RU2626711C1

RU2626711C1 - Washing check valve

Info

Publication number: RU2626711C1
Application number: RU2016123626A
Authority: RU
Inventors: Александр Васильевич Бутаков; Василий Васильевич Кудряшов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "КВАНТ"
Priority date: 2016-06-14
Filing date: 2016-06-14
Publication date: 2017-07-31

Abstract

FIELD: oil and gas industry.

SUBSTANCE: washing check valve includes the tubular body, in the hole of which the return gate with inlet and outlet channels are placed, the spacer connected to the tubular body, inside which the outlet channel is located. The return gate is placed between the spacer made with the conical hole and the additionally mounted flange, the opening of which is commensurate to the gas inlet channel and the smaller diameter spacer hole. The check valve consists of the body and magnets and the sealing rings, located along its annular line facing the spacer. The holes of the flange, the return gate, the spacer and the tubular body are coaxial. The hole of the larger diameter spacer and the hole of the tubular body coincides. The spacer is connected to the tubular body to form the cavity which height is within the certain limits, depending on the tubular body thickness.

EFFECT: increase of the valve operating efficiency.

3 dwg

Description

Заявляемое изобретение относится к нефтегазовой трубопроводной арматуре, в частности к устройствам, предотвращающим попадание рабочей среды - жидкости в сопутствующую среду - газ и служащим для сброса избыточного давления сопутствующей среды в основной канал, по которому проходит рабочая среда.The claimed invention relates to oil and gas pipeline valves, in particular to devices that prevent the ingress of a working medium - liquid into the accompanying medium - gas and which serves to relieve excess pressure of the accompanying medium in the main channel through which the working medium passes.

Из уровня техники известно незамерзающее водозаборное устройство, содержащее водозаборный стояк и размещенный в водоеме ниже зоны его промерзания заборный водовод, при этом водозаборный водовод выполнен в виде ряда последовательно соединенных между собой секций вертикально установленных водовоздушных затворов, на выходе которых встроен обратный клапан, между входом и выходом которого смонтирован обводной клапан противоположного протока (патент №2031674 на изобретение «Незамерзающее водозаборное устройство», дата подачи 24.08.1992 г., опубликовано 27.03.1995 г.).A non-freezing water intake device is known from the prior art, comprising a water riser and a water intake pipe located in a reservoir below the freezing zone, wherein the water intake pipe is made in the form of a series of vertically mounted sections of vertically mounted water-air gates connected to one another, at the outlet of which there is a check valve, between the output of which a bypass valve of the opposite duct is mounted (patent No. 2031674 for the invention “Non-freezing water intake device”, filing date 08/24/1992, publ. Rejoiced on March 27, 1995).

Недостатками известного устройства являются громоздкость, периодичность действия, а также наличие двух водовоздушных затворов, негативно влияющих на эффективность работы.The disadvantages of the known device are cumbersome, the frequency of action, as well as the presence of two water-air gates that adversely affect the efficiency.

Известен клапан, содержащий корпус, в котором жестко укреплен стакан с размещенной в нем гильзой, в стакане и гильзе выполнены каналы, в гильзу установлены шток, зафиксированный втулкой, пружина и шарик, при этом стакан и гильза соединены между собой конической резьбой (патент №93480 на полезную модель «Клапан обратный сбросовый», дата подачи 02.11.2009 г., опубликовано 27.04.2010 г.).A known valve containing a housing in which a glass is rigidly fixed with a sleeve placed in it, channels are made in the glass and sleeve, a rod fixed by a sleeve, a spring and a ball are installed in the sleeve, while the glass and sleeve are connected by a tapered thread (patent No. 93480 for the utility model “Reverse check valve”, submission date 02.11.2009, published 04/27/2010).

Недостатки данного устройства связаны прежде всего со значительным гидравлическим сопротивлением, создаваемым стаканом, который перекрывает центральную часть потока рабочей среды. Помимо этого в промежутке между стаканом и гильзой под действием гравитации происходит скопление загрязнений различного рода, которые присутствуют в жидкости и забивают пружину, что приводит к остановке работы клапана.The disadvantages of this device are primarily associated with significant hydraulic resistance created by the glass, which blocks the Central part of the flow of the working medium. In addition, in the interval between the glass and the sleeve under the influence of gravity, an accumulation of various kinds of contaminants that are present in the liquid and clog the spring, which stops the valve.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является клапан обратный незамерзающий, содержащий трубчатый корпус, сваренный со стаканом, в канале которого размещен обратный затвор с входным и выходным каналами, при этом между стаканом и трубчатым корпусом установлена проставка, внутри которой пропущен выходной канал обратного затвора (патент №122739 на полезную модель «Клапан обратный незамерзающий», дата подачи 15.02.2012 г., опубликовано 10.12.2012 г.).The closest technical solution to the claimed invention is a non-freezing non-freezing valve containing a tubular body welded with a glass, in the channel of which there is a check valve with input and output channels, while a spacer is installed between the glass and the pipe body, inside of which the check valve output channel is passed ( patent No. 122739 for the utility model “Non-freezing check valve”, filing date 02/15/2012, published December 10, 2012).

Недостатки конструкции обусловлены тем, что затвор обогревается не самой жидкостью, а опосредованно - через массивный стакан, упор, гайку и выходной канал. Газ из входного канала поступает в обратный затвор, затем в выходной канал и имеет при этом протяженную траекторию движения, при прохождении которой дважды меняет направление под углом 90°, сохраняя свойства конфузора, и, таким образом, дополнительно охлаждается в соответствии с эффектом Джоуля-Томсона. Все перечисленное значительно снижает эффективность работы устройства.Design flaws are due to the fact that the shutter is not heated by the liquid itself, but indirectly through a massive cup, stop, nut and outlet channel. Gas from the inlet channel enters the return gate, then into the outlet channel and has an extended trajectory of movement, upon passage of which it changes direction twice at an angle of 90 °, preserving the properties of the confuser, and, thus, is additionally cooled in accordance with the Joule-Thomson effect . All of the above significantly reduces the efficiency of the device.

Работа клапана осуществляется только в случае, когда шарик под действием силы гравитации находится в седле в крайнем нижнем положении. При изменении положения затвора от 90° до 180° известный обратный клапан работает нестабильно или вообще не работает.Valve operation is carried out only when the ball under the influence of gravity is in the seat in its lowest position. When the shutter position changes from 90 ° to 180 °, the known check valve is unstable or does not work at all.

Техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, является повышение эффективности работы устройства.The technical result, the achievement of which the claimed invention is directed, is to increase the efficiency of the device.

Дополнительным экономическим результатом является снижение стоимости изделия.An additional economic result is the reduction in the cost of the product.

Указанный технический результат достигается тем, что клапан обратный омываемый, включающий трубчатый корпус, в канале которого размещен обратный затвор с входным и выходными каналами, и связанную с трубчатым корпусом проставку, внутри которой пропущен выходной канал обратного затвора, согласно изобретению обратный затвор размещен между выполненной с коническим отверстием проставкой и дополнительно установленным фланцем, отверстие которого соразмерно входному каналу для прохода газа и отверстию меньшего диаметра проставки и состоит из корпуса и расположенных по его кольцевой линии, обращенной к проставке, магнитов и уплотнительного кольца, при этом отверстия фланца, обратного затвора, проставки и трубчатого корпуса соосны, отверстие проставки большего диаметра и отверстие трубчатого корпуса совпадают, проставка связана с трубчатым корпусом с образованием полости, высота которой находится в пределах 2б≥Н≤7б, где Н - высота полости, б - толщина трубчатого корпуса.The specified technical result is achieved by the fact that the non-return valve is washed, including a tubular body, in the channel of which there is a back-lock with input and output channels, and a spacer connected to the tubular body, inside of which the output channel of the back-lock is passed, according to the invention, the back-lock is placed between a conical hole with a spacer and an additionally mounted flange, the hole of which is proportional to the inlet channel for gas passage and the hole of a smaller diameter of the spacer and consists from the housing and the magnets and the sealing ring located along its annular line facing the spacer, the holes of the flange, the back bolt, the spacers and the tubular body are aligned, the hole of the larger spacer and the hole of the tubular body are the same, the spacer is connected with the tubular body to form a cavity , the height of which is within 2b≥N≤7b, where N is the height of the cavity, b is the thickness of the tubular body.

Устройство поясняется чертежами, гдеThe device is illustrated by drawings, where

Фиг. 1 - продольный разрез клапана обратного омываемого;FIG. 1 is a longitudinal section of a non-return valve;

Фиг. 2 - фрагмент А на фиг. 1;FIG. 2 - fragment A in FIG. one;

Фиг. 3 - фрагмент Б на фиг. 1.FIG. 3 - fragment B in FIG. one.

Предлагаемый клапан обратный омываемый содержит трубчатый корпус 1, к которому со стороны входного канала рабочей среды с помощью сварки присоединена проставка 2, выполненная с коническим отверстием и канавками 3, служащими для установки в них обратного затвора, состоящего из цилиндрического корпуса 4 со сквозным отверстием 5 и расположенных по его кольцевой линии, обращенной к проставке, магнитов 6 и запрессованного уплотнительного кольца 7, выполненного из эластомерного материала или фторопласта. Часть корпуса 4, на которой закреплены магниты 6 и уплотнительное кольцо 7, вместе образуют седло, взаимодействующее с заслонкой 8, установленной на вращающейся оси 9, закрепленной в корпусе 4. Заслонка 8 выполнена в виде плоской металлической пластины. Корпус 4 размещен в канавках 10 фланца 11, выполненного со сквозным отверстием, диаметр которого совпадает или больше диаметра входного канала, через который поступает газ. Упором для затвора служит верхняя часть проставки 2. Отверстия фланца, обратного затвора, проставки и трубчатого корпуса соосны друг другу, благодаря чему обеспечивается беспрепятственное, с минимальным гидравлическим сопротивлением прохождение газа по трубопроводу, что способствует повышению эффективности работы клапана.The proposed non-return valve being washed includes a tubular body 1, to which, on the side of the inlet channel of the working medium, a spacer 2 is connected by welding, made with a tapered bore and grooves 3, used to install a check valve in them, consisting of a cylindrical body 4 with a through hole 5 and located along its annular line facing the spacer, magnets 6 and a pressed-in sealing ring 7 made of elastomeric material or fluoroplastic. The part of the housing 4, on which the magnets 6 and the sealing ring 7 are fixed, together form a saddle interacting with a shutter 8 mounted on a rotating axis 9, fixed in the housing 4. The shutter 8 is made in the form of a flat metal plate. The housing 4 is placed in the grooves 10 of the flange 11, made with a through hole, the diameter of which coincides or is greater than the diameter of the inlet channel through which the gas enters. The stopper is supported by the upper part of the spacer 2. The holes of the flange, backstop, spacers and tubular body are aligned with each other, which ensures unhindered, with minimal hydraulic resistance gas passage through the pipeline, which helps to increase the valve operation efficiency.

Проставка 2 и фланец 11 соединены между собой посредством крепежных элементов, в качестве которых используют шпильки 12.The spacer 2 and the flange 11 are interconnected by means of fasteners, which use studs 12.

В проставке 2 выполнено коническое сквозное отверстие, расширяющееся к трубчатому корпусу 1 и соразмерное его отверстию. Отверстие проставки большего диаметра совпадает с отверстием трубчатого корпуса. При сопряжении проставки и трубчатого корпуса образуется полость 13, ограниченная в закрытом состоянии заслонкой 8 и корпусом 4. Высота полости 13 определяется суммарной толщиной проставки и трубчатого корпуса и находится в пределах согласно следующему соотношению:In the spacer 2, a conical through hole is made, expanding to the tubular body 1 and commensurate with its hole. The hole of the larger diameter spacer coincides with the hole of the tubular body. When pairing the spacer and the tubular body, a cavity 13 is formed, which is closed in the closed state by the shutter 8 and the body 4. The height of the cavity 13 is determined by the total thickness of the spacer and the tubular body and is within the limits according to the following ratio:

2б≥Н≤7б,2b≥N≤7b,

где Н - высота полости, б - толщина трубчатого корпуса.where H is the height of the cavity, b is the thickness of the tubular body.

Данное соотношение является оптимальным, т.к. при минимальном значении высоты полости обеспечивается максимальная площадь омывания поверхности обратного затвора жидкостью и, соответственно, максимально возможный нагрев газа жидкостью, при этом создается наименьшее гидросопротивление при сохранении конструктивной прочности проставки и герметичного размещения корпуса обратного затвора в канавках фланца и проставки. При превышении верхнего предела значения высоты полости увеличивается гидросопротивление жидкости, в полости возникают застойные зоны, площадь омывания поверхности обратного затвора уменьшается в несколько раз, количество тепла, передаваемого жидкостью, также уменьшается и становится минимальным.This ratio is optimal, because with a minimum value of the height of the cavity, the maximum area of washing the surface of the check valve with liquid and, accordingly, the maximum possible heating of the gas by the liquid is provided, while the least hydraulic resistance is created while maintaining the structural strength of the spacer and the tight placement of the body of the check valve in the grooves of the flange and the spacer. When the upper limit of the cavity height is exceeded, the hydroresistance of the liquid increases, stagnant zones appear in the cavity, the washing area of the back-gate surface decreases several times, the amount of heat transferred by the liquid also decreases and becomes minimal.

Корпус обратного затвора и фланец выполнены плоскими, диаметры их сквозных отверстий значительно превышают высоту этих элементов, благодаря чему газ, протекая через соосные отверстия, имеет минимальную длину и не меняет траекторию движения. Увеличенная за счет наличия заслонки поверхность обратного затвора нагревается жидкостью и передает тепло газу.The back-lock case and flange are made flat, the diameters of their through holes significantly exceed the height of these elements, due to which the gas flowing through the coaxial holes has a minimum length and does not change the trajectory of movement. The surface of the check valve increased due to the presence of a damper is heated by the liquid and transfers heat to the gas.

Установленные по периметру отверстия корпуса 4, обращенного к проставке, магниты 6 повышают эффективность клапана и позволяют осуществлять работу при монтаже (установке) клапана на трубопроводе в любом пространственном положении, т.к. суммарное усилие, притягивающее заслонку 8 к корпусу 4 обратного затвора, превышает массу самой заслонки и при равных давлениях газа и жидкости обратный затвор всегда будет находиться в положении «закрыто».The magnets 6 mounted around the perimeter of the opening of the housing 4 facing the spacer increase the efficiency of the valve and allow operation during installation (installation) of the valve on the pipeline in any spatial position, because the total force attracting the shutter 8 to the check valve body 4 exceeds the mass of the shutter itself and, at equal gas and liquid pressures, the check valve will always be in the “closed” position.

Осуществление изобретения подтверждается примерами конкретного выполнения.The implementation of the invention is confirmed by examples of specific performance.

Монтаж клапана на промысловом трубопроводе выполняют следующим образом. Трубчатый корпус 1 приваривают к трубопроводу, по которому транспортируется жидкость, а фланец 11 приваривают к трубопроводу, по которому транспортируется газ.Installation of the valve on the production pipeline is as follows. The tubular body 1 is welded to the pipeline through which the liquid is transported, and the flange 11 is welded to the pipeline through which the gas is transported.

Жидкость, протекающая по трубчатому корпусу 1 в установившемся режиме, имеет ламинарный поток. Попадая в полость 13, жидкость за счет местного конусного расширения, являющегося гидравлическим сопротивлением, характеризующимся увеличением числа Рейнольдса Re>2300, превращается в турбулентный поток, который за счет образующихся вихрей более эффективно перемешивает жидкость и, соответственно, более эффективно нагревает заслонку 8 и корпус 4 обратного затвора. Под действием давления жидкости и притяжения магнитов 6 заслонка плотно и герметично прижата к кольцевому уплотнению 7. При превышении давления газа над давлением жидкости и сопротивлением магнитов газ, проходя через отверстия во фланце и обратного затвора, открывает заслонку 8, которая, вращаясь на оси 9, полностью открывает проход и газ поступает в трубчатый корпус, при этом в качестве ограничителя движения заслонки служит верхняя часть проставки 2.The fluid flowing through the tubular body 1 in steady state has a laminar flow. Entering cavity 13, the liquid, due to local conical expansion, which is the hydraulic resistance characterized by an increase in the Reynolds number Re> 2300, turns into a turbulent flow, which, due to the vortices formed, mixes the liquid more efficiently and, accordingly, heats the shutter 8 and housing 4 more efficiently backward shutter. Under the action of fluid pressure and the attraction of magnets 6, the flap is tightly and hermetically pressed against the O-ring 7. When the gas pressure exceeds the fluid pressure and the resistance of the magnets, the gas, passing through the holes in the flange and the backstop, opens the flap 8, which, rotating on axis 9, completely opens the passage and gas enters the tubular body, while the upper part of the spacer 2 serves as a limiter for the movement of the damper.

В устройстве использованы стандартные элементы.The device uses standard elements.

Заявляемая конструкция клапана обратного омываемого повышает эффективность работы и снижает стоимость его изготовления.The inventive design of the non-return valve increases the efficiency and reduces the cost of its manufacture.

Claims

Washable check valve, comprising a tubular body, a check valve with input and output channels, a spacer connected to the tubular body, inside which a check valve output channel is passed, characterized in that the check valve is placed between the spacer made with a tapered hole and an additional installed flange, the opening of which in proportion to the inlet channel for the passage of gas and the hole of a smaller diameter of the spacer, and consists of a housing and located along its ring line facing the spacer, a magnet in and the sealing ring, while the holes of the flange, the back bolt, the spacer and the tubular body are aligned, the hole of the larger spacer and the hole of the tubular body are the same, the spacer is connected with the tubular body to form a cavity whose height is within 2b≥N≤7b, where H is the height of the cavity, b is the thickness of the tubular body.