Клапан
Формула / Реферат
1. Клапан (1, 32) з корпусом (2, 33), який має впускний отвір (3, 34) для текучого середовища, запірний елемент (9, 47), за допомогою якого регулюється потік текучого середовища, і випускний отвір (5, 36) для текучого середовища, а також з виконавчим пристроєм (8, 37), який має електричний сервопривід (17, 40) для регулювання запірного прохідного перерізу запірного елемента (9, 47), і з корпусом (15, 38) приводу, з яким жорстко з'єднаний статор (16, 39) сервоприводу (17, 40), при цьому у внутрішній порожнині (20, 45) корпусу (15, 38) приводу, що знаходиться під тиском текучого середовища, кінематично пов'язаний із запірним елементом (9, 47) рухомий бігунок (19, 41) сервоприводу (17, 40), і статор (16, 39) розташований у внутрішній порожнині (20, 45), який відрізняється тим, що внутрішня порожнина (20, 45) корпусу (15, 38) приводу відділена від текучого середовища за допомогою рухомого роздільного елемента (26, 48).
2. Клапан (1, 32) за попереднім пунктом, який відрізняється тим, що запірний елемент (9, 47) виконаний з можливістю переміщення за допомогою сервоприводу (17, 40) в осьовому напрямку в корпусі (15, 38) приводу.
3. Клапан (1) за попереднім пунктом, який відрізняється тим, що впускний напрямок текучого середовища у впускний отвір (3) відповідає випускному напрямку текучого середовища з випускного отвору (5), при цьому запірний елемент (9) виконаний з можливістю переміщення співвісно впускному напрямку і випускному напрямку.
4. Клапан (1, 32) за одним з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що роздільний елемент (26, 48) являє собою зрівнювальний поршень, що вільно переміщається в компенсаційному циліндрі (25), або сильфон.
5. Клапан (1) за попереднім пунктом, який відрізняється тим, що компенсаційний циліндр (25) розташований в стінці корпусу (2).
6. Клапан (1, 32) за одним з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що внутрішня порожнина (20, 45) заповнена рідиною.
7. Клапан (1, 32) за одним з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що бігунок (19, 41) являє собою ротор, при цьому передавальний механізм перетворює обертальний рух бігунка (19, 41) в поступальний рух з'єднаного із запірним елементом (9, 47) шпинделя (21, 44).
8. Клапан (1, 32) за п. 6 і 7, який відрізняється тим, що рідина під час поступального руху шпинделя (21, 44) обтікає передавальний механізм.
9. Клапан (1) за одним з п. 7 або 8, який відрізняється тим, що передавальний механізм являє собою механізм (18) типу "тіло котіння - різь".
10. Клапан (1) за одним з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що містить запобіжний пристрій, який у випадку припинення енергопостачання переміщує запірний елемент (9) в положення блокування.
11. Клапан (1) за попереднім пунктом, який відрізняється тим, що запобіжний пристрій являє собою електричну систему.
12. Клапан (1) за одним з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що має покажчик (30) положення, який сигналізує про положення запірного елемента (9).
13. Клапан (1, 32) за одним з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що сервопривід (17, 40) виконаний корозійностійким.
Текст
Реферат: Клапан з корпусом, який має впускний отвір для текучого середовища, запірний елемент, за допомогою якого регулюється потік текучого середовища, і випускний отвір для текучого середовища, а також з виконавчим пристроєм (37), який має електричний сервопривід (40) для регулювання запірного прохідного перерізу запірного елемента, і з корпусом (38) приводу, з яким жорстко з'єднаний статор (39) сервоприводу (40), при цьому у внутрішній порожнині (45) корпусу (38) приводу, що знаходиться під тиском текучого середовища, кінематично пов'язаний із запірним елементом рухомий бігунок (41) сервоприводу (40), і статор (39) розташований всередині внутрішньої порожнини (45). Щоб клапан з розташованим в текучому середовищі сервоприводом використати для текучих середовищ з абразивними і корозійними компонентами, пропонується відділити внутрішню порожнину (45) корпусу (38) приводу за допомогою рухомого роздільного елемента (48) від текучого середовища. UA 103248 C2 (12) UA 103248 C2 UA 103248 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до клапана з корпусом, який має впускний отвір для текучого середовища, запірний елемент, за допомогою якого регулюється потік текучого середовища, і випускний отвір для текучого середовища, а також з виконавчим пристроєм, який має електричний сервопривід для регулювання запірного прохідного перерізу запірного елемента, і з корпусом приводу, з яким жорстко сполучений статор сервоприводу, при цьому у внутрішній порожнині корпусу приводу, що знаходиться під тиском текучого середовища, кінематично пов'язаний із запірним елементом рухомий бігунок сервоприводу, і статор розташований всередині внутрішньої порожнини. У DE 4214814 А1 розкритий такий регулюючий витрату клапан для нагрівального контуру транспортного засобу, сервопривід якого розташований в потоці теплоносія. При цьому, завдяки розташованому всередині сервоприводу, цей клапан має дуже компактну форму конструкції. Запірні і дросельні клапани загальновідомі в галузі винаходу, наприклад, з програми заявника, з великою різноманітністю конструктивних форм як осьовий, осьовий конічний або кільцевий поршневий клапан, як підіймальний або підіймальний конічний клапан («globe valve»), як золотниковий і запірний золотниковий клапан, кульовий кран або дросельна заслінка. Шляхом осьової або обертальної зміни положення запірного елемента - поршня, кульки, пластини або конуса - за допомогою запірного прохідного перерізу клапана встановлюють і регулюють потік текучого середовища, що знаходиться під тиском. Відомі запірні і дросельні клапани з електрично регульованими запірними прохідними перерізами розроблені на основі хорошої в змонтованому стані доступності для заміни зношуваних деталей, а також на основі механічно порівняно простого регулювального механізму, як правило, часто кутового типу (angle type valve), тобто з текучим середовищем, що надходить перпендикулярно осі поршнеподібного запірного елемента і в напрямку випускного отвору. Останнім часом розширяється використання - зокрема, у випадку небажаності зміни напрямку потоку - також дросельних клапанів осьового типу («кільцевий поршневий клапан»), тобто з співвісним, зміщуваним в напрямку впускання і випускання запірним елементом. Причому при однакових гідродинамічних параметрах, вони мають зменшені зовнішні габарити і нижче, в зв'язку з співвісним типом конструкції, матеріальне навантаження з боку потоку текучого середовища і, отже, менший знос. У відомих запірних і дросельних клапанах як сервоприводи застосовують двигуни з обертовим якорем, бігунком або ротором (також: балансирні двигуни «Torque-» або «Drehmomentmotoren»). Обертальний рух бігунка за допомогою взаємно ковзної ходової різі - за принципом «гвинт-гайка» - перетворюється в прямолінійний рух. Лінійно рухома деталь являє собою або сполучений безпосередньо із запірним елементом шпиндель, або - наприклад, при осьовому типі конструкції - шпиндель перемикання. При осьовому типі конструкції шпиндель перемикання і шпиндель забезпечені відповідно вхідними один з одним в зачеплення гвинтовими зубами, які забезпечують зміну прямолінійного руху. З ЕР 0937928 А1 відомий дросельний клапан кутового типу, в якому статор і ротор електричного сервоприводу відділені один від одного перегородкою, яка, зокрема, герметично екранує електричні виводи сервоприводу відносно внутрішньої зони клапана і впливу протікаючого через дросельний клапан текучого середовища. Привідне зусилля передається через перегородку на ротор. У DE 3933169 А1 розкривається дросельний клапан осьового типу, в якому електричний сервопривід герметично і з ущільненням по тиску ізольований в окремій камері відносно текучого середовища. Лише привідний сервоприводом, і забезпечений ходовою різзю вал, виведений з камери у внутрішню зону дросельного клапана і передає рух поршнеподібному запірному елементу. У DE 10058441 А1 розкривається суть дросельного клапана кутового типу, причому сервопривід закріплений зовні на корпусі клапана в окремому, герметично ущільненому корпусі і, також в цьому випадку, лише забезпечений ходовою різзю вал виведений у внутрішню зону дросельного клапана. Також в цьому клапані статор і ротор розділені перегородкою. При видобутку і транспортуванні нафти і газу, в хімічній промисловості, а також в інших промислових галузях, з метою безпеки і захисту навколишнього середовища підвищуються вимоги по запобіганню витокам. Витік токсичних текучих середовищ в принципі повинен бути виключений, щонайменше, мінімізований в рамках технічних можливостей. Щодо запірних і дросельних клапанів мова тут йде, зокрема, про герметичну установку шпинделів перемикання. У рамках морського видобутку і транспортування нафти і газу все більше уваги приділяється заходам по переробці - наприклад, стисненню добутого газу - безпосередньо на місці видобутку на дні моря. Ця тенденція приводить до підвищеного попиту на придатні для роботи під водою 1 UA 103248 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 компоненти, такі як клапани. Ці компоненти повинні бути безпечними відносно витоків не тільки з міркувань захисту навколишнього середовища, тобто забезпечувати екранування витікаючого текучого середовища (нафти, газу) відносно навколишньої морської води і виключати вихід текучого середовища в навколишній простір. Крім того, потрібно також при будь-яких обставинах запобігти проникненню висококорозійних і заселених мікроорганізмами морських вод в сам клапан або у виконавчий пристрій. Нарешті, небажаний також будь-який контакт, зокрема, елементів електроніки і механічних деталей виконавчого пристрою із видобутим текучим середовищем, яке в зв'язку із забрудненістю абразивними і корозійними компонентами, такими як пісок, іржа і, зокрема, сірководнем, може бути різним чином дуже агресивним. Це екранування передаючих напруження деталей виконавчого пристрою відносно витікаючого текучого середовища, так само як і відносно навколишнього простору, з одного боку, і стійкість відносно умов тиску, що є на морському дні, з іншого боку, можуть бути досягнуті у відомих конструктивних розробках клапанів лише за рахунок зміцнених, тобто більш товстих, перегородках між сервоприводом і навколишнім середовищем, сервоприводом і внутрішньою зоною клапана або між статором і ротором сервоприводу. В останньому випадку будь-яке збільшення зазору між статором і ротором знижує ККД сервоприводу. У цьому контексті, клапан згідно DE 4214814 А1 не дозволяє забезпечити герметизацію механічних деталей виконавчого пристрою відносно забруднень. В основі винаходу лежить задача використання клапана з розташованим в текучому середовищі сервоприводом для текучих середовищ з абразивними і корозійними компонентами. Виходячи з відомих клапанів, згідно з винаходом, пропонується, що внутрішню порожнину корпусу приводу відділяють від текучого середовища за допомогою рухомого роздільного елемента. Таким чином, ефективно виключається проникнення текучого середовища у виконавчий пристрій, зокрема, між статором і бігунком (ротором) сервоприводу. За рахунок зміщення роздільного елемента компенсуються зміни об'єму внутрішнього простору. Такі зміни об'єму відбуваються, наприклад, зміщенням шпинделя, змінами температури або витоків через динамічні ущільнення між внутрішньою порожниною і текучим середовищем. Використання статора з високою межею міцності на тиск, і залежно від умов застосування стійкого також на проникнення середовища, і відповідних електричних виводів дозволяє відмовитися від роздільної стінки між статором і бігунком і таким чином безпосередньо забезпечує досягнення при високому тиску істотно вищого ККД сервоприводу. Переважно, на заявленому клапані передбачений запірний елемент, який за допомогою сервоприводу переміщається в осьовому напрямку в корпусі приводу. Такі клапани згідно з винаходом являють собою, наприклад, дросельні або запірні клапани з поршнем, що переміщається (в корпусі) в осьовому напрямку, і золотникові клапани. Оскільки на обох кінцях шпинделя діє тиск текучого середовища, то шпиндель повністю розвантажений в напрямку руху. Альтернативно, в клапані згідно з винаходом за допомогою сервоприводу обертається запірний елемент. Такі 90°-ні клапани згідно з винаходом являють собою, наприклад, клапани типу кульових кранів або дросельних заслінок. У клапані згідно з винаходом впускний напрямок текучого середовища у впускний отвір переважно відповідає випускному напрямку текучого середовища з випускного отвору, і запірний елемент переміщається співвісно впускному напрямку і випускному напрямку. Такий заявлений клапан осьового типу конструкції відрізняється невеликим матеріальним навантаженням з боку потоку текучого середовища. Далі, виконавчий пристрій, зокрема, корпус приводу з сервоприводом такого клапана згідно з винаходом розташований захищеним всередині корпусу. Як альтернатива, заявлений клапан також може бути виконаний кутового типу. Сервопривід переважно вміщений при цьому в корпусі добре доступним зовні для ремонту і обслуговування. Переважно в заявленому клапані роздільний елемент являє собою зрівнювальний поршень або сильфон, що вільно переміщається в компенсаційному циліндрі. Переміщення зрівнювального поршня або сильфона компенсує в такому клапані згідно з винаходом зміни об'єму у внутрішній порожнині. Переважно в такому заявленому клапані в стінці корпусу розташований компенсаційний циліндр. Такий дросельний клапан згідно з винаходом має особливо просту конструкцію Альтернативно, компенсаційний циліндр може бути частиною корпусу приводу, і зрівнювальний поршень або сильфон включають, наприклад з’єднаний по осі із запірним елементом шпиндель. Особливо переважно, що внутрішню порожнину на клапані згідно з винаходом заповнюють рідиною. Заповнення без тиску внутрішньої порожнини спрощує розрахунок клапана згідно з винаходом для змінних умов тиску. Рідина може являти собою мастильний матеріал. Таким чином можуть змащуватися рухомі деталі виконавчого пристрою, зокрема, передавальний 2 UA 103248 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 механізм між бігунком і шпинделем. При використанні самозмащувальних компонентів може застосовуватися рідина, наприклад, також вода. З іншого боку, за допомогою рідини сервопривід захищений від вибуху. Роздільний елемент виключає забруднення рідини текучим середовищем, і навпаки. Рідина у внутрішній порожнині підтримує відведення тепла з сервоприводу, зокрема, від статора. Вона може подаватися по відповідних каналах із зовнішньої сторони у внутрішню порожнину клапана згідно з винаходом, причому з регулярною періодичністю проводиться її заміна або вона також постійно фільтрується в процесі циркуляції. Огляд (або автоматичне, фізичне або хімічне, тестування) стану рідини забезпечують контроль стану зносу клапана згідно з винаходом в поточному режимі роботи. У клапані згідно з винаходом бігунок може являти собою, зокрема, обертовий ротор, при цьому передавальний механізм перетворює обертальний рух бігунка в поступальний рух з’єднаного із запірним елементом шпинделя. Такий клапан з двигуном з обертовим якорем як сервоприводом може бути виготовлений економічно особливо вигідним, оскільки такі сервоприводи - також як крокові двигуни - є на ринку в самому різноманітному виконанні як товари широкого споживання. Альтернативно сервопривід може являти собою лінійний електродвигун, також як кроковий двигун, який при певній умові приводить безпосередньо в дію запірний елемент через шпиндель без передавального механізму. Виконавчий пристрій такого клапана згідно з винаходом має особливо невеликі конструктивні розміри. У такому клапані згідно з винаходом із заповненою рідиною внутрішньою порожниною рідина обтікає привідний механізм переважно під час поступального руху шпинделя. Таким чином забезпечується, з одного боку, хороше змащування привідного механізму і, з іншого боку, знижуються виробничо-технічні витрати за рахунок багаторазового використання існуючих порожнин. Як альтернатива або на доповнення, рідина може подаватися в корпус також через невеликі отвори. Переважним чином, в заявленому клапані з двигуном з обертовим якорем передавальний механізм являє собою механізм типу «тіло котіння - різь». Механізми типу «тіло котіння - різь» представлені, зокрема, відомими передавальними механізмами із застосування в металообробних станках: для перетворення між обертальним і поступальним рухами використовуються кульки або стрижні з різзю («ролики»), які перекатуються щонайменше на поступально переміщуваних деталях. Істотно нижчий, в порівнянні з тертям ковзання між передачею типу «гайка - гвинт», опір котіння елементів, що перекатуються, забезпечує перетворення з дуже невеликими втратами. Коефіцієнт корисної дії передавальних механізмів типу «ролик/кулька-різь» по суті порівняні. Механізми «ролик - різь» («roller screw»), з одного боку, помітно більш компактні конструктивно, ніж механізми типу «кулька - різь», і забезпечують, з іншого боку, перетворення як з поступального руху в обертання, так і зворотне перетворення. Як альтернатива, в клапані згідно з винаходом передавальний механізм може являти собою ходову різь на з’єднаному із запірним елементом шпинделі з бігунком у вигляді гайки. У порівнянні з передавальним механізмом типу «тіло котіння - різь» ходова різь має значно більші втрати, але істотно вигідніша у виготовленні. При відключенні енергопостачання поршень такого заявленого клапана залишається в своєму відповідному положенні. Переважно, заявлений клапан має запобіжний пристрій, який у випадку припинення енергопостачання переміщує запірний елемент в положення блокування. Такий клапан згідно з винаходом забезпечує надійну експлуатацію також при припиненні енергопостачання. Особливо переважним в такому клапані згідно з винаходом є запобіжний пристрій як електрична система. Заявлений клапан може мати аварійне енергопостачання, зокрема, через батарею або конденсатор. Такий клапан згідно з винаходом гарантує, з одного боку, шунтування збоїв напруги без заняття положення блокування і, з іншого боку, регламентування залежно від цільового застосування різних положень блокування. Як альтернатива, запобіжний пристрій являє собою поворотну пружину. На такому клапані згідно з винаходом, в положенні блокування запірного елемента прохідний переріз дроселя розкритий максимально. Такий клапан згідно з винаходом використовують, наприклад, як насосний запобіжний клапан в байпасі між впуском і випуском компресора. Як альтернатива, прохідний переріз дроселя в основному положенні запірного елемента, залежно від вимог, в окремих випадках може бути передбачений повністю закритим або при електричному запобіжному пристрої знаходитися в будь-якому регламентованому проміжному положенні. У клапані згідно з винаходом із заповненою рідиною внутрішньою порожниною запобіжний пристрій може бути встановлений також зовні на каналі обслуговування і - наприклад, за допомогою гідропневматичного акумулятора тиску - у випадку збою автоматично створювати у 3 UA 103248 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 внутрішній порожнині з рідиною надтиск і таким чином зміщати запірний елемент в положення блокування (захисту). В особливо переважному варіанті здійснення клапан згідно з винаходом має покажчик положення, який сигналізує про положення запірного елемента. Положення запірного елемента в клапані - наприклад, поршня в дросельній коробці - являє собою безпосередню міру для запірного прохідного перерізу і достовірним параметром робочого положення клапана. Заявлений клапан може, наприклад, за допомогою постійного магніту і електромагнітного перетворювача на одній з розташованих до осьового переміщення або обертання деталях безконтактно регулювати покажчик положення. Далі, сервопривід заявленого клапана переважним чином є корозійностійким. Такий клапан згідно з винаходом пред'являє мінімальні вимоги до навколишнього середовища сервоприводу і забезпечує збільшення термінів техобслуговування і ремонту. Сервопривід такого клапана згідно з винаходом відповідає, зокрема, переважно стандартам NACE і ISО для корозійного захисту в нафтогазовій промисловості. Також при витоку між внутрішньою порожниною і текучим середовищем, зокрема, при проникненні у внутрішній простір текучого середовища, таким чином виключається пошкодження сервоприводу. Наприклад, з цією метою деталі, що передають напругу, і магнітні деталі сервоприводу можуть бути закладені в синтетичний матеріал. Клапан згідно з винаходом - для поліпшення експлуатаційної надійності - може мати резервний статор сервоприводу і/або резервні електричні і електронні вузли/модулі. Заявлені клапани полегшують виконання робочих операцій, зокрема, з токсичними - тобто небезпечними для навколишнього середовища, людей або клімату - текучими середовищами, не тільки при видобутку нафти і газу в глибині моря, але також, наприклад, в нафтохімії, на ядерних об'єктах, а також в медичному і фармацевтичному обладнанні, наприклад, у виробництві гормонів: повна інтеграція сервоприводу у внутрішню порожнину клапана, що знаходиться під тиском, підвищує безпеку відносно витоків і забезпечує значне збільшення термінів техобслуговування, ремонту і заміни. Приклади здійснення Нижче винахід пояснюється на основі двох прикладів здійснення. При цьому показані: фіг. 1 - клапан згідно з винаходом в розрізі, фіг. 2 - виконавчий пристрій клапана в розрізі, фіг. 3 - детальне зображення виконавчого пристрою, фіг. 4 - другий клапан згідно з винаходом і фіг. 5 - виконавчий пристрій другого клапана. Показаний на фіг. 1 заявлений клапан 1 являє собою дросельний клапан в майже повністю відкритому положенні. Він включає корпус 2 з впускним отвором 3 для непоказаного текучого середовища під першим рівнем тиску, дросель 4 для дроселювання на другому рівні тиску і випускний отвір 5 для текучого середовища на виході з дросельного клапана. Клапан 1 може працювати також в протилежному проточному напрямку - від випускного отвору 5 до впускного отвору 3. Дросель 4 виконаний в формі трубчастої дросельної коробки 6 між з’єднаним з корпусом 2 трубчастим внутрішнім тілом 7 в потоці текучого середовища і випускним отвором 5. В дросельній коробці 6 за допомогою електричного виконавчого пристрою 8 переміщається в осьовому напрямку поршнеподібний запірний елемент 9. З боку випускного отвору 3 внутрішнє тіло 7 закрито нагвинченою на виконавчий пристрій 8 амортизаційною кришкою 10. З'єднувальна лінія 11 виконавчого пристрою 8 веде по напрямному каналу 12 з внутрішнього тіла 7 до зовнішньої сторони 13 корпусу 2. Напрямний канал герметично закритий заглушкою 14, яка містить непоказані електричні виводи для виконавчого пристрою 8. Показаний на фіг. 2 детально виконавчий пристрій 8 має згвинчувати з двох частин корпус 15 приводу. У корпусі 15 приводу жорстко закріплений статор 16, що використовується як сервопривід електродвигуна з обертовим якорем і радіально і аксіально змонтований представлений лише схематично передавальний механізм 18 типу «тіло котіння - різь» (передавальний механізм «ролик - різь»). З передавальним механізмом 18 типу «тіло котіння різь» бігунок 19 («ротор») сервоприводу 17 з’єднаний з фіксацією від прокручування. Передавальний механізм 18 типу «тіло котіння - різь» у внутрішній порожнині 20 корпусу 15 приводу перетворює обертання бігунка 19 в осьове переміщення шпинделя 21, герметично ущільнений ущільненнями 23 кінець 22 якого виведений з корпусу 15 приводу і згвинчений із запірним елементом 9. Внутрішній простір 20 заповнений непоказаним рідким мастильним матеріалом під другим рівнем тиску. 4 UA 103248 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Як показано на фіг. 3, корпус 2 має в стінці компенсаційний циліндр 25 з зрівнювальним поршнем, що вільно переміщається в осьовому напрямку, в формі роздільного елемента 26. Компенсаційний циліндр 25 через перший канал 27 заповнюється мастильним матеріалом, по другому каналу 28 - текучим середовищем, і передає випускний тиск текучого середовища на мастильний матеріал. Із зовнішнього боку 13 корпусу 2 компенсаційний циліндр 25 закритий нагвинчувальною пробкою 29. Протилежний відносно запірного елемента 9 кінець 24 шпинделя 21 омивається мастильним матеріалом. При закриванні клапана 1 мастильний матеріал відсмоктується з компенсаційного циліндра 25 через перший канал 27 до протилежного кінця 24. У результаті роздільний елемент 26 відповідно зміщається в компенсаційному циліндрі 25 і через другий канал 28 відсмоктує текуче середовище в компенсаційний циліндр 25. При відкриванні клапана 1 протилежний відносно запірного елемента 9 кінець 24 шпинделя 21, навпаки, витісняє мастильний матеріал з внутрішньої порожнини 20 і через перший канал 27 в компенсаційний циліндр 25. Роздільний елемент 26 витісняє відповідно текуче середовище через другий канал 28 з компенсаційного циліндра 25. Клапан 1 згідно з винаходом має непоказану поворотну пружину в формі запобіжного пристрою і електромагнітний покажчик положення 30, який сигналізує про відповідне положення запірного елемента 9 на непоказаний модуль контролю за допомогою розташованої в напрямному каналі 12 з'єднувальної лінії 31 в заглушці 14. Сервопривід 17 і передавальний механізм 18 типу «тіло котіння - різь» клапана 1 можуть бути корозійностійкими і також відповідати стандартам NACE і ISO для корозійного захисту в нафтогазовій промисловості. На фіг. 4 показаний другий клапан 32 згідно з винаходом, тобто дросельний клапан кутового типу також тут в майже повністю відкритому положенні. Другий клапан 32, також як і перший клапан 1, включає корпус 33 з впускним отвором 34 для непоказаного текучого середовища під першим рівнем тиску («впускний тиск»), дросель 35 для дроселювання на другому рівні тиску («випускному тиску») і випускний отвір 36 для текучого середовища на виході з дросельного клапана. Представлений детально на фіг. 5 виконавчий пристрій 37 другого клапана 32 згідно з винаходом містить згвинчений з двох частин корпус 38 приводу. У корпусі 38 приводу жорстко закріплений статор 39, що використовується як сервопривід 40 електродвигуна з обертовим якорем. Бігунок 41 сервоприводу 40 з’єднаний з гайкою 42 без можливості прокручування. Гайка 42 переміщається по ходовій різі 43 шпинделя 44. Гайка 42 у внутрішній порожнині 45 корпусу 38 приводу перетворює обертання бігунка 41 в осьове переміщення шпинделя 44, герметично ущільнений кінець 46 якого виведений з корпусу 38 приводу і згвинчений з поршнеподібним запірним елементом 47. Внутрішня порожнина 45 заповнена рідким мастильним матеріалом під другим рівнем тиску. Між гайкою 42 і запірним елементом 47 на шпинделі 44 насаджений зрівнювальний поршень, що вільно переміщається в формі роздільного елемента 48, який, з одного боку, фізично ізолює внутрішню порожнину 45 сервоприводу 40 від текучого середовища і, з іншого боку, передає тиск текучого середовища на внутрішню порожнину 45 і мастильний матеріал. Також у другому клапані 32 протилежний запірному елементу 47 кінець 49 повністю омивається у внутрішній порожнині 45 мастильним матеріалом. Виконавчий пристрій 37 може бути виконаний як взаємопов'язаний модуль, який також при використанні на дні моря може бути замінений в рамках робочої операції на змонтованому клапані. Перелік позицій на кресленнях 1 Клапан 2 Корпус 3 Впускний отвір 4 Дросель 5 Випускний отвір 6 Дросельна коробка 7 Внутрішнє тіло 8 Виконавчий пристрій 9 Запірний елемент 10 Амортизаційна кришка 11 З'єднувальна лінія 12 Напрямний канал 13 Зовнішня сторона 5 UA 103248 C2 5 10 15 20 25 30 35 14 Заглушка 15 Корпус приводу 16 Статор 17 Сервопривід 18 Передавальний механізм типу «тіло котіння - різь» 19 Бігунок (ротор) 20 Внутрішня порожнина 21 Шпиндель 22 Кінець 23 Ущільнення 24 Кінець 25 Компенсаційний циліндр 26 Роздільний елемент 27 Канал 28 Канал 29 Пробка 30 Покажчик положення 31 З'єднувальна лінія 32 Клапан 33 Корпус 34 Впускний отвір 35 Дросель 36 Випускний отвір 37 Виконавчий пристрій 38 Корпус приводу 39 Статор 40 Сервопривід 41 Бігунок (ротор) 42 Гайка 43 Ходова різь 44 Шпиндель 45 Внутрішня порожнина 46 Кінець 47 Запірний елемент 48 Роздільний елемент 49 Кінець 50 Кінцеве кільце ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 40 45 50 55 1. Клапан (1, 32) з корпусом (2, 33), який має впускний отвір (3, 34) для текучого середовища, запірний елемент (9, 47), за допомогою якого регулюється потік текучого середовища, і випускний отвір (5, 36) для текучого середовища, а також з виконавчим пристроєм (8, 37), який має електричний сервопривід (17, 40) для регулювання запірного прохідного перерізу запірного елемента (9, 47), і з корпусом (15, 38) приводу, з яким жорстко з'єднаний статор (16, 39) сервоприводу (17, 40), при цьому у внутрішній порожнині (20, 45) корпусу (15, 38) приводу, що знаходиться під тиском текучого середовища, кінематично пов'язаний із запірним елементом (9, 47) рухомий бігунок (19, 41) сервоприводу (17, 40), і статор (16, 39) розташований у внутрішній порожнині (20, 45), який відрізняється тим, що внутрішня порожнина (20, 45) корпусу (15, 38) приводу відділена від текучого середовища за допомогою рухомого роздільного елемента (26, 48). 2. Клапан (1, 32) за попереднім пунктом, який відрізняється тим, що запірний елемент (9, 47) виконаний з можливістю переміщення за допомогою сервоприводу (17, 40) в осьовому напрямку в корпусі (15, 38) приводу. 3. Клапан (1) за попереднім пунктом, який відрізняється тим, що впускний напрямок текучого середовища у впускний отвір (3) відповідає випускному напрямку текучого середовища з випускного отвору (5), при цьому запірний елемент (9) виконаний з можливістю переміщення співвісно впускному напрямку і випускному напрямку. 6 UA 103248 C2 5 10 15 20 4. Клапан (1, 32) за одним з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що роздільний елемент (26, 48) являє собою зрівнювальний поршень, що вільно переміщається в компенсаційному циліндрі (25), або сильфон. 5. Клапан (1) за попереднім пунктом, який відрізняється тим, що компенсаційний циліндр (25) розташований в стінці корпусу (2). 6. Клапан (1, 32) за одним з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що внутрішня порожнина (20, 45) заповнена рідиною. 7. Клапан (1, 32) за одним з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що бігунок (19, 41) являє собою ротор, при цьому передавальний механізм перетворює обертальний рух бігунка (19, 41) в поступальний рух з'єднаного із запірним елементом (9, 47) шпинделя (21, 44). 8. Клапан (1, 32) за пп. 6 і 7, який відрізняється тим, що рідина під час поступального руху шпинделя (21, 44) обтікає передавальний механізм. 9. Клапан (1) за одним з пп. 7 або 8, який відрізняється тим, що передавальний механізм являє собою механізм (18) типу "тіло котіння - різь". 10. Клапан (1) за одним з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що містить запобіжний пристрій, який у випадку припинення енергопостачання переміщує запірний елемент (9) в положення блокування. 11. Клапан (1) за попереднім пунктом, який відрізняється тим, що запобіжний пристрій являє собою електричну систему. 12. Клапан (1) за одним з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що має покажчик (30) положення, який сигналізує про положення запірного елемента (9). 13. Клапан (1, 32) за одним з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що сервопривід (17, 40) виконаний корозійностійким. 7 UA 103248 C2 8 UA 103248 C2 9 UA 103248 C2 10 UA 103248 C2 11 UA 103248 C2 Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 12
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюValve
Автори російськоюEsveldt, Vincent
МПК / Мітки
МПК: F16K 1/12, F16K 31/04
Мітки: клапан
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/14-103248-klapan.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Клапан</a>
Попередній патент: Спосіб визначення профілю шахтного рейкового шляху
Наступний патент: Газовий двигун внутрішнього згоряння, конвертований з дизеля
Випадковий патент: Пристрій для вимірювання напруженості імпульсного електричного поля