клапан запорно-регулирующий

Формула изобретения

Клапан запорно-регулирующий, содержащий корпус с входным и выходным каналами, в котором размещен двухступенчатый регулирующий затвор, и привод, причем обе ступени затвора связаны с приводом с возможностью синхронного открытия двух седел затвора, отличающийся тем, что обе ступени затвора выполнены запорно-регулирующими и расположены параллельно друг другу и приводу, при этом седло и вторая ступень затвора повернуты на 180°, причем последняя установлена с возможностью перемещения навстречу первой ступени затвора, при этом первая ступень затвора со стороны привода соединена со штоком, а вторая - с дополнительным штоком, причем привод выполнен в виде одного шпинделя, на котором имеются два резьбовых участка с левой резьбой на верхнем участке и правой - на нижнем, и оба резьбовых участка связаны с ответными резьбами, обеспечивающими одновременное перемещение обеих ступеней затвора в противоположном направлении, при этом шток неподвижно соединен с ответной резьбой, связанной с левой резьбой на верхнем участке шпинделя, а дополнительный шток - с ответной резьбой, связанной с правой резьбой на нижнем участке шпинделя, причем шаг обеих резьб одинаковый.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к трубопроводной арматуре, а именно к отключающим устройствам с запорным элементом, совершающим скользящее движение вдоль седловой поверхности, имеющей форму поверхности тел вращения, и может быть использовано для установки на технологических линиях газовых промыслов для перекрытия и регулирования расхода транспортируемой среды.

Известен клапан запорно-регулирующий, в корпусе которого с входным и выходным каналами размещены два затвора, связанные со штоком, перемещаемым приводом, при этом первый затвор, запорный, выполнен в виде штока со ступенчатым поршнем с отверстиями и уплотнительной поверхностью, а второй, запорно-регулирующий затвор, выполнен в виде охватывающей поршень ступенчатой втулки-плунжера с уплотнительной поверхностью, установленной с возможностью осевого перемещения и фиксации ее в крайних положениях, причем запорно-регулирующий затвор расположен соосно в седле с уплотнительной поверхностью и уплотнительным элементом, выполненным трубчатым с отверстиями, расположенными после уплотнительного элемента и уплотнительной поверхности по ходу потока среды, причем внутренний диаметр трубчатой части седла после уплотнительной поверхности сопрягается с наружным диаметром запорно-регулирующего затвора, при этом последний установлен с возможностью осевого перемещения ступенчатым поршнем штока вдоль трубчатой части седла от уплотнительной поверхности, притом в крайнем нижнем положении ступенчатый поршень штока своей уплотнительной поверхностью взаимодействует с уплотнительным элементом, а ступенчатая втулка-плунжер своей уплотнительной поверхностью - с уплотнительной поверхностью седла (патент РФ № 2267682, МПК F16K 3/24, 47/04, 17.05.2004).

Недостатком известного клапана является невозможность его использования при очень больших перепадах давления, когда одноступенчатое дросселирование регулируемого потока приводит к быстрому эрозионному износу седла и регулирующего органа.

Известен клапан запорно-регулирующий, содержащий корпус с входным и выходным каналами, в котором размещены два затвора: регулирующий, соединенный со штоком, перемещаемым приводом, и запорный, связанный со штоком, при этом клапан снабжен дополнительным затвором, седло которого закреплено в нижней части корпуса соосно со штоком, а запорный затвор выполнен тарельчатым, размещен на полом удлинении штока ниже регулирующего затвора по ходу потока среды и его седло закреплено в корпусе соосно со штоком, причем в полом удлинении штока выполнены радиальные отверстия, расположенные над тарельчатым затвором, при этом регулирующий затвор выполнен многоступенчатым, а его ступени связаны со штоком с возможностью синхронного открытия всех седел затвора при перемещении штока (патент РФ № 2162179, 7МПК кл. F16K 1/44, 22.05.2000).

Недостатком известного клапана является сложность конструкции, снижающая надежность его работы.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков, выбранным в качестве прототипа, является клапан запорно-регулирующий, содержащий корпус с входным и выходным каналами, в полости которого размещен многоступенчатый регулирующий затвор, а его ступени связаны со штоком, перемещаемым приводом, с возможностью синхронного открытия всех седел затвора при перемещении штока, при этом регулирующий затвор выполнен запорно-регулирующим двухступенчатым и представляет собой поршень, установленный на штоке, с верхней и нижней ступенями, сообщающимися между собой через отверстия в поршне и выполненными с регулирующими торцами и уплотнительной поверхностью на верхней ступени, расположенный в неподвижном трубчатом, сопрягаемом с ним седле с радиальными отверстиями, перекрываемыми верхней и нижней ступенями в закрытом положении клапана, причем радиальные отверстия, перекрываемые нижней ступенью, сообщаются с входным каналом, а радиальные отверстия, перекрываемые верхней ступенью, сообщаются с выходным каналом, при этом в седле навстречу верхней ступени расположен уплотнительный элемент, установленный с возможностью взаимодействия с уплотнительной поверхностью на верхней ступени при закрытии клапана (патент РФ № 2301932, МПК F16K 3/24, 47/08, 04.10.2005).

Недостатком известного клапана является низкая надежность и долговечность работы.

Задача, достигаемая изобретением, состоит в том, чтобы создать такое техническое решение, при использовании которого повышалась надежность и увеличивалась долговечность работы клапана.

Для достижения названного технического результата в корпусе клапана запорно-регулирующего с входным и выходным каналами размещен двухступенчатый регулирующий затвор, и привод, причем обе ступени затвора связаны с приводом с возможностью синхронного открытия двух седел затвора.

Заявляемый клапан запорно-регулирующий отличается от прототипа тем, что обе ступени затвора выполнены запорно-регулирующими и расположены параллельно друг другу и приводу, при этом седло и вторая ступень затвора повернуты на 180 градусов, причем последняя установлена с возможностью перемещения навстречу первой ступени затвора, при этом первая ступень затвора со стороны привода соединена со штоком, а вторая - с дополнительным штоком, притом привод выполнен в виде одного шпинделя, на котором имеются два резьбовых участка с левой резьбой на верхнем участке и правой - на нижнем, и оба резьбовых участка связаны с ответными резьбами, обеспечивающими одновременное перемещение обеих ступеней затвора в противоположном направлении, при этом шток неподвижно соединен с ответной резьбой, связанной с левой резьбой на верхнем участке шпинделя, а дополнительный шток - с ответной резьбой, связанной с правой резьбой на нижнем участке шпинделя, причем шаг обеих резьб одинаковый.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежом, на котором изображен продольный разрез клапана в закрытом положении.

Клапан содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 каналами. В корпусе размещен двухступенчатый запорно-регулирующий затвор и привод 4. Обе ступени затвора связаны с приводом, выполнены запорно-регулирующими и расположены параллельно друг другу и приводу. Каждая ступень представляет собой запорно-регулирующий плунжер 5 с отверстиями 6 и уплотнительной поверхностью 7, расположенный в седле 8, выполненном в виде перфорированной втулки с отверстиями 9 и уплотнительным элементом 10. Седло и вторая ступень затвора повернуты на 180 градусов, при этом последняя установлена с возможностью перемещения навстречу первой ступени затвора. Запорно-регулирующий плунжер первой ступени со стороны привода соединен со штоком 11, а запорно-регулирующий плунжер второй ступени - с дополнительным штоком 12.

Привод выполнен с пазом 13 и представляет собой шпиндель 14, на котором имеются два резьбовых участка: с левой резьбой на верхнем 15 участке и правой - на нижнем 16 и оба резьбовых участка связаны с ответными резьбами 17, 18 соответственно, обеспечивающими одновременное перемещение обеих ступеней затвора в противоположном направлении, с возможностью синхронного открытия двух седел затвора. Шток неподвижно соединен с ответной резьбой, связанной с левой резьбой на верхнем участке шпинделя, а дополнительный шток - с ответной резьбой, связанной с правой резьбой на нижнем участке шпинделя, причем шаг обеих резьб одинаковый.

Клапан работает следующим образом. В исходном положении (закрыто) шток 11 находится в своем крайнем нижнем положении, а дополнительный шток 12 - в крайнем верхнем положении, при этом запорно-регулирующие плунжеры 5 своими уплотнительными поверхностями 7 прижаты к уплотнительным элементам 10 седел 8, герметично перекрывая поток транспортируемой среды из входного канала 2 в выходной 3.

При необходимости открытия и регулирования (увеличения) расхода транспортируемой среды вращают шпиндель 14 против часовой стрелки. При этом ответная резьба 17, связанная с левой резьбой верхнего 15 резьбового участка шпинделя 14, расположенная в пазу 13 привода 4 и неподвижно соединенная со штоком 11, перемещает последний вместе с запорно-регулирующим плунжером 5 первой ступени вверх от уплотнительного элемента 10 седла 8. Одновременно с этим ответная резьба 18, связанная с правой резьбой нижнего 16 резьбового участка шпинделя 14, расположенная в пазу 13 привода 4 и неподвижно соединенная с дополнительным штоком 12, перемещает последний вместе с запорно-регулирующим плунжером 5 второй ступени вниз от уплотнительного элемента 10 седла 8 (вторая ступень регулирования). В результате этого отверстия 9 в седлах 8 синхронно частично открываются запорно-регулирующими плунжерами 5 и происходит двухступенчатое регулирование (увеличение) расхода транспортируемой среды, при котором общий перепад давления на клапане равномерно распределяется между двумя ступенями регулирования.

При необходимости перекрытия потока транспортируемой среды и закрытия клапана вращают шпиндель 14 по часовой стрелке. При этом ответная резьба 17, связанная с левой резьбой верхнего 15 резьбового участка шпинделя 14, расположенная в пазу 13 привода 4 и неподвижно соединенная со штоком 11, перемещает последний вместе с запорно-регулирующим плунжером 5 первой ступени вниз к уплотнительному элементу 10 седла 8. Одновременно с этим ответная резьба 18, связанная с правой резьбой нижнего 16 резьбового участка шпинделя 14, расположенная в пазу 13 привода 4 и неподвижно соединенная с дополнительным штоком 12, перемещает последний вместе с запорно-регулирующим плунжером 5 второй ступени вверх к уплотнительному элементу 10 седла 8 (вторая ступень регулирования). В результате этого отверстия 9 в седлах 8 синхронно перекрываются запорно-регулирующими плунжерами 5. Перемещение запорно-регулирующих плунжеров 5 продолжается до тех пор, пока они своими уплотнительными поверхностями 7 будут прижаты к уплотнительным элементам 10 седел 8, герметично перекрывая поток транспортируемой среды из входного канала 2 в выходной 3.

Благодаря такой конструкции клапана повышается надежность и увеличивается долговечность его работы.