EA000718B1 - Двустворчатый обратный клапан - Google Patents

Description

Настоящее изобретение относится к двустворчатым обратным клапанам и способу их изготовления.

Известны двустворчатые обратные клапаны, которые содержат кольцевую клапанную коробку, или корпус клапана, с двумя, по существу, полукруглыми или D-образными клапанными элементами, или створками, шарнирно установленными на поперечной оси шарнирного сочленения. Под воздействием обратного давления створки поворачивались в такое положение, в котором клапан был закрыт, т.е., такое, в котором они закрывали соответствующие полукруглые, или D-образные отверстия, разграниченные в корпусе клапана, расположенным по его диаметру поперечным элементом, благодаря чему осуществлялась клапаном функция обратного клапана, препятствующего прохождению потока в обратном направлении. Под воздействием давления заданного уровня со стороны клапана выше по течению в направлении потока, проходящего через клапан, створки поворачивались в такое положение, в котором клапан открыт, т. е., в такое, в котором они, по существу, параллельны осевой линии корпуса клапана.

Для определенных случаев практического применения известно использование упругого материала, расположенного вокруг отверстий седла клапана и действующего в качестве уплотнительного элемента, улучшающего уплотнение между седлом клапана и уплотняющей поверхностью створки клапана. Однако, для других случаев практического применения, как например, в условиях высоких или низких температур, либо при перекачке какой-либо коррозионно-агрессивной текучей среды, не существует таких уплотнительных материалов, которые были бы пригодны к использованию в данных случаях. В этих случаях между седлом клапана и створкой клапана необходимо обеспечить уплотнение при контакте металла с металлом. Однако, уплотняющие поверхности седла клапана и створки клапана, которые попеременно входят в контакт и выходят из контакта друг с другом, подвержены износу или разрушению вследствие коррозии или эрозии, в связи с чем известно также использование на таких поверхностях покрытия в виде наплавленного слоя другого материала, обладающего повышенной стойкостью по сравнению с металлом, из которого изготовлены корпус клапана или створка клапана, либо коррозионно-стойкого материала. Такой наплавленный слой формируется посредством наплавления слоя сплава на соответствующие уплотняющие поверхности.

На фиг.1(а) показано поперечное сечение части известного из уровня техники обратного клапана, находящегося в закрытом положении, который имеет наплавленный слой 2, выступающий над седлом 4 клапана и вступающий с обеспечением должного уплотнения в контакт с наплавленным слоем 6, предусмотренным в створке 8. Когда на створку 8 воздействует высокое обратное давление, она подвергается соответствующей деформации, например, происходит прогибание створки, поскольку опирается она только вокруг краев. При этом возникает высокое местное давление, воздействующее на кромку наплавленного слоя, а зона контакта, обеспечивающая уплотнение, уменьшается при этом до одной линии контакта. Чем выше обратное давление, воздействующее на створку клапана, тем большее механическое напряжение возникает в точке А наплавленного слоя, показанной на фиг. 1(б). Эти напряжения известны под названием напряжений Герца и вызывают разрушение уплотняющих поверхностей. В результате наличия люфта в шарнирном сочленении 9, необходимого для обеспечения возможности приподнимания пяточной части створки клапана относительно его корпуса перед ее раскрыванием, причем такой люфт допускает также и смещение створки в боковом направлении, створка при ее опускании будет время от времени садиться обратно на седло клапана в момент перехода его в закрытое положение при деформированных под воздействие напряжения Герца уплотняющих поверхностях, что приведет к возникновению протечки через клапан в зоне контакта, обеспечивающей уплотнение.

Деформация уплотняющих поверхностей увеличивается также в связи с тем, что наплавленный слой 2, выполненный на седле 4 клапана, имеет неровную кромку, как показано на фиг. 2, что является следствием применения описываемого ниже способа получения такого слоя. Как показано на фиг. 1 (б), когда наблюдается повышение обратного давления, и створка клапана деформируется, зона контакта между уплотняющими поверхностями, обеспечивающая их уплотнение, имеет тенденцию к превращению ее в линию контакта, проходящую по внутренней кромке наплавленного слоя 2, которая из-за неровных своих очертаний приводит к возникновению протечки через клапан. В связи с образованием мелких местных неплотностей на неровностях наплавленного слоя возникают также тончайшие риски на контактирующих друг с другом участках уплотняющих поверхностей.

Еще одной проблемой, с которой приходится сталкиваться при применении конструкции рассмотренного выше типа с наплавленным слоем, является то, что при высоких или низких температурах может происходить дифференциальное тепловое расширение или, соответственно, дифференциальная усадка при охлаждении между металлом наплавленного слоя и металлом нижележащего слоя. По существу, эти металлы образуют биметаллическую полосу, и дифференциальное расширение ее или же дифференциальная усадка приводят в результате к искривлению тщательно обработанных с окончательной доводкой плоских поверхностей, что способствует появлению еще большей протечки. Особенно эта проблема может проявляться в отношении створки клапана, потому что именно на нее наплавлено большее количество металла с тем, чтобы получить более широкий наплавленный слой, обеспечив необходимый запас по уплотнительной плоскости в поперечном направлении.

Обычный способ получения наплавленного слоя для двустворчатых обратных клапанов заключается в следующем.

Производится соответствующая механическая обработка седла клапана, в процессе которой снимается достаточный слой металла для того, чтобы обеспечить наличие зазора, соответствующего толщине наплавленного слоя, который предполагается наложить на седло клапана. На поверхности седла клапана наносится с помощью кернера или каким-либо иным аналогичным способом соответствующая разметка, чтобы обозначить предполагаемую зону для нанесения на нее наплавленного слоя. Затем в этой зоне наплавляют соответствующий слой, выполняя вокруг отверстия на седле клапана три сварных прохода таким образом, чтобы образовался рельефный валик. В двух проходах линии сварки проходят одна вдоль другой, а в третьем - линия сварки расположена в промежутке между двумя валиками, полученными при выполнении первых двух проходов, причем наплавка металла осуществляется таким образом, чтобы обеспечивалось полное перекрытие по верху первых двух валиков, в результате чего образуется наплавленный валик, имеющий необходимую увеличенную высоту. После этого полученный валик подвергается соответствующей механической обработке, которая ведется таким образом, чтобы получить уплотняющую поверхность, расположенную на высоте приблизительно 2 мм от поверхности седла клапана, и устранить все неровности по высоте наплавленного валика.

Затем производится соответствующая механическая обработка каждой створки клапана, после чего выполняется наплавка слоя металлического сплава на каждую створку клапана, но уже в пределах зоны, имеющей больший поперечный размер, чем такая же зона на седле клапана, что позволит гарантировать обеспечение контакта наплавленного на створке слоя с уплотняющей поверхностью седла клапана в пределах всей окружности отверстия. Для этого потребуется выполнить большое количество сварных проходов. После этого производится окончательная чистовая механическая обработка полученного на створке клапана наплавленного слоя, обеспечивающая получение требуемой толщины створки.

Необходимо обеспечить предварительный нагрев как корпуса клапана, так и створок клапана перед проведением наплавки, а также по окончании наплавки требуется провести соответствующую термическую обработку. Для створок клапана дополнительно требуется прессовка для того, чтобы выправить их, снова придав им плоскую форму, поскольку во время выполнения повторных операций наплавки они подвергаются искривлению.

Кроме того, данный способ, известный из существующего уровня техники, имеет следующие недостатки, которые рассматриваются ниже со ссылками на прилагаемые фиг. 2 и 3. Наращивание наплавленного слоя 2 производится вручную и на поверхности седла 4 клапана и на поверхности каждой его створки 8, в связи с чем кромка наплавленного слоя получается неровной, или волнообразной, как показано на фиг. 2 и 3. На фиг. 3 также показано, что на створке 8 клапана требуется выполнить наплавленный слой 2, площадь поверхности которого больше, чем у такого же слоя на седле клапана. Помимо этого, в ходе выполнения операции наплавки образуются брызги металла и происходит пережог основного металла у границы наплавленного слоя, в результате чего ухудшается состояние поверхности, например, седла клапана. В том случае, если высота полученного наплавкой слоя будет недостаточна в какойлибо любой его точке после завершения последующей операции его механической обработки, на слое должен быть тогда наплавлен заново еще один слой, а затем проведена повторная его механическая обработка.

Задачей настоящего изобретения является устранение вышеуказанных недостатков и проблем.

В соответствии с настоящим изобретением предложен двустворчатый обратный клапан, содержащий, по существу, цилиндрический корпус клапана, снабженный расположенным по его диаметру поперечным элементом, посредством которого обеспечивается разграничение пары, по существу, D-образных отверстий, и две, по существу, D-образные створки, соединенные между собой посредством осевого стержня с образованием шарнирного сочленения, проходящего параллельно поперечному элементу, и выполненные с возможностью поворота между положением, в котором клапан открыт, и положением, в котором клапан закрыт, т. е., таким положением, в котором часть каждой створки, включающая уплотнительную плоскость, входит в контакт с включающей также уплотнительную плоскость соответствующей ей частью, расположенной на седле клапана, размещенном вокруг каждого из отверстий, при этом включающие уплотнительную плоскость части на каждой из створок и/или на каждом из седел клапана имеют канавку, заполненную наплавляемым внутри нее слоем металла.

В соответствии с еще одной особенностью настоящего изобретения предложен способ изготовления, включающий уплотнительную плоскость клапана части уплотняющей поверхности створок и/или седел клапана в двустворчатом обратном клапане, имеющем, по существу, цилиндрический корпус клапана, снабженный расположенным по его диаметру поперечным элементом, посредством которого обеспечивается разграничение пары, по существу, Dобразных отверстий, и две, по существу, Dобразные створки, соединенные между собой посредством осевого стержня с образованием шарнирного сочленения, проходящего параллельно поперечному элементу, и выполненные с возможностью поворота между положением, в котором клапан открыт, и положением, в котором клапан закрыт, т.е. таким положением, в котором часть каждой створки, включающая уллотнительную плоскость, входит в контакт с включающей также уплотнительную плоскость соответствующей ей частью, расположенной на седле клапана, размещенном вокруг каждого из отверстий, причем способ включает следующие стадии:

(а) выполнение канавки на обеих или на каждой уплотняющей поверхности, (б) выполнение наплавленного слоя металла внутри канавки.

При осуществлении данного изобретения наплавленный внутренний слой металла может накладываться за один проход, либо число проходов может быть сокращено, благодаря тому, что производится просто лишь заполнение канавки металлом без необходимости повторного наращивания слоя наплавленного металла. При этом возможны менее жесткие требования по термической обработке, проводимой перед осуществлением наплавки и по ее окончании, а также отпадает необходимость в выправлении створки клапана посредством прессовки.

Данное изобретение обладает важными преимуществами в отношении двустворчатых обратных клапанов, створки которых имеют выступающие над остальной поверхностью и расположенные в их середине, усиленные части, а также неусиленные части, примыкающие с каждого конца к прямолинейной кромке створки, поскольку предлагаемая конструкция обеспечивает более надежное уплотнение в стыке плоскости с плоскостью между уплотнительными частями, выполненными в виде наплавленных внутренних слоев металла.

Клапан, выполненный в соответствии с настоящим изобретением, обеспечивает определенные преимущества при применении его в составе узлов, монтируемых на трубопроводах, по которым производится перекачка текучей среды, имеющей высокую или низкую температуру, т.к. протечка через клапан при закрытом его положении будет минимальной, либо будет отсутствовать совсем. Внутренний слой металла, наплавленный в соответствии с настоящим изобретением, может быть значительно меньше ширины, чем наплавленный по поверхности валик согласно известному способу, в связи с чем значительно меньше становится площадь поверхности металла, подвергающаяся искривлению под влиянием дифференциального теплового расширения или дифференциальной усадки при охлаждении. В соответствии с настоящим изобретением, толщина наплавленного слоя металла может быть сведена к минимальной без возникновения опасности его ослабления, а также такой слой можно выполнить со скосом по направлению к его краям без возникновения опасности образования трещин. Кроме того, при наплавлении слоя металла внутри канавки получается такая форма его, при которой он меньше подвержен искривлению под влиянием дифференциального расширения или дифференциальной усадки, т. е. больше становится площадь поверхности металла корпуса клапана или его створок, находящаяся в контакте с наплавленным металлом при относительно той же ширине наплавленного слоя, охватывая наплавленный металл таким образом, что механические напряжения, возникающие под влиянием дифференциального расширения или дифференциальной усадки этих металлов, могут и не вызывать в такой же степени деформацию уплотняющей поверхности.

Ниже следует описание настоящего изобретения на примере лишь конкретного варианта его осуществления, проиллюстрированного прилагаемыми чертежами, на которых:

фиг. 1(а) и (б) представляют собой иллюстрацию поперечного сечения уплотнения двустворчатого обратного клапана, известного из уровня техники;

фиг.2 - слой наплавленного металла, выполненный на седле клапана в соответствии со способом, известным из уровня техники, фиг. 3 - слой наплавленного металла, выполненный на створке клапана в соответствии со способом, известным из уровня техники;

фиг.4 - в разобранном виде двустворчатый обратный клапан такого типа, в котором может быть использовано настоящее изобретение, фиг. 5 - вид в плане первого варианта выполнения корпуса клапана в соответствии с настоящим изобретением, фиг. 6 - вариант выполнения створки клапана, предназначенной для применения в клапане, выполненном в соответствии с настоящим изобретением, фиг. 7 - поперечное сечение варианта выполнения двустворчатого обратного клапана в соответствии с настоящим изобретением, фиг. 8(а) и (б) - поперечное сечение варианта выполнения двустворчатого обратного клапана в соответствии с настоящим изобретением;

фиг. 9(а), (б) и (в) - поперечное сечение и вид в плане для второго варианта выполнения двустворчатого обратного клапана в соответствии с настоящим изобретением;

фиг. 10(а), (б), (в) и (г) - поперечное сечение внутреннего наплавленного слоя металла для первого и второго вариантов осуществления отдельных стадий его выполнения на той или иной детали клапана в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг.4 показан двустворчатый обратный клапан, в котором может быть использовано настоящее изобретение. Это изобретение может быть воплощено и в других типах двустворчатого обратного клапана при наличии в нем уплотняющих поверхностей с контактом металла по металлу.

Как видно из фиг.4, клапан имеет, по существу, цилиндрический корпус 10, в котором выполнено сквозное осевое отверстие для прохождения через него текучей среды. Кольцевая часть 12 выступает внутрь отверстия от внутренней стенки корпуса 10 клапана. Поперечный элемент 14 расположен по диаметру поперек корпуса 1 0 клапана и совместно с кольцевым выступом 12 разграничивает два D-образных отверстия. Кольцевой выступ 1 2 и расположенный по диаметру поперечный элемент 1 4 определяют седло 16 клапана, на которое опираются створки 18 клапана, когда клапан находится в закрытом положении. Для каждого D-образного отверстия в корпусе 1 0 клапана предусмотрена D-образная, по существу, полукруглая створка 1 8 клапана.

Текучая среда проходит через клапан со стороны, находящейся выше по течению относительно седла клапана в направлении потока, и выходит из клапана с той стороны относительно его седла, которая находится ниже него по течению. Как показано на фиг.4, обе створки клапана расположены со стороны, находящейся ниже по течению относительно седла 16 клапана. Обе створки 1 8 имеют бобышки, посредством которых они с обеспечением возможности их поворачивания соединяются с осевым стержнем 20 шарнирного сочленения, расположенным по диаметру поперек корпуса 1 0 клапана параллельно поперечному элементу 14. В положении, в котором клапан закрыт, обе, по существу, полукруглые, или D-образные створки 18 поворачиваются вокруг осевого стержня 20 шарнирного сочленения, входя в обеспечивающий уплотнение контакт с седлом 1 6 клапана. Ограничительный штифт 22 расположен по диаметру поперек корпуса 1 0 клапана параллельно осевому стержню 20 шарнирного сочленения ниже относительно него по течению в направлении потока, ограничивая угол поворота створок 1 8 клапана при его открывании. В другом варианте выполнения предусматривается пружина или пружины 24, чтобы обеспечить поворачивание сдвоенных створок 1 8 двустворчатого клапана с возможностью осуществления обеспечивающего уплотнение контакта с седлом 1 6 клапана.

Осевой стержень 20 шарнирного сочленения, ограничительный штифт 22 и створки 1 8 крепятся в корпусе 1 0 клапана с помощью обыкновенной системы удерживающих их средств (не показаны), либо с помощью вставок, выполненных в соответствии с описанием изобретения согласно публикации WO 95/27163.

На фиг. 5 и 6 показаны наплавленный внутренний слой 40 металла, выполненный на седле 1 6 клапана, находящемся в корпусе 1 0 клапана, и наплавленный внутренний слой 42 металла, выполненный на уплотняющей поверхности створки 1 8 клапана.

На фиг. 7 показан клапан согласно настоящему изобретению, с внутренними слоями металла, показанными в аксиальном поперечном сечении, проведенном в плоскости, перпендикулярной поперечному элементу 14 и осевому стержню 20 шарнирного сочленения.

Каждый из наплавленных внутренних слоев 40, 42 металла находится в соответствующей канавке, которая имеет дугообразный или, по существу, полукруглый профиль, который заполнен наплавленным металлом, образующим внутренний слой. Канавки могут иметь самые разнообразные профили, как например, прямоугольный, U-образный, V-образный, либо в виде ласточкиного хвоста (т.е., с увеличением ширины канавки по ее глубине). Размеры и форма канавки могут изменяться по ее длине. Например, может быть целесообразно иметь более широкую часть наплавленного внутреннего слоя металла посредине криволинейного участка, по существу, D-образной створки, который в большей степени испытывает влияние обратного давления, воздействующего на створку в таком ее положении, когда клапан закрыт. Как показано на фиг. 5 и 6, кромки слоев металла, наплавленных внутри канавок, получаются ровными без каких-либо волнистостей. Канавка и наплавленный в ней внутренний слой металла на створке 1 8 шире, чем канавка и такой же слой на седле клапана, что позволяет при наличии люфта в шарнирном сочленении створки, который будет сказываться на точности получения такого расположения створки, в котором она будет без отклонений садиться на отведенное для нее место в таком ее положении, когда клапан закрыт, обеспечить, тем не менее, вхождение наплавленных внутренних слоев 40, 42 металла в контакт друг с другом с образованием уплотнения между ними. В альтернативном варианте выполнения, наплавленный внутренний слой металла на гнезде клапана может быть шире, чем наплавленный внутренний слой металла на створке. Как наплавленный внутренний слой 42, так и наплавленный внутренний слой 40 металла при выполнении их способом в соответствии с настоящим изобретением могут быть нанесены с гораздо большей точностью в намеченном месте их расположения, при этом требуется предусмотреть меньший припуск, чем при изготовлении соответствующих клапанов, известных из предшествующего уровня техники, при изготовлении которых выполнение наплавленных валиков металла вручную приводит к дополнительной степени неопределенности его расположения.

На фиг. 8(а) представлено поперечное сечение, аналогичное приведенному на фиг. 7, но показана на нем половина клапана с одной створкой 18 клапана. При этом створка 18 клапана в варианте осуществления настоящего изобретения, показанном на фиг. 7 и 8, представляет собой, по существу, плоскую створку. На фиг. 8(б) представлено в увеличенном виде уплотнение, образуемое между створкой 1 8 клапана и седлом клапана, и соответственно наплавленные внутренние слои 42 и 40 металла, соответствующие тем, которые показаны на фиг. 7 и 8(а).

На фиг. 9(а) и (б) показан второй предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения, представленный в видах, соответствующих видам, показанным на фиг.8(а) и (б), иллюстрирующих рассмотренный выше вариант осуществления изобретения, а на фиг. 9(в) представлен дополнительно еще вид створки 1 8 согласно второму варианту в перспективном изображении. Створки 18 в варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 9, имеют выступающие над остальной их поверхностью и расположенные в их середине, усиленные части, находящиеся с той стороны, которая обращена вниз по течению в направлении потока, а также углубления со стороны, обращенной вверх по течению в направлении потока, что предусмотрено в соответствии с публикацией WO 95/15455, содержание которой дано в качестве ссылки. Как показано в описании изобретения согласно публикации WO 95/15455, наличие расположенной в середине створки, усиленной части 18А, а также неусиленных частей 18В, примыкающих с каждого конца к прямоугольной кромке створки 18, обеспечивает получение более высоких характеристик уплотнения в стыке плоскости с плоскостью.

На фиг. 1 0 показаны отдельные стадии обработки по способу в соответствии с настоящим изобретением, позволяющему получить соответствующий наплавленный внутренний слой металла, обеспечивающий уплотнение клапана.

На фиг. 1 0(а) показана в поперечном сечении часть детали 50 клапана, которая может представлять собой, например, седло клапана и створку клапана, и в которой выполнена канавка 52. Канавка 52 может быть выполнена посредством фрезерования или с помощью какоголибо иного способа механической обработки, или же она может быть выполнена на соответствующей детали клапана во время ее отливки или ковки, либо может быть получена посредством применения любого другого, пригодного для использования с этой целью технологического процесса. В данном варианте осуществления изобретения, канавка 52 имеет, по существу, полукруглое поперечное сечение, а глубина канавки составляет приблизительно 2 мм.

На фиг. 1 0(б) канавка показана после того, как она будет заполнена наплавленным металлом 54 в ходе выполнения операции наплавки с образованием в ней внутреннего наплавленного слоя металла. В данном варианте осуществления способа согласно настоящему изобретению, канавка заполняется с небольшим ее переполнением, а избыток наплавленного металла 54 выступает над поверхностью этой детали клапана, и под влиянием поверхностного натяжения верхней поверхности наплавленного металла образуется мениск. Однако под воздействием поверхностного натяжения происходит также и оттягивание наплавленного металла точно до края канавки. Выполнение слоя наплавленного металла внутри канавки в значительной мере способствует сокращению образования брызг металла и предотвращению пережога основного металла, поскольку сварочная дуга при наплавлении расположена внутри канавки, а также создаются лучшие условия для поддерживания горения дуги.

Далее выполняются операции окончательной механической обработки наплавленного внутреннего слоя металла с тем, чтобы обеспечить получение плоской уплотняющей поверхности 56, которая, по существу, сливается заподлицо с поверхностью детали 50, как представлено на фиг. 1 0(в). В результате этого обеспечивается очень высокая точность расположения кромки входящего в состав уплотнения наплавленного внутреннего слоя металла по линии механической обработки, как показано, например, на фиг. 4, при полном отсутствии волнистости кромки, поскольку образование наплавленного слоя металла производилось в выполненной с высокой точностью канавке.

В других вариантах выполнения, например, в показанном на фиг. 1 0(г), окончательная чистовая механическая обработка может быть произведена таким образом, чтобы наплавленный внутренний слой металла несколько выступал над окружающей его поверхностью, или же прилегающий к нему основной металл с одной из двух или с обеих сторон от него может быть удален при механической обработке, вследствие чего наплавленный слой металла будет выступать над окружающей поверхностью либо незначительно, либо достаточно сильно. Основной металл, окружающий слой наплавленного металла, может быть использован для обеспечения дополнительного уплотнения и, осуществляя распределение нагрузки по большой площади поверхности, способствует ослаблению напряжений Герца, возникающих в наплавленном металле. Даже в тех случаях, когда наплавленный слой металла немного выступает над окружающей поверхностью, либо выполнен заподлицо с окружающей поверхностью только с одной его стороны, проблема, возникающая в свя11 зи с воздействием напряжений Герца может быть несколько уменьшена.

Двустворчатые обратные клапаны могут изготавливаться в широком диапазоне по своим размерным характеристикам, при этом глубина канавки или толщина наплавленного в ней внутреннего слоя металла могут находиться в пределах от такой малой величины, как 0,01 мм до такой большой величины, как 20 мм и более. В типичных случаях, глубина канавки может достигать 10 мм, к примеру, находиться в пределах от 0,5 мм до 5 мм и, в частности, в пределах от 1 до 3 мм. В обычных случаях, ширина наплавленного внутреннего слоя металла будет, по меньшей мере, такой же, как и глубина канавки, но она может быть и шире, чем глубина, что в отдельных случаях обеспечивает определенные преимущества. Таким образом, ширина этого слоя может находиться в пределах от такой малой величины, как 0,01 мм до такой большой величины, как 20 мм и даже более, если ширина слоя больше, чем его глубина. В типичных случаях, ширина наплавленного внутреннего слоя металла для клапана номинальным диаметром 2 дюйма (50 мм) может составлять от 1 до 2 мм, а для клапана номинальным диаметром 36 дюймов (900 мм) может находиться в пределах от 5 до 1 5 мм, и в наиболее типичном случае составлять примерно 1 0 мм. Как уже было отмечено в данном описании выше, наплавленный внутренний слой металла на створке клапана имеет, преимущественно, большую ширину, чем такой же слой на седле клапана (либо наоборот), но совсем необязательно более широкий наплавленный внутренний слой металла должен быть также и глубже. В данном случае, ширина такого слоя может находиться в пределах от 1 мм до 20 мм для типичных условий.

В качестве наплавляемого металла для получения наплавленного внутреннего слоя металла могут применяться многие различные материалы, в зависимости от практических условий эксплуатации, на которые рассчитан соответствующий клапан. Ниже приводятся несколько конкретных примеров применения таких материалов:

- стеллит (товарный знак), представляющий собой сплав кобальта, хрома, вольфрама и молибдена, который обладает высокой износостойкостью, и поэтому его желательно применять, когда перекачиваемая текучая среда обладает абразивными свойствами;

- нержавеющая сталь марки 316, предназначенная для применения в тех случаях, когда перекачиваемая текучая среда обладает коррозионными свойствами;

- нержавеющая сталь марки 410, предназначенная для применения в таких случаях, когда клапан подвергается эрозии под влиянием высокой температуры;

- Монель (товарный знак), представляющий собой сплав, в основном, никеля и меди и предназначенный для применения в тех случаях, когда производится перекачка кислоты; а также

- Инконель 625 (товарный знак), представляющий собой сплав, в основном, никеля, хрома и железа, который обладает стойкостью к воздействию текучей среды, обладающей коррозионными свойствами.

В приведенных вариантах осуществления настоящего изобретения показано, что наплавленные внутренние слои 40, 42 металла предусмотрены как на гнезде клапана, так и на створке клапана. Однако при определенных обстоятельствах, наплавленный в клапане внутренний слой металла может предусматриваться только на одной, любой из этих двух деталей клапана. В тех случаях, когда наплавленный внутренний слой металла предусматривается как на седле, так и на створках клапана, совсем необязательно, чтобы оба эти слоя были наплавлены с применением одного и того же металла. Наплавленный внутренний слой металла может быть выполнен посредством последовательного наращивания слоев с применением более, чем одного металла, к примеру, нижний слой может быть выполнен из Инконеля, а внешний верхний слой - из Стеллита, причем такая комбинированная наплавка может осуществляться посредством заполнения канавки первым наплавляемым металлом, образующим наплавленный внутренний слой, а затем в наплавленном первом металле, из которого образовался такой внутренний слой, формируют более мелкую канавку, заполняя ее потом вторым наплавленным металлом, образующим второй наплавленный внутренний слой.

Применение клапана наплавленными внутренними слоями металла в соответствии с настоящим изобретением позволяет обеспечить более точное совпадение уплотняющих поверхностей друг с другом в зоне контакта металла с металлом, образующей стык, обеспечивающей уплотнение. При этом обеспечивается, по существу, нулевая скорость протечки через клапан в обратном направлении даже при повышенных давлениях, что позволяет сделать такие клапаны пригодными для применения в трубопроводах для перекачки текущей среды под высоким давлением, для которых требуются клапаны класса 300 по номинальному допустимому значению давления в соответствии с классификацией Американского института национальных стандартов (PN 50) или более высокого класса. Клапаны, изготовленные в соответствии с настоящим изобретением, могут применяться в составе узлов трубопроводных систем, предназначенных для перекачки текучей среды, находящейся при криогенной (до -196°С и ниже) или при высокой (до 350°С и выше) температуре, и в частности, в таких условиях практического применения, в которых требуется нулевая или крайне низкая скорость протечки через клапан. Эта возможность обусловлена тем, что настоящее изобретение снижает остроту проблемы, возникающей в связи с искривлением уплотнительных плоскостей, вызываемым соответствующим влиянием дифференциального теплового расширения или дифференциальной усадки при охлаждении металла наплавленного слоя относительно окружающего этот слой основного металла.

Claims (24)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Двустворчатый обратный клапан, имеющий, по существу, цилиндрический корпус (10) клапана, содержащий расположенный по его диаметру поперечный элемент (14), посредством которого обеспечивается разграничение пары, по существу, D-образных отверстий, и две, по существу, D-образные створки (18), соединенные между собой посредством осевого стержня с образованием шарнирного сочленения (20), проходящего параллельно поперечному элементу (14), и выполненные с возможностью поворота между положением, в котором клапан открыт, и положением, в котором клапан закрыт, т. е. таким положением, в котором часть каждой створки (18), включающая уплотнительную плоскость, входит в контакт с включающей уплотнительную плоскость соответствующей ей частью, расположенной на седле (16) клапана, размещенном вокруг каждого из отверстий, при этом включающие уплотнительную плоскость части на каждой из створок (18) и/или на каждом из седел (1 6) клапана имеют канавку (52), заполненную наплавляемым внутри нее слоем (40, 42) металла.
2. 2. Клапан по п. 1, отличающийся тем, что наплавленный внутренний слой (40, 42) металла имеет ширину в пределах от 1 до 1 5 мм.
3. 3. Клапан по п.1 или 2, отличающийся тем, что наплавленный внутренний слой (40, 42) металла имеет толщину в пределах от 0,01 до 10 мм.
4. 4. Клапан по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что наплавленный внутренний слой (40, 42) металла имеет толщину в пределах от 0,5 до 5 мм.
5. 5. Клапан по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что канавки (52) имеют, по существу, полукруглое, прямоугольное, U-образное, Vобразное или выполненное в виде ласточкиного хвоста поперечное сечение.
6. 6. Клапан по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что каждый наплавленный внутренний слой (40, 42) металла выполнен из стеллита, нержавеющей стали, монеля или инконеля.
7. 7. Клапан по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что снабжен наплавленными внутренними слоями (40, 42) металла, расположенными на обеих створках (18) клапана и на седлах (16) клапана, причем наплавленные внутренние слои (42) на створках (18) расположены с обеспечением возможности контакта с соответствующими наплавленными внутренними слоями (40) металла на седлах (1 6) клапана, когда клапан находится в закрытом положении.
8. 8. Клапан по п.7, отличающийся тем, что наплавленные внутренние слои (42) металла, расположенные на створках (18), имеют большую ширину, чем наплавленные внутренние слои (40), расположенные на седлах (16) или наоборот.
9. 9. Клапан по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что каждый или, по меньшей мере, один внутренний наплавленный слой (40, 42) металла обработан окончательно заподлицо с соответствующим, примыкающим к нему основным металлом или плоскостью створки.
10. 10. Клапан по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что каждый или, по меньшей мере, один внутренний наплавленный слой (40, 42) металла обработан окончательно так, что выступает над поверхностью с одной стороны или с обеих сторон.
11. 11. Клапан по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что створки (18) содержат расположенную в середине створки, усиленную часть (18А), а также не усиленные части (18В), примыкающие с каждого конца к прямой линии D-образной створки.
12. 1 2. Узел трубопровода для перекачки текущей среды под высоким давлением, включающий, по меньшей мере, один клапан, отличающийся тем, что клапан выполнен по любому из пп.1 -11.
13. 1 3. Узел трубопровода для перекачки криогенной текущей среды, включающий, по меньшей мере, один клапан, отличающийся тем, что клапан выполнен по любому из пп. 1 -11.
14. 1 4. Узел трубопровода для перекачки текущей среды, находящейся при высокой температуре, включающий, по меньшей мере, один клапан, отличающийся тем, что клапан выполнен по любому из пп. 1 -11.
15. 15. Способ изготовления включающей уплотнительную плоскость клапана части уплотняющей поверхности створок (18) или седел (1 6) клапана в двустворчатом обратном клапане, имеющем, по существу, цилиндрический корпус (10) клапана, содержащий расположенный по его диаметру поперечный элемент (14), посредством которого обеспечивается разграничение пары, по существу, D-образных отверстий, и две, по существу, D-образные створки (18), соединенные между собой посредством осевого стержня с образованием шарнирного сочленения (20), проходящего параллельно поперечному элементу (14), и выполненные с возможностью поворота между положением, в котором клапан открыт, и положением, в котором клапан закрыт, т.е. таким положением, в котором часть каждой створки (18), включающая уплотнительную плоскость, входит в контакт с включающей уплотнительную плоскость соответствующей ей частью, расположенной на седле (16) клапана, размещенном вокруг каждого из отверстий, включающий следующие стадии: (а) выполнение канавки (52) на одной или на каждой уплотняющей поверхности, (б) выполнение наплавляемого слоя (54) металла внутри канавки (52).
16. 16. Способ по п.15, отличающийся тем, что стадия (б) дополнительно включает выполнение внутреннего слоя посредством наплавки металла таким образом, чтобы наплавленный внутренний слой металла выступал над канавкой.
17. 17. Способ по пп.15 или 16, отличающийся тем, что дополнительно содержит стадию окончательной обработки одного или каждого наплавленного внутреннего слоя металла заподлицо с соответствующей ему уплотняющей поверхностью.
18. 18. Способ по п.15 или 16, отличающийся тем, что дополнительно содержит стадию окончательной обработки одного или каждого наплавленного внутреннего слоя металла таким образом, чтобы он выступал над поверхностью с одной стороны или с обеих сторон.
19. 19. Способ по любому из пп.15-18, отличающийся тем, что канавка (52) имеет ширину в пределах от 1 до 1 5 мм.
20. 20. Способ по любому из пп.15-19, отличающийся тем, что канавка (52) имеет глубину в пределах от 0,5 до 5 мм.
21. 21. Способ по любому из пп. 15-20, отличающийся тем, что канавки (52) имеют, по существу, полукруглое, прямоугольное, Uобразное, V-образное или выполненное в виде ласточкиного хвоста поперечное сечение.
22. 22. Способ по любому из пп. 15-21, отличающийся тем, что, по меньшей мере, одну деталь клапана получают посредством отливки или ковки с образованной в ней канавкой.
23. 23. Способ по любому из пп. 15-22, отличающийся тем, что наплавленный внутренний слой (54) металла выполнен из стеллита, нержавеющей стали, монеля или инконеля.
24. 24. D-образная створка (18) клапана, предназначенная для применения в двустворчатом обратном клапане, содержащая включающую уплотнительную плоскость часть для осуществления контакта с противолежащей относительно нее и включающей уплотнительную плоскость частью, расположенной на седле (16) клапана, при этом включающая уплотнительную плоскость часть на этой створке имеет канавку (52), заполняемую наплавляемым внутри нее слоем (42) металла.