Предохранительное запорное устройство с узлом предотвращения вращения тарелки клапана

Группа изобретений относится к приборам управления потоком газообразной среды для систем распределения газа. Предохранительное запорное устройство содержит корпус клапана, имеющий впускное отверстие и выпускное отверстие и определяющий траекторию потока, опору тарелки клапана, установленную с возможностью перемещения внутри корпуса клапана, тарелку клапана, установленную на опоре тарелки клапана, возвратный стержень, функционально присоединенный к опоре тарелки клапана и выполненный с возможностью перемещения относительно корпуса клапана между отведенным положением, в котором тарелка клапана находится в открытом первом положении, и выдвинутым положением, в котором тарелка клапана находится в закрытом втором положении, причем возвратный стержень выполнен с возможностью приведения в движение приводом для перемещения возвратного стержня из отведенного положения в выдвинутое положение. Корпус клапана содержит седло клапана, окружающее отверстие, расположенное между впускным отверстием и выпускным отверстием. Опора тарелки клапана и тарелка клапана расположены с возможностью перемещения внутри корпуса клапана и выполнены с возможностью синхронного перемещения между открытым первым положением, в котором тарелка клапана отступает от седла клапана, и закрытым вторым положением, в котором тарелка клапана прилегает к седлу клапана. Тарелка клапана и опора тарелки клапана содержат в области их контакта выступ и принимающую область, выполненные с возможностью взаимодействия для предотвращения вращения между тарелкой клапана и опорой тарелки клапана, когда выступ примыкает к принимающей области. Во втором варианте изобретения предохранительное устройство содержит узел предотвращения вращения, расположенный на взаимодействующих участках тарелки клапана и опоры тарелки клапана, содержащий по меньшей мере один выступ и по меньшей мере одну принимающую область подходящего для принятия выступа размера, причем узел предотвращения вращения выполнен таким образом, чтобы останавливать вращение тарелки клапана относительно опоры тарелки клапана. Способ остановки вращения тарелки клапана в предохранительном запорном устройстве, в котором обеспечивают корпус клапана, имеющий впускное отверстие и выпускное отверстие и определяющий траекторию потока, проходящую между впускным отверстием и выпускным отверстием, обеспечивают опору тарелки клапана, установленную с возможностью перемещения внутри корпуса клапана. Устанавливают тарелку клапана на опору тарелки клапана. Располагают опору тарелки клапана и тарелку клапана с возможностью перемещения внутри корпуса клапана для обеспечения возможности тарелки клапана перемещаться между открытым первым положением, в котором тарелка клапана отступает от седла клапана, и закрытым вторым положением, в котором тарелка клапана прилегает к седлу клапана. Функционально присоединяют возвратный стержень к опоре тарелки клапана и обеспечивают возможность перемещения стержня относительно корпуса клапана между отведенным положением, в котором тарелка клапана находится в открытом первом положении, и выдвинутым положением, в котором тарелка клапана расположена в закрытом втором положении. Обеспечивают возможность приведения возвратного стержня в движение приводом для перемещения возвратного стержня из отведенного положения в выдвинутое положение и обеспечивают узел предотвращения вращения, расположенный на взаимодействующих участках тарелки клапана и опоры тарелки клапана. Обеспечивают узел предотвращения вращения, содержащий по меньшей мере один выступ и по меньшей мере одну принимающую область подходящего для принятия выступа размера, причем узел предотвращения вращения выполнен с возможностью останавливать вращение тарелки клапана относительно опоры тарелки клапана. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 9 ил.

 

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0001] Представленное изобретение в общем относится к приборам управления потоком газообразной среды для систем распределения газа, более конкретно - к предохранительным запорным устройствам для газораспределительных систем с функцией защиты тарелки клапана от вращения.

ОПИСАНИЕ ПРОТОТИПА

[0002] Распределяющие природный газ системы, как правило, транспортируют газ от производителя к потребителю по ряду труб и через серии клапанов. Каждая газораспределительная система может содержать один или более регулирующих клапанов, которые контролируют давление газа внутри системы. Обычно газ передается через распределительную систему при высоком давлении. Тем не менее, давление газа должно быть снижено перед окончательным распределением газа для потребителей. Такое снижение давления обычно осуществляется на станциях снижения давления внутри локальных сетей.

[0003] Как правило, эти станции снижения давления содержат один или несколько регулирующих давление клапанов и своего рода предохранительные устройства для перекрытия потока газа в том случае, если регулирующий давление клапан не сработает. Наиболее часто для такой цели используются предохранительные клапаны-отсекатели. К примеру, патент US No. 4134421, на который ссылается данное описание, иллюстрирует предохранительный клапан-отсекатель, обеспечивающий защиту от избыточного давления в трубопроводе. Другой пример предохранительного клапана-отсекателя описан в патенте US No. 8225812, на который также ссылается данное описание. Предохранительный клапан-отсекатель, как правило, расположен перед клапаном-регулятором давления, таким образом клапан-отсекатель может сбросить газ в случае если регулирующий клапан выйдет из строя.

[0004] Предохранительный клапан-отсекатель контролирует давление газа за регулирующим клапаном в пределах минимального и максимального допусков отклонения давления. Если давление за регулирующим клапаном превышает максимальный либо минимальный допуск отклонения, то предохранительный клапан-отсекатель закрывается, перекрывая поток газа к регулирующему клапану и предотвращая неконтролируемую утечку газа из-за поломки регулирующего клапана.

[0005] Известно, что предохранительные клапаны-отсекатели имеют тарелку клапана, которая перекрывает отверстие клапана в непосредственной близости от седла клапана. Тарелка клапана соединена с возвратным стержнем, который прикреплен к вентильному приводу, чувствительному к избыточному давлению или разрежению. Возвратный стержень, как правило, находится в зафиксированном или втянутом положении, при котором тарелка клапана отведена от седла клапана. Когда вентильный привод улавливает соответствующие аварийные условия, возвратный стержень высвобождается и тарелка клапана смещается в закрытое положение относительно седла клапана.

[0006] В стандартных запорных устройствах при нормальных условиях работы клапан, как правило, находится в открытом положении и такое устройство постоянно подвержено прохождению потока газа через него. Поскольку тарелка клапана установлена на стержне, то в определенных условиях действующие на тарелку клапана силы потока вызывают вращение тарелки клапана, которое может в конечном итоге привести к преждевременному износу поддерживающего клапан стержня.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0007] Один вариант реализации данного изобретения представляет собой предохранительное запорное устройство, содержащее корпус клапана, в котором имеются впускное и выпускное отверстия, определяющие движение текучих сред, проходящее между ними. Корпус клапана содержит седло клапана, в торце отверстия, расположенного между впускным и выпускным отверстиями, опору тарелки клапана, выполненную с возможностью продвижения в корпусе клапана, тарелку клапана, смонтированную на опоре тарелки клапана. Опора тарелки клапана и тарелка клапана выполнены с возможностью продвижения в корпусе клапана и перемещаются синхронно между открытым первым положением, при котором тарелка клапана отступает от седла клапана, и закрытым вторым положением, при котором тарелка клапана прилегает к седлу клапана. Возвратный стержень присоединен к опоре тарелки клапана и перемещается относительно корпуса клапана из отведенного положения, располагающего тарелку клапана в открытом первом положении, к приведенному положению, располагающему тарелку клапана во втором закрытом положении, возвратный стержень приводится в движение вентильным приводом путем перемещения из задвинутого в выдвинутое положение. Тарелка клапана и опора тарелки клапана взаимодействуют вдоль области контакта, содержащей выступ и принимающую плоскость, таким образом, что выступ примыкает к принимающей плоскости, предотвращая вращение между тарелкой клапана и опорой тарелки клапана.

[0008] Другой вариант реализации данного изобретения представляет собой предохранительное запорное устройство, содержащее корпус клапана, имеющий впускное и выпускное отверстия, определяющие движение текучих сред, протекающих между ними. Корпус клапана также содержит седло клапана в торце отверстия, расположенного между впускным и выпускным отверстиями. Тарелка клапана выполнена с возможностью продвижения в корпусе клапана и смонтирована на опоре тарелки клапана. Опора тарелки клапана и тарелка клапана выполнены с возможностью продвижения в корпусе клапана от открытого первого положения, при котором тарелка клапана отведена от седла клапана, до закрытого второго положения, при котором тарелка клапана прилегает к седлу клапана. Возвратный стержень присоединен к опоре тарелки клапана и перемещается относительно корпуса клапана из отведенного положения, при котором тарелка клапана расположена в открытом первом положении, к приведенному положению, располагающему тарелку клапана во втором закрытом положении, возвратный стержень приводится в движение вентильным приводом путем перемещения из задвинутого в выдвинутое положение. Принцип работы предотвращающего вращение узла осуществляется путем взаимодействия между собой частей тарелки клапана и опоры тарелки клапана. Предотвращающий вращение узел содержит по меньшей мере один выступ и по меньшей мере одну принимающую плоскость, имеющую подходящий для выступа размер. Предотвращающий вращение узел осуществляет остановку вращения тарелки клапана по отношению к опоре тарелки клапана.

[0009] Третий вариант описанного изобретения представляет собой способ остановки вращения тарелки клапана в предохранительном запорном устройстве, содержащий обязательным условием наличие корпуса клапана, имеющего впускное и выпускное отверстия, определяющие движение текучих сред, протекающих между ними, корпус клапана содержит седло клапана, в торце отверстия, расположенного между входом и выходом, предполагается также наличие опоры тарелки клапана, выполненной с возможностью продвижения внутри корпуса клапана, а также тарелки клапана, смонтированной на опоре тарелки клапана. Способ реализации изобретения включает продвижения опоры тарелки клапана и тарелки клапана в корпусе клапана, что позволяет тарелке клапана перемещаться между открытым первым положением, при котором тарелка клапана отступает от седла клапана, и закрытым вторым положением, при котором тарелка клапана прилегает к седлу клапана, а также соединение возвратного стержня с опорой тарелки клапана, инициирующее движение возвратного стержня относительно корпуса клапана из отведенного положения, размещенной тарелки клапана в открытом первом положении, к приведенному положению, размещению тарелки клапана во втором закрытом положении. Данный способ содержит условие, что возвратный стержень приводится в движение вентильным приводом путем перемещения из задвинутого в выдвинутое положение, также работа предотвращающего вращение узла осуществляется при условии взаимодействия между собой частей тарелки клапана и опоры тарелки клапана, предотвращающий вращение узел содержит по меньшей мере один выступ и по меньшей мере одну принимающую плоскость, имеющую подходящий для выступа размер, предотвращающий вращение узел осуществляет остановку вращения тарелки клапана относительно опоры тарелки клапана.

[0010] В дальнейшем согласно любому одному или более из описанных выше вариантов реализации изобретения - первому, второму или третьему, предохранительное запорное устройство и/или вариант реализации изобретения может дополнительно содержать любой один или более из следующих предпочтительных форм реализации.

[0011] В первой предпочтительной форме реализации изобретения устройство содержит пружину, расположенную внутри корпуса клапана, функционально смонтированную на опоре тарелки клапана и конструктивно смещающую тарелку клапана в сторону второго закрытого положения.

[0012] В другой предпочтительной форме реализации изобретения выступ расположен на тарелке клапана, а принимающая плоскость расположена на опоре тарелки клапана.

[0013] В следующей предпочтительной форме реализации изобретения тарелка клапана установлена на опоре тарелки клапана и выступ содержит пару ребер, отступающих от опоры тарелки клапана, принимающая плоскость содержит пару поверхностей на опоре тарелки клапана, при этом пара ребер имеет походящий для сцепления с парой поверхностей размер. Опора тарелки клапана может содержать расширенную часть, на которой предполагается расположение поверхности сцепления.

[0014] В следующей предпочтительной форме реализации изобретения принимающая плоскость содержит плоскую поверхность, а выступ содержит дугообразное ребро с плоской поверхностью, плоская поверхность дугообразного ребра имеет подходящий размер для взаимодействия с плоской поверхностью принимающей плоскости.

[0015] В следующей предпочтительной форме реализации изобретения опора тарелки клапана содержит расширенный участок, на котором принимающая плоскость содержит пару плоских поверхностей. Выступ содержит пару ребер, размер которых позволяет им взаимодействовать с плоской поверхностью.

[0016] В следующей предпочтительной форме реализации изобретения принимающая плоскость содержит плоскую поверхность и по меньшей мере один выступ, содержащий дугообразное ребро с плоской поверхностью, плоская поверхность дугообразного ребра имеет подходящий размер для взаимодействия с плоской поверхностью области приема.

[0017] В следующей предпочтительной форме реализации изобретения опора тарелки клапана содержит расширенный участок, на котором принимающая плоскость имеет пару плоских поверхностей, а на тарелке клапана имеется выступ, содержащий пару ребер подходящего размера для их взаимодействия с плоскими поверхностями принимающей плоскости.

[0018] В одной из предпочтительных форм реализации изобретения корпус клапана содержит пружину, смонтированную на опоре тарелки клапана и смещающую тарелку клапана в сторону второго закрытого положения. Предпочтительная форма реализации изобретения может содержать обязательным условием наличие опоры тарелки на тарелке клапана и пары ребер, отступающих от опоры тарелки клапана, также должна быть по меньшей мере одна принимающая плоскость, состоящая из пары поверхностей, расположенных на опоре тарелки клапана, размер пары поверхностей должен соответствовать размеру пары ребер. Способ содержит обязательным условием наличие опоры тарелки клапана с расширенным цилиндрическим участком, а также наличие пары поверхностей на расширенном участке.

[0019] В другой предпочтительной форме этапы могут включать в себя формирование по меньшей мере одной принимающей плоскости с дугообразным вырезом в опоре тарелки клапана и по меньшей мере одного выступа в виде дугообразного ребра с плоской поверхностью, отступающего от тарелки клапана, размер плоской поверхности дугообразного ребра соответствует размеру плоской поверхности принимающей плоскости.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

[0020] Фиг. 1 иллюстрирует вид в поперечном сечении типичного модуля предохранительного отсекателя с типичной сборкой тарелки клапана, тарелка клапана изображена в открытом положении.

[0021] Фиг. 2 иллюстрирует увеличенный частичный вид в поперечном сечении типичной сборки тарелки клапана по Фиг. 1, однако здесь тарелка клапана изображена в закрытом положении.

[0022] Фиг. 3 иллюстрирует увеличенный частичный вид в поперечном сечении сборки тарелки клапана, конструктивно выполненной в соответствии с представленным описанием изобретения, тарелка клапана изображена в закрытом положении.

[0023] Фиг. 4 иллюстрирует увеличенный частичный вид в перспективе частей узловой сборки тарелки клапана по Фиг. 3.

[0024] Фиг. 5 иллюстрирует частичный вид в перспективе частей узловой сборки тарелки клапана по Фиг. 3 и 4.

[0025] Фиг. 6 иллюстрирует увеличенный вид в перспективе опоры тарелки клапана.

[0026] Фиг. 7 иллюстрирует вид сбоку опоры тарелки клапана.

[0027] Фиг. 8 иллюстрирует вид с торца опоры тарелки клапана, выполненный по линии 8-8 на Фиг. 7.

[0028] Фиг. 9 иллюстрирует перспективный вид тарелки клапана, а также заднюю часть распорной пластины тарелки клапана.

[0029] Фиг. 10 иллюстрирует вид сбоку тарелки клапана и распорной пластины.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0030] Хотя приведенный ниже текст излагает подробное описание одного или более вариантов осуществления данного изобретения на примерах, следует понимать, что правовой объем изобретения определяется описанием формулы изобретения, изложенной в заключительной части данного патента. Соответственно, последующее подробное описание следует рассматривать только как иллюстративное, а не такое, что описывает каждый возможный вариант осуществления изобретения, поскольку описание каждого возможного варианта реализации изобретения было бы непрактичным и/или невозможным. Многочисленные альтернативные варианты реализации изобретения могут быть осуществлены с использованием либо современной технологии, либо технологии, разработанной после даты подачи данного патента. Предполагается, что такие альтернативные варианты будут по-прежнему находиться в пределах объема формулы, определяющей изобретение.

[0031] Обратимся теперь к Фиг. 1 и Фиг 2, иллюстрирующим один и тот же пример известного предохранительное запорного устройства 10. Предохранительное запорное устройство 10 может быть присоединено к основному регулирующему клапану (не показан) в системе распределения газа с целью обеспечения возможности безопасной отсечки газа в случае его отказа. Предохранительное запорное устройство 10 содержит клапанную часть 11 и вентильный привод 15. Клапанная часть 11 содержит корпус клапана 12, имеющий впускное отверстие 14 и выпускное отверстие 16, через которые проходит поток газа, формируя движение текучих сред 18. Седло клапана 20 расположено в корпусе клапана 12 и создает проточный канал 21, частично сформированный движением текучих сред 18. Клапанная часть 11 содержит узел тарелки клапана 17. Хорошо известно, что узел тарелки клапана 17 содержит опору тарелки клапана 19, которая в свою очередь поддерживает тарелку клапана 22. Следовательно, когда отсекающее устройство 10 открыто, как показано на Фиг. 1, поток газа, протекая через предохранительное запорное устройство 10, входит в пропускное отверстие 14, формирует движение текучих сред 18, в том числе через седло клапана 20 (и проточный канал 21, образованный седлом клапана 20) и выходит через выпускное отверстие 16.

[0032] Известно, что когда за главным регулирующим клапаном регистрируется повышенное давление или разрежение, тарелка клапана 22 взаимодействует с седлом клапана 20, чтобы ограничить поток газа через предохранительное запорное устройство 10. Тарелка клапана 22 скользит в корпусе клапана 12 в сторону седла клапана 20, закрывая проточный канал 21 потоку газа, а также тарелка клапана 22 может быть вытянута из седла клапана 20 с применением, например, возвратного стержня, описанного ниже, открывая потоку газа проточный канал 21.

[0033] Как правило, вентильный привод 15 содержит корпус 26, содержащий управляющую пружину 28 и пружину сброса 29. Управляющая пружина 28 функционально соединена с диафрагмой 30 известным способом, в то время как пружина сброса 29 функционально соединена с узлом клапанного сброса 31 известным способом. Вентильный привод 15 содержит верхнюю камеру 15а и нижнюю камеру 15b, нижняя камера 15b сообщается по потоку с выпускным отверстием 16 таким образом, чтобы подвергаться воздействию давления ниже по потоку. Диафрагма 30 чувствительна к изменениям давления в нижней камере 15а вентильного привода 15, и диафрагма 30 конструктивно приводится в движется в корпусе вентильного привода 26 при признаках изменения давления, например, в хорошо известной чувствительной трубке. Диафрагма 30 подключена или иным соответствующим образом функционально соединена с распорной пластиной 32, которая перемещается в продольном направлении (по вертикали при просмотре Фиг. 1) в корпусе 26 в сочетании с диафрагмой 30. Распорная пластина 32 взаимодействует с кулачком 34, чтобы зацепить или высвободить соединительное кольцо 35 при помощи возвратного стержня 36. Возвратный стержень 36 выполнен с возможностью продвижения вдоль оси А относительно корпуса клапана 12 от задвинутого или отведенного положения, при котором тарелка клапана 22 расположена в стороне от седла клапана 20 в первом или открытом положении открывая проточный канал 21, до приведенного положения, при котором тарелка клапана 22 прилегает к седлу клапана 20 во втором или закрытом положении закрывая проточный канал 21. Фиг 1. иллюстрирует возвратный стержень 36 в задвинутом положении, что соответствует открытому положению тарелки клапана.

[0034] Отсекательная часть 13 содержит пружину 37 или другой подходящий смещающий механизм, который прямо или косвенно контактирует с тарелкой клапана 22 для смещения тарелки клапана 22 в закрытое положение. На примере показано, что когда по течению потока газа регистрируется разреженное состояние, вентильный привод 15 перемещается вниз, что в свою очередь заставляет распорную пластину 32 повернуть кулачок 34 против часовой стрелки, тем самым выпуская соединительное кольцо 35 на возвратный стержень 36. Следовательно, пружина 37 заставляет возвратный стержень 36 перемещаться из задвинутого положения, показанного на Фиг. 1, в выдвинутое положение, показанное на Фиг 2. Когда возвратный стержень 36 смещается влево, что изображено на Фигуре, тарелка клапана 22 также скользит по направлению к седлу клапана 20, в результате чего тарелка клапана 22 входит в контакт с седлом клапана 20, таким образом, закрывая проточный канал 21 и перекрывая поток газа через канал движения текучих сред 18. Фиг. 2 иллюстрирует закрытый вид тарелки клапана 22 в закрытом положении после того, как возвратный стержень 36 был выпущен вентильным приводом 15. Тарелка клапана 22 прижимается к седлу клапана 20, таким образом, закрывая предохранительное запорное устройство 10 и предотвращая протекание потока газа через канал движения текучих сред 18.

[0035] Фиг. 3, Фиг. 4 и Фиг. 5 иллюстрируют узел 40, предотвращающий вращение тарелки клапана и конструктивно выполненный в соответствии с принципами данного изобретения. Специалистам в данной области техники будет понятно, что при чтении данного описания изобретения узел тарелки клапана 40 может быть установлен в отсекающее устройство 10, описанном выше, таким образом заменяя сборку тарелки клапана 19, описанную выше. В противном случае, предохранительное запорное устройство 10 может содержать одни и те же или подобные составляющие, и для удобства прочтения данного описания изобретения эти же самые или подобные составляющие сохраняют свои ссылочные позиции, аналогичные ранее указанным. Следовательно, предохранительное запорное устройство 10 по-прежнему включает в себя корпус клапана 12, имеющий впускное отверстие 14, выпускное отверстие 16, движение текучих сред 18, протекающее между впускным отверстием 16 и выпускным отверстием 18. Кроме того, корпус клапана 12 содержит седло клапана 20, окружающее канал 21, расположенный между впускным отверстием 14 и выпускным отверстием 16. Узел тарелки клапана 40 содержит опору тарелки клапана 42 и тарелку клапана 44, смонтированную на опоре тарелки клапана 42. Опора тарелки клапана 42 выполнена с возможностью продвижения в корпусе клапана 12. На примере показана опора тарелки клапана 42, установленная с возможностью скольжения в направляющей 46, и в свою очередь направляющая 46 установлена в корпусе клапана 12 любым подходящим способом. Следовательно, тарелка клапана 44 выполнена с возможностью продвижения относительно окружающего ее корпуса клапана 12. В проиллюстрированном примере опора тарелки клапана 42 и тарелка клапана 44 выполнены с возможностью продвижения в корпусе клапана 12 и вместе перемещаются синхронно между открытым первым положением, при котором тарелка клапана 44 отступает от седла клапана 20, и закрытым вторым положением, при котором тарелка клапана 44 прилегает к седлу клапана 20. Хотя Фиг. 3 иллюстрирует тарелку клапана 44 в закрытом положении, специалистам в данной области техники будет понятно, что при смещении тарелки клапана 44 в открытое положение (при перемещении тарелки клапана 44 вправо вдоль оси А, если смотреть на Фиг. 3), тарелка клапана 44 будет отводится от седла клапана 20 так же, как на Фиг. 1 при известном уровне техники).

[0036] Возвратный стержень 36 функционально соединен с опорой тарелки клапана 42 известным способом и преимущественно перемещается относительно корпуса клапана 12 из отведенного положения (изображенного на Фиг. 1), располагающего тарелку клапана в открытом первом положении, к приведенному положению (изображенному на Фиг. 3), располагающему тарелку клапана 44 во втором закрытом положении. Как и в прототипе отсекающего устройства, изображенном на Фиг. 1 и Фиг. 2, возвратный стержень 36 приводится в движение вентильным приводом 15, переводящим возвратный стержень 36 под действием силы пружины 37 из задвинутого положения в выдвинутое.

[0037] Фиг. 3 иллюстрирует пружину 37, прилагающую смещающее усилие к тарелке клапана 44, направляя таким образом тарелку клапана 44 в закрытое положение так же, как показано в устройстве прототипа. В показанном примере пружина 37 упирается в опору тарелки клапана 42. Пружина 37 может быть прямо или косвенно соединена с тарелкой клапана 44 любым подходящим способом.

[0038] Как лучше всего показано на Фиг. 3 и Фиг. 5, тарелка клапана 44 и опора тарелки клапана 42 взаимодействуют в области контакта 48. В соответствии с описанным примером, узел предотвращения вращения тарелки клапана 40 содержит один или более выступов и одну или несколько принимающих плоскостей, которые входят в зацепление друг с другом в области контакта 48. Выступы и принимающие плоскости взаимодействуют в целях предотвращения вращения или для ограничения постоянного вращения между тарелкой клапана 44 и опорой тарелки клапана 42 путем попадания выступа/выступов в принимающую плоскость/плоскости. В приведенном примере узел предотвращения вращения тарелки клапана 40 содержит два выступа 50, а опора тарелки клапана 42 содержит пару принимающих плоскостей 52.

[0039] В примере, проиллюстрированном на Фиг. 3, Фиг. 4 и Фиг. 5, выступы 50 расположены на тарелке клапана 44, а принимающие плоскости расположены на опоре тарелки клапана 42. Предпочтительно, чтобы тарелка клапана 44 содержала опору тарелки 54, и при этом тарелка клапана 44 исполнена в виде уплотнительного кольца 56, уплотнительное кольцо 56 и опора тарелки 54 могут быть соединены любым подходящим известным способом. Видно, что выступы 50 выполнены как одно целое или иным образом установлены на опорном диске 54 таким образом, что отступают от задней поверхности 58 опоры тарелки 54 преимущественно в направлении, параллельном оси А.

[0040] Фиг. 6…Фиг. 8 иллюстрируют опору тарелки клапана 42 более подробно. Опора тарелки клапана 42 содержит расширенный участок 60 и стержень 62, имеющий принимающую плоскость 64 такого размера, чтобы проходить через соответствующее отверстие 66 в тарелке клапана 44 (отверстие 66 в тарелке клапана 44 видно на Фиг. 3, Фиг. 9 и Фиг. 10). В проиллюстрированном примере стержень 62 содержит резьбу 68, что позволяет монтировать тарелку клапана 44 на стержне 62 при помощи резьбовой гайки (такой как резьбовая гайка 71, показанная на Фиг. 3, Фиг. 4 и Фиг. 5). В свою очередь, стержень 62 конструктивно исполнен так, чтобы тарелка клапана 44 монтировалась на стержне 62 при помощи, например, крепежного зажима или любым другим подходящим монтажным способом. В показанном примере принимающие плоскости 52 содержат первую поверхность 70, проходящую преимущественно параллельно оси А, и торцевую поверхность 72, которая в данном описанном примере в основном ориентирована перпендикулярно к первой поверхности 70. На Фиг. 6 и Фиг. 8 хорошо видно, что поверхности 70 и 72 имеют такие размеры и расположены таким образом, что принимающие плоскости 52, образованные указанными поверхностями, имеют форму дугообразного выреза в расширенной части 60 опоры тарелки клапана 42.

[0041] Показанные на Фиг. 9 и Фиг. 10 выступы 50, размещенные на тарелке клапана 44, содержат первую поверхность 74, отвернутую от наружной части тарелки вовнутрь и расположенную в поперечном направлении, в основном параллельном хорде кругового тарелки клапана 44, и вторую плоскую торцевую поверхность 76. Кроме того, выступы содержат изогнутую наружную поверхность 78. Поверхности 74, 76 и 78 имеют такие размеры и расположены так, что выступы 50 имеют форму, как правило, дугообразных ребер, выступающих из тыльной поверхности 58 опоры тарелки клапана 54.

[0042] Специалисты в данной области техники после прочтения данного описания легко поймут, что выступы/принимающие плоскости могут иметь различные очертания и/или формы с тем, чтобы предотвратить или ограничить вращение между тарелкой клапана 44 и опорой тарелки клапана 42.

[0043] Фиг. 4 и Фиг. 5 иллюстрируют поверхности 74 выступов 50, примыкающие или иным подходящим образом сцепляющиеся с поверхностями 70 принимающих плоскостей 52, в то время как поверхности 76 на выступах 50 находятся рядом или иным подобным образом взаимодействуют с поверхностями 72 принимающих плоскостей 52. Кроме того, в соответствии с данным описанием, поверхности 78 имеют размеры и форму, соответствующие в целом цилиндрической внешней поверхности расширенной части 60 опоры тарелки клапана 42. Фиг. 3 и Фиг. 4 иллюстрируют выступы 50, имеющие размеры и форму, позволяющие скольжение в пределах корпуса 46, когда опора тарелки клапана 42 смещается по отношению к окружающему ее корпусу 46. Следовательно, узел тарелки клапана 40 может быть модернизован на существующем отсекающем устройстве с минимальными изменениями. Например, можно сформировать принимающие плоскости 52 в существующей опоре тарелки клапана, сделав в ней подходящие надрезы.

[0044] Фиг. 3 иллюстрирует, как опора тарелки клапана 42 может быть сформирована из внутренней детали 80 и наружной детали 82. Как показано, наружная деталь 82 содержит внутренний канал 84, размер которого конструктивно принимает внутреннюю деталь 80 так же, как и переднюю часть пружины 37. Наружная деталь 82 содержит отверстие 83, размер которого позволяет внутренней детали 80 проходить через наружную деталь 82 таким образом, что стержень 62 конструктивно принимает тарелку клапана 44 в принимающей плоскости 64. В показанном примере возвратный стержень 36 смонтирован на внутренней детали 80, например, путем вкручивания возвратного стержня в резьбовое отверстие, образованное во внутренней части 80, что соответствующим образом защищает возвратный стержень 36 во внутренней детали 80 с использованием контргайки. Другие формы присоединения возвратного стержня 36 к опоре тарелки клапана 42 и/или к внутренней части 80 могут также оказаться подходящими.

[0045] Фиг. 3, Фиг. 4 и Фиг. 5 иллюстрируют, что тарелка клапана 44 может быть смонтирована на опоре тарелки клапана 42 с помощью подпружиненного узла 73 в месте расположения контргайки 71. Более подробная информация о подпружиненном узле 73 содержится в одновременно рассматриваемой и совместно переуступленной предварительной патентной заявке США №61/706429, поверенный регистр №06005/572672 Р, полное раскрытие изобретения которой содержится в данном описании в качестве ссылки.

[0046] В результате сборки в том виде, который соответствует приведенному в качестве примера описанию изобретения в данном документе, модифицированное отсекающее устройство может получить одно или несколько из следующих преимуществ по сравнению с известными устройствами. Узел тарелки клапана 40, имеющий функции, препятствующие вращению и описанные в данном документе или их эквиваленты предотвращает и/или ограничивает вращение тарелки клапана 44 относительно опоры тарелки клапана 42. В прототипах с известным механизмом крепления в определенных условиях потока и/или давления тарелка клапана конструктивно вращается вокруг оси А. Такое вращение вызывает износ или другие повреждения стержня опоры тарелки клапана. Следовательно, представленный в данном документе узел тарелки клапана 40 создает условия для уменьшения износа опоры тарелки клапана, в результате чего продлевается срок службы запорного устройства.

[0047] Данные частные варианты реализации изобретения являются всего лишь иллюстративными и могут быть модифицированы и применены по-другому, но эквивалентными способами, очевидными для специалистов в данной области техники, которые руководствуются приведенным описанием.

1. Предохранительное запорное устройство с узлом предотвращения вращения, содержащее:

корпус клапана, имеющий впускное отверстие и выпускное отверстие и определяющий траекторию потока, проходящую между впускным отверстием и выпускным отверстием, причем корпус клапана содержит седло клапана, окружающее отверстие, расположенное между впускным отверстием и выпускным отверстием;

опору тарелки клапана, установленную с возможностью перемещения внутри корпуса клапана;

тарелку клапана, установленную на опоре тарелки клапана;

причем опора тарелки клапана и тарелка клапана расположены с возможностью перемещения внутри корпуса клапана и выполнены с возможностью синхронного перемещения между открытым первым положением, в котором тарелка клапана отступает от седла клапана, и закрытым вторым положением, в котором тарелка клапана прилегает к седлу клапана;

возвратный стержень, функционально присоединенный к опоре тарелки клапана и выполненный с возможностью перемещения относительно корпуса клапана между отведенным положением, в котором тарелка клапана находится в открытом первом положении, и выдвинутым положением, в котором тарелка клапана находится в закрытом втором положении, причем возвратный стержень выполнен с возможностью приведения в движение приводом для перемещения возвратного стержня из отведенного положения в выдвинутое положение;

при этом тарелка клапана и опора тарелки клапана содержат в области их контакта выступ и принимающую область, выполненные с возможностью взаимодействия для предотвращения вращения между тарелкой клапана и опорой тарелки клапана, когда выступ примыкает к принимающей области.

2. Предохранительное запорное устройство по п. 1, содержащее пружину, расположенную внутри корпуса клапана, причем пружина функционально присоединена к опоре тарелки клапана и расположена таким образом, чтобы смещать тарелку клапана в сторону закрытого второго положения.

3. Предохранительное запорное устройство по любому из пп. 1 или 2, в котором выступ расположен на тарелке клапана, а принимающая область расположена на опоре тарелки клапана.

4. Предохранительное запорное устройство по любому из пп. 1 или 2, в котором тарелка клапана установлена на распорную пластину, а выступ содержит пару ребер, отходящих от распорной пластины, причем принимающая область содержит пару поверхностей на опоре тарелки клапана, а пара ребер имеет подходящий для сцепления с парой поверхностей размер.

5. Предохранительное запорное устройство по п. 4, в котором опора тарелки клапана содержит расширенный участок, на котором сформированы указанные поверхности.

6. Предохранительное запорное устройство по любому из пп. 1 или 2, в котором принимающая область содержит плоскую поверхность, а выступ содержит дугообразное ребро с плоской поверхностью, причем плоская поверхность дугообразного ребра имеет подходящий размер для сцепления с плоской поверхностью принимающей области.

7. Предохранительное запорное устройство по любому из пп. 1 или 2, в котором опора тарелки клапана содержит расширенный участок, причем принимающая область имеет пару плоских поверхностей, сформированных на указанном расширенном участке, при этом выступ содержит пару ребер подходящего размера для сцепления с указанными плоскими поверхностями.

8. Предохранительное запорное устройство, содержащее:

корпус клапана, имеющий впускное отверстие и выпускное отверстие и определяющий траекторию потока, проходящую между впускным отверстием и выпускным отверстием, причем корпус клапана содержит седло клапана, окружающее отверстие, расположенное между впускным отверстием и выпускным отверстием;

опору тарелки клапана, установленную с возможностью перемещения внутри корпуса клапана;

тарелку клапана, установленную на опоре тарелки клапана;

причем опора тарелки клапана и тарелка клапана расположены с возможностью перемещения внутри корпуса клапана и выполнены с возможностью перемещения между открытым первым положением, в котором тарелка клапана отступает от седла клапана, и закрытым вторым положением, в котором тарелка клапана прилегает к седлу клапана;

возвратный стержень, функционально присоединенный к опоре тарелки клапана и выполненный с возможностью перемещения относительно корпуса клапана между отведенным положением, в котором тарелка клапана находится в открытом первом положении, и выдвинутым положением, в котором тарелка клапана находится в закрытом втором положении, причем возвратный стержень выполнен с возможностью приведения в движение приводом для перемещения возвратного стержня из отведенного положения в выдвинутое положение;

узел предотвращения вращения, расположенный на взаимодействующих участках тарелки клапана и опоры тарелки клапана, содержащий по меньшей мере один выступ и по меньшей мере одну принимающую область подходящего для принятия выступа размера, причем узел предотвращения вращения выполнен таким образом, чтобы останавливать вращение тарелки клапана относительно опоры тарелки клапана.

9. Предохранительное запорное устройство по п. 8, содержащее пружину, расположенную внутри корпуса клапана, функционально присоединенную к опоре тарелки клапана и расположенную таким образом, чтобы смещать тарелку клапана в сторону закрытого второго положения.

10. Предохранительное запорное устройство по любому из пп. 8 или 9, в котором тарелка клапана установлена на распорную пластину, а по меньшей мере один выступ содержит пару ребер, отходящих от распорной пластины, причем по меньшей мере одна принимающая область содержит пару поверхностей, расположенных на опоре тарелки клапана, а пара ребер имеет подходящий для сцепления с парой поверхностей размер.

11. Предохранительное запорное устройство по п. 10, в котором опора тарелки клапана содержит расширенный участок, на котором сформированы указанные поверхности.

12. Предохранительное запорное устройство по любому из пп. 8 или 9, в котором по меньшей мере одна принимающая область содержит плоскую поверхность, а по меньшей мере один выступ содержит дугообразное ребро с плоской поверхностью, причем плоская поверхность дугообразного ребра имеет подходящий размер для сцепления с плоской поверхностью принимающей области.

13. Предохранительное запорное устройство по любому из пп. 8 или 9, в котором опора тарелки клапана содержит расширенный участок, причем принимающая область имеет пару плоских поверхностей, сформированных на указанном расширенном участке, при этом выступ содержит пару ребер, расположенных на тарелке клапана подходящего размера для сцепления с указанными плоскими поверхностями.

14. Способ остановки вращения тарелки клапана в предохранительном запорном устройстве, в котором:

обеспечивают корпус клапана, имеющий впускное отверстие и выпускное отверстие и определяющий траекторию потока, проходящую между впускным отверстием и выпускным отверстием, причем корпус клапана содержит седло клапана, окружающее отверстие, расположенное между впускным отверстием и выпускным отверстием;

обеспечивают опору тарелки клапана, установленную с возможностью перемещения внутри корпуса клапана;

устанавливают тарелку клапана на опору тарелки клапана;

располагают опору тарелки клапана и тарелку клапана с возможностью перемещения внутри корпуса клапана для обеспечения возможности тарелки клапана перемещаться между открытым первым положением, в котором тарелка клапана отступает от седла клапана, и закрытым вторым положением, в котором тарелка клапана прилегает к седлу клапана;

функционально присоединяют возвратный стержень к опоре тарелки клапана и обеспечивают возможность перемещения стержня относительно корпуса клапана между отведенным положением, в котором тарелка клапана находится в открытом первом положении, и выдвинутым положением, в котором тарелка клапана расположена в закрытом втором положении,

обеспечивают возможность приведения возвратного стержня в движение приводом для перемещения возвратного стержня из отведенного положения в выдвинутое положение; и

обеспечивают узел предотвращения вращения, расположенный на взаимодействующих участках тарелки клапана и опоры тарелки клапана;

обеспечивают узел предотвращения вращения, содержащий по меньшей мере один выступ и по меньшей мере одну принимающую область подходящего для принятия выступа размера, причем узел предотвращения вращения выполнен с возможностью останавливать вращение тарелки клапана относительно опоры тарелки клапана.

15. Способ по п. 14, в котором обеспечивают пружину, расположенную внутри корпуса клапана, и функционально присоединяют пружину к опоре тарелки клапана для смещения тарелки клапана в сторону закрытого второго положения.

16. Способ по любому из пп. 14 или 15, в котором обеспечивают распорную пластину на тарелке клапана и формируют пару ребер, отходящих от распорной пластины, а также формируют по меньшей мере одну принимающую плоскость из пары поверхностей, расположенных на опоре тарелки клапана, и выбирают подходящий размер пары ребер для сцепления с парой поверхностей.

17. Способ по любому из п. 16, в котором обеспечивают опору тарелки клапана с расширенным цилиндрическим участком и формируют пару поверхностей на указанном расширенном участке.

18. Способ по любому из пп. 14 или 15, в котором формируют по меньшей мере одну принимающую плоскость из дугообразного выреза в опоре тарелки клапана и формируют по меньшей мере один выступ в виде дугообразного ребра с плоской поверхностью, отходящего от тарелки клапана, и выбирают подходящий размер плоской поверхности дугообразного ребра для сцепления с плоской поверхностью принимающей области.