Клапан-регулятор нефтяной

Полезная модель относится к арматуростроению и предназначена для использования в качестве запорного органа для перекрытия потока рабочей среды в трубопроводах, в частности, нефтегазоводоразделителях, установках подготовки нефти «Хитер-Тритер».

Известен запорный клапан, содержащий корпус с патрубками, запорный орган, взаимодействующий с уплотнительным седлом, шток, сальниковый узел, крышку. Съемная часть в составе крышки с сальниковым узлом, запорного органа, штока, уплотнительного седла выполнена в виде запорного блока, устанавливаемого в корпус единой сборочной единицей с герметизацией через уплотнительные элементы, при этом крышка выполнена в виде перевернутого стакана, имеющего днище и цилиндрическую обечайку с проходным отверстием, а уплотнительное седло выполнено на наружном торце нижнего конца цилиндрической обечайки (патент РФ на изобретение 2775190, МПК F16K 3/24, F16K 27/04, опубликовано 28.06.2022) .

Однако использование единой сборочной единицы блока не позволяет обеспечить высокую ремонтопригодность запорного клапана и приводит к увеличению массогабаритных характеристик клапана.

В качестве ближайшего аналога выбран механический регулирующий клапан фирмы «Kimray», содержащий корпус с входным и выходным фланцами, приводной узел с крышкой. В корпусе установлена сменная гильза, содержащая шток с поршнем, запорный орган с направляющими и фиксатором (https://kimray.nt-rt.ru).

Недостатком конструкции известного регулирующего клапана является наличие сменной гильзы с дополнительными уплотнениями, что влечет за собой увеличение массогабаритных характеристик клапана. Кроме того, в случае потери герметичности в уплотнении запорного органа и седла корпуса требуется демонтаж сменной гильзы, а при соединении клапана с трубопроводом на сварке - вырезка его из трубопровода с заменой части трубы.

Технической задачей, решаемой полезной моделью, является создание клапана, обеспечивающего уменьшение его массогабаритных параметров, а также возможность восстановления запорного органа и работоспособности клапана при дефектах в других деталях клапана путем замены только дефектных деталей. Поскольку аналогами заявляемого решения являются зарубежные разработки, основанием разработки является создание отечественной, простой и надежной конструкции, способной заменить и улучшить зарубежные аналоги, т.е. импортозамещение.

Поставленная задача решается тем, что клапан-регулятор нефтяной содержит корпус с входным и выходным фланцами, приводной узел с крышкой, шток с поршнем, запорный орган с направляющими и фиксатором, в корпусе выполнены две цилиндрические проточки, верхняя и нижняя, при этом поршень расположен в верхней проточке с возможностью перемещения в ней, а запорный орган - в нижней проточке с возможностью перемещения относительно нее и контактирования с уплотнительным седлом проточки.

Решение поставленной задачи позволяет повысить ремонтопригодность клапана, упростить конструкцию, уменьшить вес и размеры клапана.

Предлагаемое техническое решение поясняется чертежами:

на фиг.1 показан общий вид клапана;

на фиг.2 - разрез клапана, где на чертежах показаны следующие позиции:

1- корпус;

2 - входной фланец;

3 - выходной фланец;

4 - крышка приводного узла;

5 - приводной узел;

6 - шток;

7 - запорный орган;

8 - уплотнитель крышки;

9 - поршень;

10 - уплотнительное кольцо поршня;

11 - цилиндрическая проточка в корпусе верхняя;

12 - цилиндрическая проточка в корпусе нижняя;

13 - фиксатор запорного органа;

14 - направляющие запорного органа;

А - полость в крышке 4 над поршнем 9;

Б - полость в корпусе 1 над запорным органом 7;

В - полость в корпусе 1 под запорным органом 7.

Клапан состоит из корпуса 1 с входным фланцем 2 и выходным фланцем 3. В верхней части корпуса 1 размещен приводной узел 5, закрытый крышкой 4, с образованием полости А. Крышка 4 герметизирована уплотнителем 8, например, прокладкой, установленной между днищем крышки 4 и корпусом 1. Приводной узел 5 связан со штоком 6 для передачи усилия на запорный орган 7 и открытия или закрытия клапана. В корпусе 1 выполнены две цилиндрические проточки - верхняя 11 и нижняя 12. В верхней проточке 11 с возможностью перемещения в ней размещен поршень 9 с уплотнительным кольцом 10, помещенным в паз, выполненный на наружной поверхности поршня 9. Поршень 9 закреплен на штоке 6 и герметично отделяет полость А под крышкой 4 от полости Б с перекрываемой средой. В нижней проточке 12 размещен запорный орган 7, зафиксированный на штоке 6 с помощью фиксатора 13 в виде гайки. Верхняя часть запорного органа 7 снабжена центрирующими элементами, в виде направляющих 14, между которыми образованы окна для прохода рабочей среды в открытом положении клапана. Внутренняя поверхность проточки 12 взаимодействует с наружной поверхностью направляющих 14 и верхней частью запорного органа 7, обеспечивая его центрирование и герметичное перекрытие относительно проточки 12. Центрирование штока 6 относительно внутренней поверхности корпуса 1 осуществляется с помощью поршня 9, перемещаемого в проточке 11.

Запорный клапан работает следующим образом.

В исходном положении клапан в положении «открыто», рабочая среда может проходить через внутренние полости Б из патрубка входного фланца 2 в нижнюю полость В к фланцу 3. В положении «закрыто», запорный орган 7 перекрывает проход рабочей среды из полости Б в полость В, при этом под действием усилия, развиваемого приводным узлом 5, шток 6 с запорным органом 7 перемещается вверх до упора уплотнительного пояска запорного органа 7 в уплотнительное седло проточки 12. При перемещении запорного органа 7 проходное сечение цилиндрической проточки 12 перекрывается, отсекая сообщение среды через патрубки корпуса 1 из полости Б в полость В.

В случае потери герметичности в соединении уплотнительного седла в нижней части проточки 12 с уплотнительной поверхностью запорного органа 7 запорный орган демонтируют через нижний патрубок клапана, предварительно открутив фиксатор 13.

В случае необходимости замены других деталей клапана, таких как приводной узел 5, шток 6 с поршнем 9, необходимо демонтировать крышку 4 с извлечением указанных деталей из корпуса 1 для проведения ремонта данных деталей.

При срочном выполнении ремонта взамен дефектного запорного блока используется новый из комплекта ремонтных частей.

Преимуществами заявляемого клапана являются повышение ремонтопригодности клапана в сравнении с аналогами за счет оперативной замены запорного органа без демонтажа остальных деталей и узлов, а также увеличение герметичности соединений деталей клапана ввиду уменьшения поверхностей для герметизации в сравнении с аналогами, где дополнительно применяются уплотнения между корпусом клапана и вставным элементом с запорным органом. Кроме того, уменьшается вес заявляемого клапана ввиду отсутствия дополнительных деталей.