RU201163U1

RU201163U1 - HIGH PRESSURE CHECK VALVE

Info

Publication number: RU201163U1
Application number: RU2020115980U
Authority: RU
Inventors: Максим Николаевич Васильев; Андрей Владимирович Фролов
Original assignee: Публичное Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма"
Priority date: 2020-04-21
Filing date: 2020-04-21
Publication date: 2020-12-01

Abstract

Полезная модель относится к трубопроводной арматуре, в частности к клапанам обратным высокого давления, и может быть использована в технологических трубопроводах различных отраслях промышленности. Обратный клапан высокого давления, содержащий цилиндрический корпус с выходным каналом рабочей среды, фланец с входным каналом, установленную в корпусе клапанную пару в виде седла и запорного элемента, перекрывающего осевой канал седла, ограничитель хода запорного элемента, согласно полезной модели седло установлено во входную полость клапана, образованную внутренними смежными поверхностями стыкующихся проточек корпуса и фланца, и фиксируется от осевого перемещения фланцем, при этом поверхности входной полости клапана плакированы слоем материала толщиной не менее 4 мм на основе хромоникелевой стали, а запорный элемент и ограничитель его хода располагаются коаксиально на одной оси. Техническими результатами, достигаемыми при осуществлении данной полезной модели, являются увеличение ресурса работы клапана и возможность его обслуживания без демонтажа из трубопровода.The utility model relates to pipeline valves, in particular to high pressure check valves, and can be used in process pipelines in various industries. A high-pressure check valve containing a cylindrical body with an outlet channel of the working medium, a flange with an inlet channel, a valve pair installed in the body in the form of a seat and a shut-off element that closes the axial channel of the seat, a travel stop of the shut-off element, according to the utility model, the seat is installed in the inlet cavity of the valve formed by the inner adjacent surfaces of the mating grooves of the body and the flange, and is fixed against axial movement by the flange, while the surfaces of the valve inlet cavity are clad with a layer of material at least 4 mm thick based on chromium-nickel steel, and the shut-off element and its travel stop are coaxially located on one axis. The technical results achieved by the implementation of this utility model are an increase in the valve's service life and the possibility of its maintenance without dismantling from the pipeline.

Description

Полезная модель относится к трубопроводной арматуре, в частности к клапанам обратным высокого давления и может быть использована в технологических трубопроводах различных отраслях промышленности.The utility model relates to pipeline fittings, in particular to high pressure check valves and can be used in technological pipelines in various industries.

На отдельных участках трубопровода могут иметь место технологические или аварийные падения давления рабочей среды, что может привести к образованию обратного потока, недопустимого для нормальной работы системы. Для обеспечения прохода рабочей среды в заданном направлении и предотвращения его изменения на обратное служит обратный клапан. Он помогает поддерживать стабильное давление в системе, предотвращает преждевременный износ насосного оборудования и предупреждает сбои в его работе. Основным узлом обратного клапана является запорный узел, представляющий собой седло и запорный элемент. Использование клапана при высоких давлениях, вызывающих дополнительные воздействия на запорный узел, приводит к износу контактирующих поверхностей корпуса и самого запорного узла и, как следствие, к потере герметичности клапана. Во многих случаях это приводит к замене всего клапана, из-за невозможности замены отдельных элементов, определяющих его герметичность. Таким образом, возникает необходимость в создании конструкции клапана, обеспечивающей высокую герметичность, надежность работы и ремонтопригодность в процессе всего срока эксплуатации.In some sections of the pipeline, technological or emergency drops in pressure of the working medium can occur, which can lead to the formation of a reverse flow, which is inadmissible for the normal operation of the system. A check valve is used to ensure the passage of the working medium in a given direction and to prevent it from changing to the opposite. It helps maintain a stable pressure in the system, prevents premature wear of pumping equipment and prevents malfunctioning. The main assembly of a check valve is a shut-off assembly, which is a seat and a shut-off element. The use of the valve at high pressures, which causes additional effects on the shut-off unit, leads to wear of the contacting surfaces of the body and the shut-off unit itself and, as a result, to the loss of valve tightness. In many cases, this leads to the replacement of the entire valve, due to the impossibility of replacing individual elements that determine its tightness. Thus, there is a need to create a valve design that provides high tightness, reliability and maintainability throughout the entire service life.

Известен самоуплотняющийся клапан, содержащий расположенный с возможностью перемещения в трубчатом корпусе запорный орган, нагруженный пружиной сжатия с усилием против направления потока и поджимаемый к сформированному во входном канале седлу (Патент SU 1838702, F16K 15/02, опубл. 30.08.1993).A self-sealing valve is known, containing a shut-off element located with the ability to move in a tubular body, loaded by a compression spring with a force against the direction of flow and pressed against a saddle formed in the inlet channel (Patent SU 1838702, F16K 15/02, publ. 30.08.1993).

Недостатком данного клапана является невозможность его ремонта, поскольку седло сформировано во входном канале корпуса, и, как следствие, при повреждениях его поверхности требуется замена всего клапана.The disadvantage of this valve is the impossibility of repairing it, since the seat is formed in the inlet channel of the body, and, as a result, if its surface is damaged, the entire valve must be replaced.

Известен обратный клапан, содержащий плунжер с отверстием и шарнирно связанный с ним запорный орган с хвостовиком, установленные в корпусе с возможностью осевого перемещения и взаимодействия с седлом при обратном направлении потока среды, хвостовик запорного органа выполнен с переменным профилем и установлен в отверстии плунжера с минимальным зазором и обеспечением возможности самоустановки запорного органа по седлу, а на наружной поверхности плунжера выполнены продольные направляющие выступы, контактирующие с внутренней поверхностью корпуса с возможностью ограничения хода плунжера. (Патент RU 2092733, F16K 15/02, опубл. 10.10.1997).Known check valve containing a plunger with a hole and a shut-off element with a shank pivotally connected to it, installed in the body with the possibility of axial movement and interaction with the seat in the opposite direction of the flow of the medium, the shank of the shut-off element is made with a variable profile and is installed in the hole of the plunger with a minimum clearance and providing the possibility of self-installation of the shut-off element along the seat, and longitudinal guide projections are made on the outer surface of the plunger, contacting the inner surface of the body with the possibility of limiting the stroke of the plunger. (Patent RU 2092733, F16K 15/02, publ. 10.10.1997).

Недостатком известного клапана является низкая надежность, поскольку перемещение запорного органа сопровождается трением, это приводит к износу сопрягаемых поверхностей и влечет за собой смещение запорного органа, что ухудшает перекрытие отверстия прохода среды.The disadvantage of the known valve is low reliability, since the movement of the shut-off body is accompanied by friction, this leads to wear of the mating surfaces and entails displacement of the shut-off body, which worsens the overlap of the medium passage hole.

Известен обратный клапан, содержащий затвор, установленный в корпусе с возможностью продольного перемещения и взаимодействующий с седлом, затвор выполнен составным из плунжера и шарнирно прикрепленного к нему запорного органа, а на внутренней поверхности корпуса образованы продольные прорези. (А.с. SU 319784, МПК F16K 15/00, опубл. 02.11.71 г.).Known check valve, containing a shutter installed in the body with the possibility of longitudinal movement and interacting with the saddle, the shutter is made up of a plunger and a shut-off member pivotally attached to it, and longitudinal slots are formed on the inner surface of the body. (AS SU 319784, IPC F16K 15/00, publ. 02.11.71).

Недостатком данного клапана является сложность конструкции и нетехнологичность изготовления из-за необходимости обеспечения высокой точности размеров и взаимного расположения взаимодействующих между собой деталей.The disadvantage of this valve is the complexity of the design and low-tech manufacturing due to the need to ensure high dimensional accuracy and the relative position of interacting parts.

Известен клапан, содержащий корпус со штуцерами входа и выхода, затвор с основной и дополнительной герметизирующими поверхностями, подпружиненное подвижное седло с дроссельными отверстиями на боковой поверхности и ограничитель хода затвора. (А.с. SU 1395889, МПК F16K 15/00, опубл. 15.05.88 г.) - прототип.Known valve containing a housing with inlet and outlet fittings, a valve with the main and additional sealing surfaces, a spring-loaded movable seat with throttling holes on the side surface and a valve travel stop. (AS SU 1395889, IPC F16K 15/00, publ. 05/15/88) - prototype.

Недостатком данного клапана является движение затвора и седла, вызывающее затруднение прохода рабочей среды. Кроме того, предложенная конструкция характеризуется сложностью разборки и сборки, что требует демонтажа клапана из трубопровода для обслуживания и ремонта.The disadvantage of this valve is the movement of the shutter and seat, which causes difficulty in the passage of the working medium. In addition, the proposed design is characterized by the complexity of disassembly and assembly, which requires dismantling the valve from the pipeline for maintenance and repair.

Задачей, на решение которой направлена данная полезная модель, является повышение эксплуатационной надежности клапана при обеспечении его ремонтопригодности.The task to be solved by this utility model is to increase the operational reliability of the valve while ensuring its maintainability.

Техническими результатами, достигаемыми при осуществлении данной полезной модели, являются увеличение ресурса работы клапана и возможность его обслуживания без демонтажа из трубопровода.The technical results achieved in the implementation of this utility model are an increase in the valve's service life and the possibility of its maintenance without dismantling from the pipeline.

Технический результат достигается тем, что обратный клапан высокого давления, содержащий цилиндрический корпус с выходным каналом рабочей среды, фланец с входным каналом, установленную в корпусе клапанную пару в виде седла и запорного элемента, перекрывающего осевой канал седла, ограничитель хода запорного элемента, согласно полезной модели седло установлено во входную полость клапана, образованную внутренними смежными поверхностями стыкующихся проточек корпуса и фланца, и фиксируется от осевого перемещения фланцем, при этом поверхности входной полости клапана плакированы слоем материала толщиной не менее 4 мм на основе хромоникелевой стали, а запорный элемент и ограничитель его хода располагаются коаксиально на одной оси.The technical result is achieved by the fact that a high-pressure check valve comprising a cylindrical body with an outlet channel of the working medium, a flange with an inlet channel, a valve pair installed in the body in the form of a saddle and a shut-off element that closes the axial channel of the seat, a stop element travel stop, according to the utility model the seat is installed in the valve inlet cavity, formed by the inner adjacent surfaces of the mating grooves of the body and flange, and is fixed against axial movement by a flange, while the valve inlet cavity surfaces are clad with a layer of material at least 4 mm thick based on chromium-nickel steel, and the shut-off element and its travel stop are located coaxially on one axis.

Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен продольный разрез обратного клапана в закрытом положении; на фиг. 2 изображен продольный разрез обратного клапана в открытом положении.The utility model is illustrated by drawings, where FIG. 1 shows a longitudinal section of a check valve in a closed position; in fig. 2 shows a longitudinal section of the check valve in the open position.

Клапан обратный состоит из корпуса 1 с выходным каналом 3 и фланца 2 с входным каналом 4, соединенных при помощи винтов 5. Внутри корпуса 1 последовательно устанавливаются ограничитель хода 6, взаимодействующий при помощи пружины 7 с запорным элементом 8. Ограничитель хода 6 выполнен в виде втулки Т-образного сечения с осевым отверстием и проточками на цилиндрических поверхностях втулки для прохода рабочей среды. Хвостовик запорного элемента 8 имеет Y-образный профиль поперечного сечения, образуя каналы для прохода рабочей среды, увеличив тем самым пропускную способность клапана. Седло 10 установлено во входную полость 9 клапана, образованную внутренними смежными поверхностями стыкующихся проточек корпуса 1 и фланца 2, и фиксируется от осевого перемещения фланцем 2. На поверхности входной полости 9 клапана выполнено наплавление 11. Уплотнение седла 10 осуществляется при помощи уплотнительных колец 12, размещенных в кольцевых канавках седла.The check valve consists of a body 1 with an outlet channel 3 and a flange 2 with an inlet channel 4, connected by screws 5. Inside the body 1, a travel stop 6 is installed in series, interacting with a spring 7 with a closing element 8. The travel stop 6 is made in the form of a sleeve T-shaped section with an axial hole and grooves on the cylindrical surfaces of the sleeve for the passage of the working medium. The shank of the shut-off element 8 has a Y-shaped cross-sectional profile, forming channels for the passage of the working medium, thereby increasing the throughput of the valve. The seat 10 is installed in the inlet cavity 9 of the valve, formed by the inner adjacent surfaces of the abutting grooves of the body 1 and the flange 2, and is fixed against axial movement by the flange 2. On the surface of the inlet cavity 9 of the valve, a fusion is made 11. The seat 10 is sealed by means of O-rings 12 located in the annular grooves of the seat.

Клапан обратный работает следующим образом.The check valve works as follows.

В исходном положении клапан закрыт. После запуска насоса в трубопроводе возникает прямой поток жидкости, поступающий через входной канал и, воздействуя на запорный элемент, преодолевая усилие пружины, смещает его в сторону выходного канала до упора в ограничитель хода. Обтекая запорный элемент, жидкость попадает во внутреннюю полость клапана и через проточки на цилиндрических поверхностях ограничителя попадает в выходной канал. При снижении давления или образования обратного потока, под действием возвратного усилия, пружина перемещает запорный элемент в сторону входного канала, прижимая его к седлу, тем самым закрывая входной канал и препятствуя нежелательному обратному потоку.In the initial position, the valve is closed. After starting the pump, a direct flow of liquid occurs in the pipeline, entering through the inlet channel and, acting on the shut-off element, overcoming the spring force, displaces it towards the outlet channel until it stops against the travel stop. Flowing around the shut-off element, the liquid enters the inner cavity of the valve and through the grooves on the cylindrical surfaces of the restrictor enters the outlet channel. When the pressure decreases or backflow is generated, under the action of the return force, the spring moves the shut-off element towards the inlet channel, pressing it against the seat, thereby closing the inlet channel and preventing unwanted backflow.

В случае необходимости замены деталей клапана производится откручивание винтов и детали заменяются.If it is necessary to replace the valve parts, the screws are unscrewed and the parts are replaced.

Размещение седла клапана во входной полости, образованной внутренними смежными поверхностями стыкующихся проточек корпуса и фланца, и фиксация от осевого перемещения фланцем, обеспечивает стабильное положение седла и защиту от ударных нагрузок, воспринимаемых им при закрытии запорного элемента. Наличие на поверхности входной полости клапана плакированного слоя на основе хромоникелевой стали толщиной не менее 4 мм позволяет повысить износостойкость сопрягаемых поверхностей и увеличить срок службы клапана. Уменьшение глубины наплавляемого слоя приведет к образованию дефектов на поверхности, которые снижают эксплуатационную надежность клапана.Placing the valve seat in the inlet cavity formed by the inner adjacent surfaces of the mating grooves of the body and the flange, and fixing it against axial movement by the flange, provides a stable position of the seat and protection against shock loads taken by it when the shut-off element is closed. The presence on the surface of the valve inlet cavity of a clad layer based on chromium-nickel steel with a thickness of at least 4 mm makes it possible to increase the wear resistance of the mating surfaces and increase the valve service life. Decreasing the depth of the deposited layer will lead to the formation of defects on the surface, which reduce the operational reliability of the valve.

Коаксиальное размещение запорного элемента и ограничителя его хода позволяет повысить быстродействие и надежность открытия/закрытия клапана за счет исключения осевого смещения, а также позволит монтировать клапан в системе под углом до 60°.Coaxial placement of the shut-off element and its travel stop allows to increase the speed and reliability of opening / closing the valve by eliminating axial displacement, and also allows the valve to be mounted in the system at an angle of up to 60 °.

Конструкция клапана обеспечивает медленное и плавное открытие/закрытие, что предотвращает возникновение колебательных процессов, вызванных гидроударами, и скачка давления, предохраняя тем самым трубопровод от повреждения и выхода оборудования из строя.The design of the valve ensures slow and smooth opening / closing, which prevents the occurrence of oscillatory processes caused by water hammer and pressure surges, thereby protecting the pipeline from damage and equipment failure.

Таким образом, предлагаемая конструкция клапана позволяет увеличить ресурс работы клапана, способствует повышению надежности работы оборудования. Разъемный корпус позволяет производить ремонт без его демонтажа с технологического трубопровода, что сокращает время на ремонт и повышает ремонтопригодность клапана.Thus, the proposed valve design makes it possible to increase the valve's service life and improves the reliability of the equipment. The split body allows for repairs without removing it from the process pipeline, which reduces repair time and increases the maintainability of the valve.

Claims

A high-pressure check valve containing a cylindrical body with an outlet channel of the working medium, a flange with an inlet channel, a valve pair installed in the body in the form of a saddle and a shut-off element that closes the axial channel of the seat, a travel stop of the shut-off element, characterized in that the seat is installed in the inlet cavity valve formed by the inner adjacent surfaces of the mating grooves of the body and flange, and is fixed against axial movement by a flange, while the surfaces of the valve inlet cavity are clad with a layer of material at least 4 mm thick based on chromium-nickel steel, and the shut-off element and its travel stop are located coaxially on one axis ...