потоку текучей среды, запорный орган размещен между указанными щечками, в последних предусмотрены каналы для прохода текучей среды, а вставка выполнена в виде стержня, закрепленного концами в центральных областях щечек.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что боковая поверхность стержня выполнена вогнутой, торообразной формы.

3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что суммарная площадь каналов для прохода потока текучей среды каждой щечки равна или превышает площадь поперечного сечения примыкающих участков трубопровода.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что источник управляющего давления выполнен в виде последовательно подключенных баллона со сжатым воздухом, нормально закрытого трехлинейного двухходового электромагнитного распределителя и датчика давления, при этом два последних электрически связаны с блоком управления.

Похожие патенты:

Шланговый клапан // 2309318

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и предназначено для перекрытия трубопроводов различного назначения, по которым транспортируется жидкая среда или газ.

Шланговый клапан // 2299374

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и предназначено для регулирования расхода и давления, а также перекрытия трубопроводов различного назначения, по которым транспортируется жидкая среда или газ.

Шланговый клапан (варианты) // 2299373

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и может быть использовано для регулирования расхода и давления, а также перекрытия трубопроводов различного назначения, по которым транспортируется жидкая среда или газ.

Запорное устройство для трубопроводов // 2280206

Изобретение относится к запорной арматуре для тоннелей и трубопроводов большого диаметра и предназначено для дистанционного управления подачей потока рабочей среды (жидкости, газообразные смеси, газы) в трубопроводах или тоннелях большого диаметра.

Запорное устройство для перекрытия трубопроводов // 2278312

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и предназначено для перекрытия трубопроводов различного назначения, по которым транспортируется жидкая среда. .

Устройство для перекрытия вакуумных объемов // 2232329

Изобретение относится к вакуумной технике и предназначено для надежного перекрытия вакуумных объемов. .

Установка с запорными клапанами для нанесения жидких химически реагирующих двухкомпонентных материалов // 2152266

Запорное устройство напорного трубопровода // 2145686

Изобретение относится к области трубопроводного транспорта и предназначено для регулирования расхода рабочей среды в различных гидравлических и пневматических системах.

Гидравлическое клапанное устройство и гидрообъемный насос // 2100648

Изобретение относится к гидравлическим клапанным устройствам для регулирования потока жидкости и гидрообъемным насосам, включающим такие клапанные устройства. .

Способ регулирования проходного сечения трубопровода // 2025630

Изобретение относится к технологическим процессам разгрузки сыпучих материалов и жидкостей из емкостей, и может найти применение в различных отраслях промышленности (шинной, химической, металлургической, строительной и др.) для регулирования проходного сечения трубопровода.

Туалетный блок для вакуумного туалета пассажирского вагона (варианты) // 2340493

Изобретение относится к санитарно-техническому оборудованию транспортных средств

Запорное устройство для перекрытия трубопроводов (варианты) // 2359161

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и может быть использовано для перекрытия трубопроводов различного назначения, по которым транспортируется жидкая среда

Запорное устройство для перекрытия трубопроводов // 2376519

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и может быть использовано для перекрытия трубопроводов различного назначения, по которым транспортируется жидкая среда или газ

Клапан и система для удаления текучей среды из отстойника канализационного коллектора, содержащая такой клапан // 2395743

Изобретение относится к усовершенствованиям к клапанам и насосам

Клапан-отсекатель и способ изготовления корпуса клапана // 2418245

Изобретение относится к арматуростроению и предназначено для защиты систем вентиляции помещений и укрытий, требующих повышенной безопасности в случае резкого повышения давления воздушной окружающей среды

Клапан шланга для подачи мелко измельченного материала // 2465505

Изобретение относится к области арматуростроения и предназначено для использования в качестве трубчатого клапана для выпуска измельченного материала, предпочтительно сухого известкового ила, который поддерживает содержание сухого вещества на уровне 65-90%

Регулирующий клапан (варианты) // 2543085

Изобретение относится к области трубопроводной арматуры и может быть использовано в металлургической, химической, нефтехимической и других отраслях промышленности. Регулирующий клапан содержит корпус с входным и выходным отверстиями, полый эластичный рабочий орган и катушку, совместно закрепленные соосно внутри корпуса, при этом катушка имеет стержень, выпуклый в сторону полого эластичного рабочего органа, а наружная поверхность полого эластичного рабочего органа и внутренняя поверхность корпуса образуют регулирующую полость, соединенную с управляющим устройством через отверстие в корпусе. Полый эластичный рабочий орган армирован гибкими жесткими нитями и выполнен как тело вращения с образующей, выпуклой в сторону стержня катушки, и касающийся его в свободном нерабочем состоянии. Управляющее устройство выполнено в виде трехходового переключающего крана, который через введенные трубки соединен с входным и выходным отверстиями корпуса и при первом положении соединяет регулирующую полость с входным отверстием корпуса, при втором положении соединяет регулирующую полость с выходным отверстием корпуса, при третьем положении перекрывает отверстие в корпусе. Имеются четыре варианта исполнения регулирующих клапанов. 4 н. и 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Клапан для перекрытия трубопроводов // 2554662

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и предназначено для перекрытия трубопроводов различного назначения, по которым транспортируется рабочая среда. Клапан содержит проходной корпус с расширением и седлом, эластичный запорный орган в виде цилиндрической оболочки с жестким дном, расположенный в расширении корпуса, и систему управления в виде трехходового крана, сообщенного с помощью трубопроводов с входом и выходом клапана. Ось цилиндрической оболочки перпендикулярна плоскости поверхности седла. Внутри цилиндрической оболочки установлена раздвижная опорная втулка. Наружная поверхность опорной втулки в сжатом положении представляет однополостный гиперболоид вращения с длиной образующей, равной высоте цилиндрической оболочки. Опорная втулка выполнена из двух частей с направляющими с возможностью осевого перемещения относительно друг друга. Одна часть опорной втулки закреплена на крышке клапана, а вторая - на жестком основании запорного органа. Изобретение направлено на уменьшение габаритных размеров и упрощение конструкции клапана. 2 ил.

Клапанное устройство из эластичного материала // 2624389

Изобретение относится к запорным клапанным устройствам, преимущественно применяемым в испытательной технике для перераспределения потоков жидкости в изделиях с цилиндрической поверхностью, где перекрытие каналов достигается за счет поджатия эластичных уплотнений рабочим давлением жидкости. Клапанное устройство из эластичного материала со сквозным отверстием для протока рабочей жидкости, прижимаемое давлением рабочей жидкости к уплотняемой поверхности, с геометрическими характеристиками и упругими свойствами материала, обеспечивающими предварительное контактное давление на уплотняемую поверхность. Клапанное устройство выполнено в виде цилиндрического уплотняющего кольца из эластичного материала прямоугольного сечения, к торцам которого через кольцевые перемычки осесимметрично присоединены по боковой поверхности кольца круглого сечения. По нормали к поверхности кольца прямоугольного сечения выполнено сквозное отверстие для протока жидкости. Изобретение направлено на повышение надежности герметизации испытываемого объекта с использованием эффекта самоуплотнения, обеспечение монтажа с минимальными затратами времени и также снижение затрат на изготовление клапанного устройства. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Малошумный дроссель // 2633742

Изобретение относится к области трубопроводной арматуры, в частности к малошумным клапанам с эластичными элементами, и может быть использовано в судостроительной, нефтехимической и других отраслях промышленности. Технический результат, на который направлено заявленное изобретение, заключается в повышении надежности работы дросселя и в снижении вибрации и шума, вызываемых потоком, а также в возможности использовать дроссель в реверсивном потоке. Технический результат достигается за счет того, что в дросселе используется ограничитель расширения эластичного элемента, который за счет своей формы и материала одновременно обеспечивает надежное ограничение расширения и снижение шума и вибрации. Дроссель по первому варианту содержит корпус, формирующий проходной канал, установленный в проходном канале сердечник с эластичным элементом, по меньшей мере один ограничитель деформации эластичного элемента, выполненный цилиндрическим с продольными каналами и углублением в форме усеченного конуса со стороны, обращенной к эластичному элементу. По второму варианту вместо ограничителя с продольными каналами используется сплошной ограничитель из пористого глушащего материала. Дроссель по третьему варианту содержит корпус, формирующий проходной канал, эластичный элемент, установленный во внутренней стенке корпуса, установленный в проходном канале сердечник, по меньшей мере один ограничитель деформации эластичного элемента, выполненный цилиндрическим с продольными каналами и выступом в форме усеченного конуса со стороны, обращенной к сердечнику. В четвертом варианте используется компоновка третьего варианта, при этом вместо ограничителя с продольными каналами используется сплошной ограничитель из пористого глушащего материала, например из прессованной проволоки. 4 н. и 21 з.п. ф-лы, 6 ил.