запорное устройство для аварийного перекрытия трубопровода

Формула изобретения

1. Запорное устройство для аварийного перекрытия трубопровода, содержащее корпус, входной штуцер с фильтром, выходной штуцер и затвор, включающий клапан и уплотняющий элемент, отличающееся тем, что затвор выполнен в виде подпружиненной мембраны с клапаном, снабженным осевым отверстием, и уплотняющего элемента, расположенного на торце выходного штуцера, примыкающего к клапану, при этом выходной штуцер снабжен пружиной и выполнен с возможностью перемещения в осевом направлении.

2. Запорное устройство по п. 1, отличающееся тем, что осевое отверстие в клапане выполнено ступенчатым, при этом отношение диаметра отверстия со стороны входного штуцера к диаметру отверстия со стороны уплотняющего элемента составляет от 0,1 до 0,2.

3. Запорное устройство по п. 1, отличающееся тем, что выходной штуцер снабжен рукояткой, размещенной на направляющих.

4. Запорное устройство по п. 1, отличающееся тем, что выходной штуцер снабжен кольцевым уплотнением из эластичного материала.

5. Запорное устройство по п. 1, отличающееся тем, что клапан снабжен кольцевым упором, ограничивающим осевое перемещение клапана.

6. Запорное устройство по п. 5, отличающееся тем, что величина осевого перемещения клапана меньше величины осевого перемещения выходного штуцера.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам для предотвращения потерь рабочей среды при разрыве трубопровода и снижения пожароопасности из-за возможных утечек горючей жидкости через место разрыва трубопровода.

Известно устройство для защиты трубопровода от потерь при разрыве трубопровода, содержащее корпус с входным и выходным штуцерами и подвижный полый поршень, расположенный нижней частью в отверстии корпуса и сообщающийся с входным штуцером, а в верхней части имеющий на боковой поверхности отверстия для прохода рабочей среды. В нижней части устройства имеется кольцевая полость, образованная наружной поверхностью в нижней части поршня и кольцевым выступом над ней, отверстием в корпусе и прикрепленным к корпусу кольцом, охватывающим поршень (см. патент РФ 2064098 С1, 20.07.1996).

Недостатком указанного устройства является недостаточная надежность перекрытия трубопровода, т.к. перекрытие трубопровода осуществляется за счет гидродинамического перемещения поршня.

Из известных запорных устройств для аварийного перекрытия трубопровода наиболее близким по совокупности существенных признаков является запорное устройство, содержащее корпус, входной штуцер с фильтром, выходной штуцер и затвор с аэродинамическим клапаном и уплотняющим элементом (см. патент РФ 2096146 C1, 20.11.1997).

Недостатком указанного запорного устройства является недостаточная надежность перекрытия трубопровода при его разрыве из-за использования аэродинамического затвора с резиновым шаровым герметизирующим элементом, который работает за счет подъемной силы и требует вертикального расположения устройства. При отклонении от вертикального положения величина подъемной силы уменьшается, и надежность перекрытия трубопровода снижается.

Задачей изобретения является создание запорного устройства, обладающего повышенной надежностью перекрытия трубопровода.

Указанный технический результат достигается за счет того, что запорное устройство содержит корпус, входной штуцер с фильтром, выходной штуцер и затвор, включающий клапан и уплотняющий элемент. При этом затвор выполнен в виде подпружиненной мембраны с клапаном, снабженным осевым и радиальными отверстиями, и герметизирующего элемента, расположенного на торце выходного штуцера, примыкающего к клапану. Выполнение затвора в виде подпружиненной мембраны с клапаном, снабженным осевым отверстием, и уплотняющего элемента, расположенного на торце выходного штуцера, примыкающего к клапану, обеспечивает надежное перекрытие трубопровода за счет перепада давлений, возникающего на мембране при разрыве трубопровода.

Целесообразно, чтобы выходной штуцер был снабжен пружиной и был выполнен с возможностью перемещения в осевом направлении. Такое выполнение выходного штуцера обеспечивает надежную герметизацию при разрыве трубопровода и возможность многократного открытия клапана после устранения аварии.

Целесообразно, чтобы осевое отверстие в клапане было выполнено ступенчатым, а отношение диаметра отверстия со стороны входного штуцера к диаметру отверстия со стороны уплотняющего элемента составляло от 0,1 до 0,5. Наличие ступенчатого отверстия с указанным соотношением размеров создает необходимый для закрытия клапана перепад давления на мембране при разрыве трубопровода.

Целесообразно, чтобы выходной штуцер был снабжен рукояткой, размещенной на направляющих, для обеспечения его осевого перемещения. Наличие рукоятки, размещенной на направляющих, дает возможность для неоднократного открытия клапана после устранения аварии.

Целесообразно, чтобы выходной штуцер был снабжен кольцевым уплотнением из эластичного материала. Наличие указанного уплотнения дает возможность для осевого перемещения штуцера при обеспечении герметичности.

Целесообразно, чтобы клапан был снабжен кольцевым упором, ограничивающим осевое перемещение клапана, а величина осевого перемещения клапана была меньше величины осевого перемещения выходного штуцера. Наличие упора и соотношение величин осевых перемещений клапана и выходного штуцера обеспечивает гарантированное открытие клапана за ручку после устранения аварии.

Целесообразно, чтобы входной штуцер был снабжен накидной гайкой для его крепления на сосуде с горючей жидкостью.

Целесообразно, чтобы уплотняющий элемент был выполнен из эластичного материала, такого как резина, фторопласт и т.п.

Проведенный анализ уровня техники показал, что заявленная совокупность существенных признаков, изложенная в формуле изобретения, неизвестна. Это позволяет сделать вывод о ее соответствии критерию "новизна".

Для проверки соответствия заявленного изобретения критерию "изобретательский уровень" проведен дополнительный поиск известных технических решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного технического решения. Установлено, что заявленное техническое решение не следует явным образом из известного уровня техники. Следовательно, заявленное изобретение соответствует критерию "изобретательский уровень".

Сущность изобретения поясняется чертежом и описанием работы заявленного устройства.

На чертеже изображен осевой разрез заявленного запорного устройства.

Запорное устройство включает корпус 9 с входным штуцером 1, с накидной гайкой 2 и выходным штуцером 12 с ручкой 11. В полости корпуса 9 расположены фильтр 3, мембрана 4 с клапаном 5 и пружиной 6, уплотнительный элемент 7, размещенный на торце выходного штуцера 12. Выходной штуцер снабжен пружиной 8, и уплотнительным кольцом 10, и направляющими 13. Запорное устройство 5 снабжен ступенчатым отверстием 14, 15 и кольцевым упором 16.

Устройство работает следующим образом. При нормальной работе клапан 5 открыт за счет согласования усилия пружины 6 и перепада давлений в полостях А и В. Жидкость через штуцер 12 поступает к потребителю. При резком увеличении расхода, что соответствует разрыву трубопровода у потребителя, малое отверстие 15 не успевает пропускать необходимое количество жидкости в камеру В. Давление в ней падает, что приводит к увеличению перепада давлений между камерами А и В. Указанный перепад преодолевает усилие пружины 6, запорное устройство 5 перемещается и достигает уплотняющего элемента 7, обеспечивая перекрытие выходного канала. После устранения аварии штуцер 12 за ручку 11 отводится в осевом направлении и удерживается до выравнивания давлений в камерах А и В. Под действием усилия пружины 6 клапан перемещается влево и открывает канал для прохода жидкости. После отпускания рукоятки 11 клапан остается открытым.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что заявленное запорное устройство может быть реализовано на практике с достижением заявленного технического результата, т. е. оно соответствует критерию "промышленная применимость".