Обратный клапан

Изобретение относится к арматуростроению и предназначено для предотвращения обратного потока рабочей среды. Обратный клапан включает корпус с уплотнительными участками, поворотный запорный орган и седло. 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 металлом. Периферийный участок плавно соединен с центральным перемычкой. Корпус со стороны перемычки снаружи снабжен установочной рукояткой, а седло снабжено диффузорным участком на входе. Уплотнительные участки корпуса выполнены в виде расположенных по периферии с двух сторон центрирующих поверхностей, выполненных с возможностью взаимодействия с соответствующими центрирующими поверхностями фланцев с герметизацией соответствующими уплотнительными кольцами по поверхности прилегания. В корпусе с противоположной стороны седла соосно ему выполнена цилиндрическая выборка диаметром, соответствующим наружному диаметру кольца запорного органа с кольцевой проточкой под пружинную шайбу, фиксирующую в цилиндрической выборке кольцо с конусной поверхностью, выполненной с возможностью герметичного прижатия кольца запорного органа к корпусу. Со стороны седла в сегменте шара изготовлена выборка в виде сегмента сферы с диаметром в основании, примерно равным диаметру седла. Предлагаемая конструкция обратного клапана позволяет надежно и герметично зафиксировать корпус во фланце на длительный срок и снизить затраты на перекачку жидкости через обратный клапан, а также на ремонт клапана, связанный с выходом из строя перемычки. 1 ил.

 

Изобретение относится к арматуростроению и предназначено в качестве клапана, установленного на трубопроводе для предотвращения обратного потока рабочей среды.

Известен «Обратный клапан» (патент RU №2482367, МПК F16K 15/03, F16K 47/02, опубл. 20.05.2013 Бюл. № 14), содержащий корпус, выполненный преимущественно в виде тела вращения, снабженного боковой дополнительной камерой, выполненной с возможностью размещения в ней рычага и затвора, причем корпус содержит седло клапана, контактирующая с затвором поверхность которого выполнена в виде участка конической поверхности, затвор выполнен с внешней и внутренней поверхностями, к внешней выпуклой поверхности затвора по оси его симметрии шарнирно прикреплен один конец рычага с ограничением перемещения затвора относительно рычага, второй конец рычага закреплен на оси внутри клапана, прикрепленной к корпусу клапана и соединенной с демпфером, при этом затвор содержит пластинчатый упругий элемент, обеспечивающий возможность герметичного прижатия затвора к седлу при заранее заданном потоке среды внутри клапана.

Недостатками данного клапана являются:

- сложность изготовления, связанная с наличием большого количества деталей, которые должны быть точно изготовлены и механически точно сопряжены;

- небольшая площадь контакта затвора и седла, что приводит к выходу из работоспособности при малейшем нарушении геометрии контактирующих поверхностей;

- контакт затвора и седла производится «металл по металлу», что также требует очень точной подгонки деталей и невозможна в полевых условиях.

Наиболее близким по технической сущности является «Обратный клапан» (патент RU №2244864, МПК F16K 15/14, опубл. 20.01.2005 Бюл. № 2), включающий корпус с жесткими уплотнительными участками, поворотный запорный орган и седло, при этом 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.

Недостатками данного клапана являются:

- наличие плоскости на армированной поверхности, обращенной в сторону седла, приводит к вибрации в открытом состоянии, тем самым, увеличивая сопротивления проходящему через корпус потоку жидкости и приводящему к дополнительным затратам энергии на перекачку жидкости, и уменьшая срок работы, быстро разрушая переменно направленными воздействиями перемычку;

-контакт жестких уплотнительных участков корпуса в виде расположенных по периферии двусторонних кольцевых конусных выступов с соответствующими конусными поверхностями фланцев производится «металл по металлу», что также требует очень точной подгонки деталей и невозможна в полевых условиях, при этом при малейшем смятии хотя бы одной, контактирующих поверхностей, или снижении усилия прижатия теряется герметичность этого соединения.

Технической задачей предполагаемого изобретения является создание конструкции обратного клапана, позволяющей надежно и герметично фиксировать корпус во фланце на длительный срок и снизить затраты на перекачку жидкости через обратный клапан и ремонт клапана, связанный с выходом из строя перемычки.

Техническая задача решается обратным клапаном, включающим корпус с уплотнительными участками, поворотный запорный орган и седло, 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 металлом, периферийный участок плавно соединен с центральным перемычкой, корпус со стороны перемычки снаружи снабжен установочной рукояткой, а седло снабжено диффузорным участком на входе.

Новым является то, что уплотнительные участки корпуса выполнены в виде расположенных по периферии с двух сторон центрирующий поверхностей, выполненных с возможность взаимодействия с соответствующими центрирующими поверхностями фланцев с герметизацией соответствующими уплотнительными кольцами по поверхности прилегания, при этом в корпусе с противоположной стороны седла соосно ему выполнена цилиндрическая выборка диаметром соответствующим наружному диаметру кольца запорного органа с кольцевой проточкой под пружинную шайбу, фиксирующую в цилиндрической выборке кольцо с конусной поверхностью, выполненной с возможностью герметичного прижатия кольца запорного органа к корпусу, причем со стороны седла в сегменте шара изготовлена выборка в виде сегмента сферы с диаметром в основании примерно равным диаметру седла.

На чертеже изображен закрытый клапан, установленный между фланцами, в поперечном разрезе.

Конструктивные элементы и соединения, не влияющие на работоспособность обратного клапана, на чертеже не показаны или показаны условно.

Обратный клапан включает корпус 1 с левым 2 и правым 3 уплотнительными участками, поворотный запорный орган 4 и седло 5. Запорный орган 4 представляет собой круглый эластичный диск, состоящий из периферийного 6 и центрального 7 участков. Периферийный участок 6 выполнен в виде кольца, профиль которого в продольном сечении имеет вид прямоугольного треугольника с обращенной к центру гипотенузой, а центральный 7 - сегмента шара, армированного металлом 8. Периферийный участок 6 плавно соединен с центральным участком 7 перемычкой 9. Корпус 1 со стороны перемычки снаружи снабжен установочной рукояткой 10, а седло 5 снабжено диффузорным участком 11 на входе. Уплотнительные участки 2 и 3 корпуса 1 выполнены в виде расположенных по периферии с двух сторон центрирующий поверхностей, выполненных с возможность взаимодействия с соответствующими центрирующими поверхностями 12 и 13 правого 14 и левого 15 фланцев трубопровода (не показан) соответственно с герметизацией левым 16 и правым 17 уплотнительными кольцами по поверхности прилегания. Для центрирования на корпусе 1 могут быть изготовлены выступы 18 и/или выборки 19 соответствующие выборкам 20 и/или выступам 21 соответствующих фланцев 14 и/или 15. На конструкцию, вид и расположение выступов 18 и/или выборок 19 корпуса 1 и выборок 20 и/или выступов 21 соответствующих фланцев 14 и/или 15 авторы не претендуют. В корпусе 1 с противоположной стороны седла 5 соосно выполнена цилиндрическая выборка 22 диаметром D соответствующим наружному диаметру D кольца 6 запорного органа 4 с кольцевой проточкой 23 под пружинную шайбу 24, фиксирующую в цилиндрической выборке 22 кольцо 25 с конусной поверхностью 26, выполненной с возможностью герметичного прижатия кольца 6 запорного органа 4 к корпусу 1. Со стороны седла 5 в сегменте шара 7 запорного органа 4 изготовлена выборка 27 в виде сегмента сферы с диаметром d в основании примерно равным диаметру d1 седла 5.

При изготовлении запорного органа 4 матрицу и пуансон штампа (не показаны) заполняют не вулканизированным эластичным материалом (резина, полиуретан и т.п.) с размещением в средней части металлической пластины 8 с технологическими отверстиями (не пронумерованы). Штамп сжимают и нагревают для вулканизации эластичного материала с предварительным формированием периферийного 6 и центрального 7 участков с перемычкой 9 запорного органа 4 в виде круглого эластичного диска. При этом периферийный участок 6 получается в виде кольца, профиль которого в продольном сечении имеет вид прямоугольного треугольника с обращенной к центру гипотенузой, а центральный 7 - сегмента шара, армированного металлом 8 из формованной пластины с выборкой 27 со стороны седла в виде сегмента сферы с диаметром d в основании примерно равным диаметру d1 седла 5. На обрезном штампе (не показан) удаляют облой и отделяют периферийный участок 6 от центрального 7 за исключением перемычки 9.

Запорный орган 4 диаметром D вставляют в цилиндрическую выборку 22 диаметром D до упора стороной со сферической выборкой 27, направленной в сторону седла 5. При этом перемычка 9 запорного органа 4 должна располагаться с одной стороны корпуса 1 с установочной рукоятью 10. Периферийный участок 6 по периметру кольцом 25 с конусной поверхностью 26 герметично прижимают к корпусу 1, фиксируя кольцо 25 пружинной шайбой 24, вставляемой в проточку 23 цилиндрической выборки 22.

Обратный клапан в сборе при помощи установочной рукояти 10 устанавливают между фланцами 14 и 15 так, чтобы рукоять 10 и перемычка 9 располагались сверху. Между уплотнительными участками 2 и 3 центрирующими поверхностями 12 и 13 правого 14 и левого 15 фланцев соответственно размещают левый 16 и правый 17 уплотнительные кольца по поверхности прилегания. При необходимости установочную рукоять 10 отсоединяют от корпуса 1. Фланцы 14 и 15 стягивают между собой шпильками с гайками, болтами с гайками стяжными скобами и т.п. (не показаны). При этом уплотнительные участки 2 и 3, взаимодействуя с соответствующими центрирующими поверхностями 12 и 13 правого 14 и левого 15 фланцев, центрируют корпус 1 относительно фланцев 14 и 15, благодаря выступам 18 и/или выборки 19 корпуса 1 и соответствующим выборкам 20 и/или выступам 21 фланцев 14 и/или 15.

Так как уплотнительные кольца 16 и 17 имеют большую площадь прилегания к корпусу 1 и фланцам 14 и 15, то надежная герметизация обеспечивается даже при небольших нарушениях целостности колец 16 и/или 17 и неровностях участков 2 и/или 3 корпуса 1 и поверхностей 12 и/или 13 соответствующих фланцев 14 и 15, что значительно упрощает и удешевляет изготовление фланцев 14 и 15 и корпуса 1, обеспечивая надежную герметизацию на длительный срок (межремонтный период, связанный с устранением протечек в соединении фланцы 14 и 15 - корпус 1 увеличился более чем в 2 раза по сравнению с наиболее близким аналогом).

После сборки обратного клапана через трубопровод начинают прокачивать жидкость. При прохождении жидкости через корпус 1 со стороны седла 5 центральная часть 7 запорного органа 4 поворачивается относительно перемычки 9 вверх открывая седло 5. Благодаря диффузорному участку 11 седла 5 и наличию в сегменте шара 7 запорного органа 4 выборки 27 в виде сегмента сферы с диаметром d в основании примерно равным диаметру d1 седла 5 снижается перепад давлений до и после корпуса 1 в трубопроводе, так как центральная часть 7 запорного органа 4 полностью открывает седло 5 и исключаются вибрации центральной части 7 запорного органа 4.

При перекачке нефти через трубопровод с внутренним поперечным проходным сечением 78 мм потери на перекачку жидкости через седло 5 обратного клапана снизились на 7% по сравнению с наиболее близким аналогом. Межремонтный период, связанный с разрушением перемычки 9 запорного органа 4, при этом увеличился более чем в 1,6 раза.

При разгерметизации трубопровода (слом углового вентиля, механическое повреждение, коррозия стыков и т.п.) со стороны седла обратного клапана для исключения обратного тока жидкости центральная часть 7 запорного органа 4, поворачиваясь вокруг перемычки 9 под весом металла 8 и перепада давлений, прижмется к корпусу 1 своим эластичным материалом, перекрывая седлу 5 и исключая обратный ток жидкости в трубопроводе. Чем больше перепад давлений, тем надежнее герметизируется стык центральная часть 7 запорного органа - корпус 1. Так как упругий материал центральной части 7 запорного органа 4 имеют большую площадь прилегания к корпусу 1, то надежная герметизация обеспечивается даже при небольших нарушениях целостности упругого материала центральной части 7 и неровностях корпуса 1 в районе прилегания, что значительно упрощает и удешевляет изготовление запорного органа 4 и корпуса 1, обеспечивая надежную герметизацию на длительный срок при аварийных ситуациях на трубопроводе.

Предлагаемая конструкция обратного клапана позволяет надежно и герметично зафиксировать корпус во фланце на длительный срок и снизить затраты на перекачку жидкости через обратный клапан, а также - на ремонт клапана, связанный с выходом из строя перемычки.

Обратный клапан, включающий корпус с уплотнительными участками, поворотный запорный орган и седло, 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 металлом, периферийный участок плавно соединен с центральным перемычкой, корпус со стороны перемычки снаружи снабжен установочной рукояткой, а седло снабжено диффузорным участком на входе, отличающийся тем, что уплотнительные участки корпуса выполнены в виде расположенных по периферии с двух сторон центрирующих поверхностей, выполненных с возможностью взаимодействия с соответствующими центрирующими поверхностями фланцев с герметизацией соответствующими уплотнительными кольцами по поверхности прилегания, при этом в корпусе с противоположной стороны седла соосно ему выполнена цилиндрическая выборка диаметром, соответствующим наружному диаметру кольца запорного органа с кольцевой проточкой под пружинную шайбу, фиксирующую в цилиндрической выборке кольцо с конусной поверхностью, выполненной с возможностью герметичного прижатия кольца запорного органа к корпусу, причем со стороны седла в сегменте шара изготовлена выборка в виде сегмента сферы с диаметром в основании, примерно равным диаметру седла.



 

Похожие патенты:

Регулирующий клапан имеет корпус, содержащий впускное отверстие и выпускное отверстие, седло клапана между впускным отверстием и выпускным отверстием, плунжер клапана и клетку (100), смежную с седлом клапана, для обеспечения направления хода плунжера клапана.

Изобретение относится к арматуростроению, в частности к регулирующим клапанам, работающим в условиях, требующих широкого диапазона и плавности регулирования высокотемпературной рабочей среды, например в массообменных аппаратах ядерных реакторных установок с тяжелым жидкометаллическим теплоносителем.

Изобретение относится к арматуростроению, в частности к регулирующим клапанам, работающим в условиях, требующих широкого диапазона и плавности регулирования высокотемпературной рабочей среды, например в массообменных аппаратах ядерных реакторных установок с тяжелым жидкометаллическим теплоносителем.

Изобретение относится к области сантехники. Способ состоит в использовании клапана попутного давления, содержащего корпус (1), в полости которого установлено уплотнение со сквозным отверстием и запорным элементом, отверстие в корпусе выполнено продольным.

Изобретение относится к арматуростроению, в частности к регулирующим клапанам осевого потока, применяемым в промышленной трубопроводной арматуре, и предназначено для регулирования и перекрытия рабочих сред жидкостей и газов.

Изобретение относится к арматуростроению, в частности к регулирующим клапанам осевого потока, применяемым в промышленной трубопроводной арматуре, и предназначено для регулирования и перекрытия рабочих сред жидкостей и газов.

Заявляемая группа изобретений относится к трубопроводной арматуре, предназначенной для перекрытия обратного потока транспортируемой среды в нефтепроводах и нефтепродуктопроводах.

Изобретение относится к гидравлике, в частности к устройствам для плавного изменения нагрузки гидравлических систем, и может быть использовано в системах водоснабжения и/или отопления, а также в других областях техники.

Изобретение относится к арматуростроению и предназначено для снижения шума и вибрации в зоне перекрытия проходного канала. Поворотный клапан содержит корпус 1 с проходом 2 для текучей среды, протекающей через него вдоль центральной оси 3.

Устройство для снижения давления текучей среды содержит группу уложенных в стопу кольцевых пластин. У каждой пластины имеются наружный периметр и полая центральная часть, которые при укладке кольцевых пластин одна на другую с образованием стопы расположены концентрично относительно продольной оси стопы.

Изобретение относится к топливной системе летательных аппаратов. Топливная система летательного аппарата содержит бак, инерционный клапан переключения забора топлива, расходный отсек с перегородкой и трубопроводы (4,5) забора топлива из бака.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано при эксплуатации скважины с большим углом наклона эксплуатационной колонны. Устройство содержит колонну НКТ, насос, клапан и фильтр.

Настоящее изобретение относится к сопловым обратным клапанам для газообразных и жидких сред. Сопловой обратный клапан, содержащий корпус (10) клапана и сопло (20), расположенное по центру внутри верхнего по потоку конца корпуса (10) клапана, проточный канал (90), определенный наружной поверхностью сопла (20) и внутренней поверхностью корпуса (10) клапана.

Изобретение относится к области машиностроения, нефтедобывающей промышленности, а именно к гидравлическому оборудованию, газовым, вентиляционным системам, и может быть использовано в гидрофицированных или пневматических механизмах, станках, прессах, так же может быть использовано и в других отраслях промышленности и сельского хозяйства.

Изобретение относится к автоматическим дросселям и может быть применено для эксплуатации фонтанирующих скважин в осложненных условиях. Устройство содержит корпус с приемной и отводящей камерами, связанными между собой через канал штуцера, стержень очистки канала с приводом перемещений в виде подпружиненного поршня с торцовым клапаном, связанного со штоком с образованием кольцевой камеры, связанной подводящим каналом с осевым каналом подводящего патрубка.

В устройстве (V) для канализации, в частности обратном клапане (R), имеющем корпус (1), содержащий смотровое отверстие (30) с кромкой (8), образующей наружный контур (9), на кромке (8) отверстия выполнен по меньшей мере один выступающий вверх элемент (10) взаимодействия, и по меньшей мере одно отверстие (22) для введения обеспечено в крышке (4) опорным элементом (11), выступающим вверх наподобие дымовой трубы, по длине отверстия (22) для введения, и элемент (10) взаимодействия, и опорный элемент (11) размещены на расстоянии от наружного контура (9).

Группа изобретений относится к горному делу и может быть применена для регулирования скважинного флюида. Компрессионный перепускной клапан содержит: клапанный диск, содержащий клапан сброса давления, содержащий впускное отверстие клапана сброса давления на всасывающей стороне клапанного диска и выпускное отверстие клапана сброса давления на нагнетательной стороне клапанного диска, причем клапан сброса давления выполнен с возможностью приведения в действие для пропускания флюида из впускного отверстия клапана сброса давления в выпускное отверстие клапана сброса давления, когда давление на всасывающей стороне клапанного диска превышает давление на нагнетательной стороне клапанного диска, посредством давления открытия клапана; и обратный клапан, содержащий впускное отверстие обратного клапана на нагнетательной стороне клапанного диска и выпускное отверстие обратного клапана на всасывающей стороне клапанного диска, причем обратный клапан выполнен с возможностью приведения в действие для пропускания флюида из впускного отверстия обратного клапана в выпускное отверстие обратного клапана, когда давление на второй стороне клапанного диска превышает давление на первой стороне клапанного диска; причем перепускной клапан дополнительно содержит поршень, всасывающий резервуар между поршнем и всасывающей стороной клапанного диска, уравновешивающий поршень и нагнетательный резервуар между нагнетательной стороной клапанного диска и балансировочным поршнем.

Изобретение относится к горному делу и может быть применено в качестве мандрели для компрессионного перепускного клапана. Мандрель содержит: первый цилиндр, содержащий: продольную ось, расположенную вдоль продольного размера первого цилиндра, и радиальную шарикоподшипниковую опору; второй цилиндр, установленный с возможностью скольжения относительно первого цилиндра, причем второй цилиндр содержит: канавку, расположенную по окружности второго цилиндра.

Устройство относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для эксплуатации фонтанирующих скважин в условиях наличия гидратов и мехпримесей. Устройство устанавливается на скважине в составе фонтанной арматуры и состоит из полого корпуса с приемной и отводящей камерами, связанными друг с другом через штуцер, стержня очистки осевого канала штуцера, подпружиненного поршня с торцовым клапаном, посадочного седла под него и подпружиненного штока.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для изоляции продуктивного пласта от устья скважины при его проявлении. Клапан-отсекатель состоит из корпуса, с седлом в осевом канале, подпружиненного затвора с уплотнительной манжетой, распираемой в радиальном направлении фигурной грундбуксой.

Изобретение относится к области бытовых дренажных фитингов. Встроенный клапан состоит из корпуса, который содержит узел из двух участков, включающих впускной участок и выпускной участок, причем впускной участок и выпускной участок выполнены с возможностью зацепления между ними.

Изобретение относится к арматуростроению и предназначено для предотвращения обратного потока рабочей среды. Обратный клапан включает корпус с уплотнительными участками, поворотный запорный орган и седло. 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 металлом. Периферийный участок плавно соединен с центральным перемычкой. Корпус со стороны перемычки снаружи снабжен установочной рукояткой, а седло снабжено диффузорным участком на входе. Уплотнительные участки корпуса выполнены в виде расположенных по периферии с двух сторон центрирующих поверхностей, выполненных с возможностью взаимодействия с соответствующими центрирующими поверхностями фланцев с герметизацией соответствующими уплотнительными кольцами по поверхности прилегания. В корпусе с противоположной стороны седла соосно ему выполнена цилиндрическая выборка диаметром, соответствующим наружному диаметру кольца запорного органа с кольцевой проточкой под пружинную шайбу, фиксирующую в цилиндрической выборке кольцо с конусной поверхностью, выполненной с возможностью герметичного прижатия кольца запорного органа к корпусу. Со стороны седла в сегменте шара изготовлена выборка в виде сегмента сферы с диаметром в основании, примерно равным диаметру седла. Предлагаемая конструкция обратного клапана позволяет надежно и герметично зафиксировать корпус во фланце на длительный срок и снизить затраты на перекачку жидкости через обратный клапан, а также на ремонт клапана, связанный с выходом из строя перемычки. 1 ил.

Наверх