Результат интеллектуальной деятельности: ЗАПОРНОЕ УСТРОЙСТВО

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к запорной арматуре, в частности к запорному устройству для низкотемпературных сред.

Уровень техники

Такое низкотемпературное запорное устройство, содержащее корпус, расположенное в корпусе клапанное седло и запирающую заслонку, управляющую движением среды через клапанное седло и установленную с возможностью вращения в корпусе, на котором выполнен по меньшей мере один фланец для крепления запорного устройства в трубопроводе, используется для перекрытия трубопроводов, по которым движутся криогенные среды, например жидкий природный газ, жидкий водород, жидкий воздух или его компоненты, в частности жидкий азот, жидкий кислород или жидкий гелий.

Для крепления низкотемпературного запорного устройства в трубопроводе его корпус снабжен на обоих концах крепежными фланцами. В известных низкотемпературных запорных устройствах крепежный фланец выполнен в виде привинчиваемого фланца, причем крепежный фланец образован расположенной на внешней периферии корпуса кольцевой фланцевой деталью, которая выполнена со сквозными отверстиями под крепежные винты.

Однако использование таких крепежных фланцев связано с высокими затратами. К тому же для герметизации запорного устройства от утечек в зоне крепежного фланца необходимо уплотнительное устройство, например кольцевая прокладка, которая ввиду низких рабочих температур требует высоких затрат.

В известном низкотемпературном запорном устройстве монтаж и демонтаж клапанного седла и запирающей заслонки осуществляются в продольном направлении корпуса. Поэтому для обслуживания запорного устройства его приходится отсоединять от трубопровода по крепежным фланцам, чтобы извлечь из корпуса клапанное седло и запирающую заслонку. В результате запорное устройство становится дорогим в обслуживании.

Раскрытие изобретения

В основу настоящего изобретения была положена задача создания низкотемпературного запорного устройства описанного выше типа, которое было более экономичным в монтаже и обслуживании.

Эта задача решается за счет того, что фланец корпуса выполнен в виде приварного фланца с обеспечением крепления запорного устройства в трубопроводе посредством сварного соединения, в частности стыкового сварного соединения, а корпус выполнен с отверстием для монтажа и/или демонтажа запирающей заслонки. Благодаря приварному фланцу, позволяющему соединять корпус с трубопроводом посредством сварного соединения, в частности стыкового сварного соединения, можно с небольшими конструктивными затратами достичь герметичного соединения корпуса и, тем самым, запорного устройства с трубопроводом и обеспечить ее надежную работу. За счет монтажа или демонтажа запорного устройства через отверстие в корпусе можно, кроме того, уменьшить затраты на обслуживание, при этом корпус остается соединенным с трубопроводом, а запирающую заслонку можно простым образом установить или снять через отверстие корпуса.

Особые преимущества достигаются в варианте осуществления изобретения, в котором клапанное седло выполнено в детали, закрепленной в корпусе разъемным соединением посредством фланца, в частности привинчиваемого фланца, причем деталь с клапанным седлом установлена с возможностью ее монтажа и/или демонтажа через отверстие корпуса. Благодаря отверстию в корпусе деталь с клапанным седлом можно простым образом установить и снять для обслуживания, не отсоединяя корпус от трубопровода. Кроме того, благодаря этому можно простым образом располагать детали с разными клапанными седлами и/или уплотнительными системами, что позволяет легко приспособить запорное устройство к разным условиям применения.

Отверстие корпуса целесообразно располагать перпендикулярно оси вращения запирающей заслонки, что обеспечивает простоту монтажа и демонтажа запирающей заслонки и детали с клапанным седлом через отверстие корпуса.

Особые преимущества достигаются в варианте осуществления изобретения, в котором диаметр корпуса в зоне приварного фланца соответствует диаметру трубопровода. За счет этого корпус может быть простым образом соединен с трубопроводом посредством стыкового сварного соединения, причем во время сварки можно эффективно избежать повреждений запирающей заслонки и клапанного седла.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения запирающая заслонка функционально связана, т.е. находится во взаимодействии, с приводным валом, установленным в опорной детали, причем последняя закреплена разъемным соединением на корпусе в зоне его отверстия. С помощью закрепляемой на корпусе опорной детали можно простым образом установить запирающую заслонку в корпусе с возможностью вращения.

Целесообразно, чтобы приводной вал имел отрезок, установленный в опорной детали, и отрезок, установленный в корпусе, причем запирающая заслонка закреплена на отрезках вала разъемным соединением. Благодаря такому разделенному приводному валу, на котором запирающая заслонка разъемным соединением закреплена таким образом, что один отрезок вала установлен в опорной детали, а другой - напротив нее в корпусе, при открытой запирающей заслонке можно простым образом достичь большого проходного сечения трубопровода.

Если в предпочтительном варианте осуществления изобретения на опорной детали закрепить приводное устройство, функционально связанное с приводным валом, можно получить рациональное и простое расположение приводного устройства для привода запирающей заслонки.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения на отверстии корпуса выполнен крепежный фланец, в частности привинчиваемый фланец, для крепления опорной детали. С помощью такого крепежного фланца можно простым образом закрепить на корпусе опорную деталь, в которой установлен снабженный запирающей заслонкой приводной вал и на которой расположено приводное устройство.

Если расположить между крепежным фланцем и опорной деталью центрирующее и/или уплотнительное устройство, то можно простым образом центрировать опорную деталь с приводным валом и запирающей заслонкой относительно снабженного клапанным седлом корпуса и обеспечить герметизацию отверстия корпуса от утечек.

Небольшие конструктивные затраты на центрирующее и/или уплотнительное устройство достигаются в случае, если оно выполнено в виде в виде выступа, располагающегося в проходящей по замкнутому контуру выемке.

Если крепежный фланец, расположенный у отверстия в корпусе, выполнить с возможностью крепления к нему съемной заглушки, то снятой для проведения работ по обслуживанию и контролю опорной детали, а значит, при снятой запирающей заслонке и, при необходимости, детали с клапанным седлом, это позволяет заглушить отверстие в корпусе с небольшими конструктивными затратами, обеспечив дальнейшую работу снабженной трубопроводом установки.

Особые преимущества достигаются в варианте осуществления изобретения, в котором на корпусе в зоне приварного фланца выполнено крепежное приспособление для разъемного крепления контрольного устройства. После изготовления запорного устройства и перед монтажом корпуса в трубопроводе можно простым образом закрепить с помощью такого крепежного приспособления контрольное устройство для проведения контроля запорного устройства, в частности его проверки на герметичность. При этом после контроля запорного устройства не требуется никакой его дополнительной обработки, в частности обработки корпуса в зоне приварных фланцев.

Крепежное приспособление целесообразно выполнить в виде выемки, опоясывающей корпус. На образованном выемкой крепежном приспособлении можно с небольшими производственными затратами установить контрольное устройство.

После монтажа корпуса в трубопроводе и, тем самым, после сварки корпуса с трубопроводом можно простым образом проверить запирающую заслонку и клапанное седло, в частности на предмет герметичности и работоспособности, если предусмотреть контрольный корпус, выполненный с возможностью съемного крепления в нем опорной детали, снабженной запирающей заслонкой, и детали с клапанным седлом. После демонтажа опорной детали с приводным валом, приводным устройством, запирающей заслонкой и детали с клапанным седлом через отверстие из корпуса, сваренного с трубопроводом, и крепления детали с клапанным седлом и опорной детали, снабженной запирающей заслонкой и приводным устройством, в контрольном корпусе может быть проведена с небольшими конструктивными затратами проверка герметичности и функционирования запирающей заслонки и детали с клапанным седлом.

Краткое описание чертежей

Другие преимущества и подробности изобретения более подробно поясняются на примере его осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых приведено:

на фиг.1 - вид предлагаемого в изобретении запорного устройства в аксонометрии,

на фиг.2 - вид запорного устройства в продольном разрезе,

на фиг.3 - показанный на фиг.2 выносной элемент X в увеличенном масштабе,

на фиг.4 - запорное устройство при монтаже/демонтаже.

Осуществление изобретения

На чертежах изображено предлагаемое в изобретении низкотемпературное запорное устройство 1, выполненное, например, в виде двухэксцентрикового запорного устройства. Запорное устройство 1 содержит корпус 2, в котором с возможностью вращения вокруг оси D установлена запирающая заслонка 3, управляющая движением среды через клапанное седло 5. На фиг.3 поворотная заслонка 3 показана в закрытом положении. Посредством разделенного относительно продольной оси L приводного вала 4, состоящего из отрезков 4а, 4b, к которым запирающая заслонка 3 прикреплена разъемным соединением, запирающая заслонка 3 может быть повернута в открытое положение, в котором она расположена параллельно продольной оси L, а значит - направлению движения потока среды.

На фиг.2 корпус 2 снабжен на правом и левом концах фланцами 10, выполненными в виде приварных фланцев 10а, 10b, посредством которых корпус 2 крепится в коаксиальном продольной оси L трубопроводе (не показан). При этом диаметр DM корпуса 2 в зоне приварного фланца 10а, 10b соответствует диаметру трубопровода (фиг.3), так что сварное соединение может быть выполнено в виде стыкового сварного соединения.

На корпусе 2 в соответствии с изобретением перпендикулярно оси D вращения выполнено отверстие 11, через которое монтируется или демонтируется запирающая заслонка 3.

В корпусе 2 расположена кольцевая деталь 6, на которой выполнено клапанное седло 5. Для крепления детали 6 в корпусе 2 выполнен выступающий радиально внутрь кольцевой привинчиваемый фланец (фланец под винты) 7, причем деталь 6 крепится на фланце 7 крепежными винтами 8. Между запирающей заслонкой 3 и деталью 6 может быть расположена уплотнительная система (не показана), например, так называемая система типа "Block and Bleed".

Отрезок 4b приводного вала 4 установлен с возможностью вращения в корпусе 2, причем корпус 2 имеет соответствующее посадочное отверстие.

В качестве опоры для отрезка 4а приводного вала предусмотрена опорная деталь 12, закрывающая отверстие 11 в корпусе. При этом она закреплена на корпусе 2 в зоне его отверстия 11 посредством выполненного на нем кольцевого крепежного фланца 13. Он выполнен в виде привинчиваемого фланца, причем опорная деталь 12 может быть закреплена на корпусе 2 крепежными винтами 14.

Между крепежным фланцем 13 и опорной деталью 12 предусмотрено центрирующее и уплотнительное устройство 15, образованное выполненной в крепежном фланце 13 выемкой, проходящей по замкнутому контуру, и входящим в нее выступом, выполненным на опорной детали 12.

В соответствии с изобретением на опорной детали 12 посредством кольцевого крепежного фланца 16, выполненного в виде привинчиваемого фланца и содержащего крепежные винты 22, закреплена трубчатая несущая деталь 17, на которой посредством кольцевого крепежного фланца 18, выполненного в виде привинчиваемого фланца и содержащего крепежные винты 23, разъемным образом закреплено приводное устройство 19, функционально связанное (взаимодействующее) с приводным валом 4, а значит и с запирающей заслонкой 3.

Выполненный на корпусе 2 приварной фланец 10а образован - как показано на фиг.3 - выемкой, расположенной на внешней периферии корпуса 2, причем в зоне этой выемки выполнено образованное выемкой 21 крепежное приспособление 20 для контрольного устройства.

Для установки запорного устройства 1 в трубопроводе корпус 2 соединяется с трубопроводом посредством фланцев 10а, 10b и стыковых сварных соединений. За счет этого без дополнительных уплотнительных устройств и с небольшими конструктивными затратами можно получить герметичное соединение корпуса 2 с трубопроводом. Запирающая заслонка 3 и деталь 6 с клапанным седлом монтируются и демонтируются через отверстие 11 в корпусе.

При этом опорная деталь 12, в которой установлен приводной вал 4а и на которой закреплены запирающая заслонка 3, приводной вал 4b, а посредством несущей детали 17 - и приводное устройство 19, а также деталь 6 с клапанным седлом могут быть закреплены до или после сварки корпуса 2 с трубопроводом на фланцах 13, 7 с помощью крепежных винтов 14, 8.

Для контроля запорного устройства 1, в частности проверки на герметичность, перед монтажом корпуса 2 в трубопроводе на выполненных в зоне приварных фланцев 10а, 10b крепежных приспособлениях 20 закрепляется контрольное устройство, например посредством зажимного соединения. С помощью такого контрольного устройства, которое может быть закреплено на запорном устройстве 1 посредством крепежных фланцев 20 разъемным соединением, можно после ее изготовления и до монтажа корпуса 2 в трубопроводе провести простым образом контроль запорного устройства 1, в частности проверку на герметичность.

После монтажа корпуса 2 в трубопроводе и, тем самым, после сварки корпуса с трубопроводом посредством приварных фланцев 10а, 10b может быть простым образом проведен контроль запирающей заслонки 3 и клапанного седла 5, в частности проверка на герметичность и работоспособность, если предусмотрен контрольный корпус, в котором разъемным соединением закрепляются снабженная запирающей заслонкой 3 опорная деталь 12 и деталь 6 с клапанным седлом. Для этого опорная деталь 12 с помощью крепежных винтов 14 отделяется от крепежного фланца 13 корпуса 2, в результате установленная через приводной вал 4а на опорной детали 12 запирающая заслонка 3 вместе с приводным валом 4b может быть демонтирована из корпуса 2 через его отверстие 11. После отвинчивания крепежных винтов 8 фланца 7 из корпуса 2 через его отверстие 11 также может быть демонтирована деталь 6 с клапанным седлом.

Опорная деталь 12, снабженная приводными валами 4а, 4b, запирающей заслонкой 3 и приводным устройством 19, и деталь 6 с клапанным седлом могут быть после этого помещены в контрольный корпус, в результате чего с небольшими конструктивными затратами может быть проведена проверка герметичности и функционирования запирающей заслонки 3 и детали 6 с клапанным седлом. При удаленной из корпуса 2 детали 6 с клапанным седлом и удаленной опорной детали 12, на которой закреплена запирающая заслонка 3, отверстие 11 в корпусе может быть закрыто заглушкой (глухим фланцем), который может быть закреплен на крепежном фланце 13 крепежными винтами 14, в результате отверстие 11 в корпусе простым образом закрывается и, тем самым, обеспечивается дальнейшая работа снабженной трубопроводом установки.