Перекривний клапан для контейнера-цистерни

1. Перекривний клапан для контейнерацистерни, що виконаний зі складеного корпусу з приєднувальними фланцями: один - для приєднання до патрубка, другий, посередині корпусу, для приєднання до цистерни, з отворами для шпинделів ручних приводів, з кільцевою проточкою, виконаною на зовнішній поверхні поблизу фланця кріплення до цистерни; змінного патрубка з фланцем і різьбленням на кінці, трьох послідовно встановлених перекривних органів з незалежними один від одного ручними приводами: внутрішнього клапанного типа, зовнішнього кульового і додаткового у вигляді заглушки, що нагвинчується на різь C2 2 77523 1 3 77523 4 затискає кульовий перекривний орган, і є продовциліндричної частини корпусу розміщений женням корпусу. На другому кінці патрубка виковнутрішній перекривний орган клапанного типу, нане різьблення для заглушки, яка є третім переміж частинами корпусу розміщений кульовий перекривним органом. На боковій поверхні корпусу кривний орган. До корпусу фланцем приєднаний виконано два отвори для установки втулок ручних патрубок з різьбленням на кінці. На різьблення приводів внутрішнього і зовнішнього (кульового) нагвинчується заглушка, котра є третім перекривперекривних органів. Всі три перекривні органи: ним органом. внутрішній, зовнішній і додатковий, встановлені Клапан кріпиться до стінки контейнерапослідовно по напрямку потоку робочого середоцистерни за допомогою фланця таким чином, що вища і дублюють один одного. внутрішній перекривний орган, що знаходиться На поверхні корпусу біля фланця виконана Vзверху труби, завжди розташовується усередині подібна проточка. порожнини цистерни і захищений стінкою цистерЗовнішній перекривний орган складається з ни від зовнішніх механічних дій. Корпус клапана кулі з отвором і розміщений між сідлами. Куля за біля приєднувального фланця має кільцеву продопомогою шпинделя з'єднана з рукояткою може точку, що ослабляє міцність корпусу і що визначає повертатися на 90 градусів і тим самим перекримісце руйнування корпусу в аварійних ситуаціях, вати і відкривати прохідний отвір перекривного коли корпус може зрізатися або відламатися. пристрою. Внутрішній перекривний орган змонтоВиконаний зігнутим патрубок з фланцем для ваний на штоку, розташованому у втулці, що кріплення до корпусу може встановлюватися забезпечує співвісний корпусу напрям руху штока. вихідним отвором в будь-яку з чотирьох сторін, Пілотний клапан жорстко закріплений на штоку, а також може встановлюватися прямий патрубок. основний - встановлений рухомо на штоку і пруЗаглушка (третій перекривний орган) виконана жиною притискається до пілотного клапана. Друз кільцевим ущільнювачем і притискається до отгим кінцем пружина упирається у втулку і відтискае вору патрубка за допомогою накидної гайки. Заклапани від основного сідла. На другому кінці штоглушка знімається лише на час зливу або налика виконана головка. Між головкою штока і втулвання продукту. кою на штоку розміщена поворотна пружина, що Зовнішній перекривний орган є кульовий кран притискує обидва клапани до сідла. Оскільки повідомої конструкції і приводиться в дію важелем за воротна пружина сильніша за пружину, що допомогою шпинделя. притискує основний клапан до пілотного, то вона Внутрішній перекривний орган розташований встановлює обидва клапани на сідло. Головка на трубчастій частині корпусу і складається з штока контактує з кулачком, розташованим на пілотного і основного клапанів, котрі закривають шпинделі ручного приводу. Відкриття клапана трубчасту частину корпусу, на якому виконане здійснюється поворотом рукоятки ручного привосідло. ду. При цьому кулачок обертається, відтискае Клапани змонтовані на штоку, встановленому шток, стискає поворотну пружину, і обидва клапау втулці, яка направляє шток співісно корпусу. ни відводяться від сідла. Закриття відбувається, Пілотний клапан жорстко закріплений на штоку, а коли кулачок ручним приводом повертається у основний - рухомо на штоку, і пружиною зворотний бік. притискається до пілотного клапана. Другим Перекривному пристрою властиві недоліки. кінцем пружина упирається у втулку і відтискае Застосований в перекривному пристрої кулачкоклапан від основного сідла. На другому кінці штока вий механізм перетворює обертальний рух кулачвиконана головка, між головкою штока і втулкою ка в поступальну ходу штока за рахунок на штоку розміщена поворотна пружина, що переміщення профілю кулачка по голівці штока, притискує обидва клапани до сідла. Оскільки попри цьому виникають сили, що діють поперек штоворотна пружина сильніша за пружину, що ка за рахунок тертя кулачка об головку штока. Попритискує основний клапан до пілотного, то вона перечна складова сили, що діє на шток, викликає встановлює обидва клапани на сідло. Головка силу реакції у втулці і, як наслідок, додаткове терштока контактує з кулачком, розташованим на тя, яке може привести до заклинювання шпинделі ручного приводу. механізму. Крім того, зважаючи на значні сили, що Відкриття клапана здійснюється поворотом рувиникають між профілем кулачка і торцем штока, коятки ручного приводу, при цьому обертається відбувається прискорений знос торця штока, що кулачок, відтискае шток, стискає поворотну пружизменшує величину відкриття проходу перекривнону і обидва клапани відводяться від сідла, го пристрою. Перекривний пристрій повинен мати відкриваючи прохід. Закриття відбувається, коли декілька виконань, в яких патрубок може бути кулачок повертається ручним приводом у зворотпрямим і направленим вліво або вправо. Різьбове ний бік. приєднання патрубка з одночасним затиском кулі і Всі три перекривні органи встановлені орієнтацією напрямку отвору втулки не дозволяє послідовно по потоку для збільшення ступеня робити такі виконання. надійності забезпечення герметичності перекривВідомий перекривний клапан для контейнераного клапана і запобігання витіканню шкідливих і цистерни [2], який встановлюється для зливу і нанебезпечних для життя рідини і газу, що повнення цистерни, взятий за прототип. транспортується в цистернах. Клапан складається з корпусу, складеного з Описаний перекривний клапан, завдяки трьом двох з'єднаних фланцями частин. На одній частині перекривним органам, має високу надійність по корпусу виконаний фланець, яким забезпечується герметичності і високі експлуатаційні якості в умокріплення клапана до цистерни; усередині вах нормальної роботи. 5 77523 6 В той же час відомий перекривний клапан має Крім того, змінні патрубки виконані з фланцянедоліки. Коли контейнер-цистерна потрапляє в ми, які мають можливість стикуватися після аварії аварію, то не виключений відрив частини корпусу як з кінцем корпусу, так і з фланцем на місці перекривного клапана по кільцевій проточці. При відриву корпусу. ліквідації аварії продукт із цистерни необхідно злиСпільні з прототипом ознаки: корпус, змінні ти в іншу цистерну, при цьому необхідно патрубки, ручні приводи перекривних органів, приєднати шланг до частини корпусу клапана, що внутрішній перекривний орган, кульовий кран, зазалишилася. глушка. Оскільки частина корпусу, що залишилася, не Суттєві відмінні ознаки перекривного клапана, має ніякого стикувального місця, то процес зливу що заявляється, і забезпечують отримання стає технологічно утруднений, а іноді і неможлитехнічного результату, наступні: вий. - механізм перетворення обертального руху Через те, що вузол перетворення обертальноручного приводу в поступальну ходу штока го руху приводу в поступальну ходу штока такий внутрішнього перекривного органу виконаний у же, як в аналога, то він має ті ж недоліки, що й [1]. вигляді кривошипно-повзунного механізму, що Зважаючи на значні сили, що виникають між складається з шпинделя з жорстко закріпленим на профілем кулачка і торцем штока, відбувається ньому кривошипом, зв'язаним рухомо з шатуном, прискорений знос кулачка і торця штока, що другий кінець якого виконаний з кульовою поверхзменшує величину відкриття клапана в процесі нею, що контактує із виїмкою на кінці штока; експлуатації. - на приєднуваному до цистерни фланці корВ основу винаходу поставлене завдання ствопусу виконані додаткові різьбові отвори для рення і розробки перекривного клапана для конприєднання фланця змінного патрубка, що тейнера-цистерни шляхом удосконалення приєднується після аварійного руйнування корпусу механізму перетворення обертального руху припо кільцевій проточці; воду в поступальну ходу штока внутрішнього пе- змінні патрубки виконані з фланцями, які марекривного органу, створення місця стикування на ють можливість стикуватися як з кінцем корпусу, частині корпусу, що залишилася після руйнування, так і з фланцем на місці відриву корпусу після із зливним шлангом і використання вузла переаварії. кривного клапана - патрубка для приєднання до Крім того, є додаткові суттєві ознаки, які в частини корпусу, що залишилась. сукупності з спільними та відмінними ознаками Поставлене завдання і технічний результат забезпечують розширення можливостей викоридосягаються тим, що в перекривному клапані для стання клапана. контейнера-цистерни, що виконаний із складеного Вказані суттєві відмінні ознаки забезпечують корпусу з приєднувальними фланцями: один - для такий результат. приєднання до патрубка, другий, посередині корЗаміна механізму перетворення обертального пусу, - для приєднання до цистерни, з боковими руху ручного приводу в поступальну ходу штока отворами для шпинделів ручних приводів, з внутрішнього перекривного органу кривошипнокільцевою проточкою, виконаною на зовнішній повзунним збільшила ресурс внутрішнього переповерхні поблизу фланця кріплення до цистерни; кривного органу, оскільки кривошипно-повзунний змінного патрубка з фланцем і різьбленням на механізм має в своєму складі підшипник ковзання кінці; трьох послідовно встановлених перекривних замість кулачка і зношується набагато повільніше. органів з незалежними один від одного ручними Це відбувається тому, що в кулачковому механізмі приводами: внутрішнього клапанного типа, кулачок контактує з штоком по лінії, а в кривошипзовнішнього кульового і додаткового у вигляді зано-повзунному в підшипнику ковзання - по глушки, що нагвинчується на різьблення патрубка; площині. Тому контактний тиск в підшипнику ковручних приводів перекривних органів, при цьому зання в десятки разів менше, ніж на профілі кулачвнутрішній перекривний орган виконаний складека. Менший знос підшипника кривошипноним, таким, що складається з основного, повзунного механізму менше змінює величину підпружиненого на відкриття, і пілотного, підйому перекривного органу над сідлом в процесі підпружиненого на закриття співісно з'єднаного зі експлуатації. штоком, що взаємодіє з механізмом перетворення У разі аварії з наповненою цистерною і обертального руху приводу в поступальну ходу відламування частини корпусу по кільцевій штока, механізм перетворення обертального руху проточці для ліквідації небезпечної ситуації ручного приводу в поступальну ходу штока необхідно вміст цистерни злити в кондиційну цисвнутрішнього перекривного органу виконаний у терну. Для цього до аварійної цистерни необхідно вигляді кривошипно-повзунного механизму, що приєднати зливний шланг, але безпосередньо до складається з шпинделя з жорстко укріпленим на місця зламу приєднати зливний шланг неможливо. ньому кривошипом, зв'язаним рухомо з шатуном, Тому у фланці, що залишається укріпленим на другий кінець якого виконаний з кульовою поверхцистерні, виконані додаткові різьбові отвори, за нею, що контактує із виїмкою на кінці штока. допомогою яких болтами кріпиться змінний патруКрім того, на приєднуваному до цистерни бок, до якого приєднують штатний зливний шланг фланці виконані додаткові різьбові отвори для або встановлюють заглушку. приєднання фланця змінного патрубка, що Заявлене технічне рішення перекривного клаприєднується після аварійного руйнування корпусу пана для контейнера-цистерни пояснюється креспо кільцевій проточці. леннями: на фіг. 1 показаний подовжній розріз, на фіг. 2 - розріз по площині А - А. Корпус клапана 7 77523 8 складається з двох частин 1а і 1б, між якими встани закривають кульовий перекривний орган, новлений перекривний орган 2 у вигляді кулі, знімають фіксатор з рукоятки приводу з'єднаної з шпинделем 3 ручного привода 4. Між внутрішнього клапана і під дією поворотної пружичастинами корпусу встановлено кільце ни 23 внутрішній клапан закривається і рукоятка ущільнювача 5, куля 2 ущільнена фторопластовиприводу повертається в початкове положення. ми кільцями 6, шпиндель 3 ущільнений сальником Наливний шланг від'єднують і встановлюють 7. До нижнього фланця корпусу приєднаний патзаглушку 9 за допомогою накидної гайки 11. Зарубок 8 із заглушкою 9, ущільнювачем 10 і накидглушка залишається на клапані до зливу продукту ною гайкою 11. Заглушка 9 є перекри-вним оргаз цистерни. ном дублюючим інші перекривні органи. Робота клапана в процесі зливу відбувається в Корпус має фланець 12, яким клапан кріпиться такій послідовності. до стінки цистерни 13. На циліндричній частині Відгвинчують накидну гайку 11 і знімають закорпусу виконана кільцева проточка 14, що глушку 9, на різьблення патрубка 8 , що ослабляє міцність корпусу в цьому місці і що звільнилося, нагвинчують зливний шланг. Рукоятку визначає місце зламу в аварійній ситуації. На ручного приводу внутрішнього перекривного оргафланці 12 виконані отвори 15 (див. фіг. 2) для ну повертають за годинниковою стрілкою і кріплення клапана до цистерни, а також додаткові фіксують тросиком, при цьому шатун 25 різьбові отвори 16 для приєднання фланця підіймається вгору і піднімає шток 20 з пілотним змінного патрубка 8, приєднуваного після перекривним органом 21. Через пілотний отвір аварійного руйнування корпусу по кільцевій продукт заповнює порожнину перед кульовим пепроточці 14. На трубчастій частині корпусу 1 а рекривним органом 2, тиск під перекривним оргазверху виконано сідло 17 (див. фіг.1) внутрішнього ном 18 стає рівним тиску в цистерні і пружина 26 перекривного органу 18. Усередині трубчастої часпіднімає перекрив-ний орган 18 до упору в тини корпусу 1а на перемичках встановлена втулпілотний перекривний орган 21, відкриваючи оска 19, в якій розташований шток 20, на штоку 20 новний прохід. Потім відкривається кульовий пезверху укріплений пілотний перекривний орган 21, рекривний орган 2. Продукт зливається з цистерни який закриває пілотний отвір в основному перез такою швидкістю, що не перевищує допустиму і кривному органі 18 по сідлу. На другому кінці штоне може створити зусилля, достатнє для стисненка виконані буртик 22 для установки поворотної ня пружини 26 і посадки внутрішнього перекривнопружини 23 і виїмка 24 для зчленування штока 20 з го органу 18 на сідло. шатуном 25. Пружина 23 своїм нижнім кінцем Якщо в процесі зливу відбувається розрив або упирається в буртик 22 і опускає шток 20 і разом з відключення шланга, то збільшуються витрата ним внутрішній перекривний орган 18 на сідло 17. продукту і перепад тиску на перекривному органі Пружина 26 встановлена між основним перекрив18. Перепад тиску забезпечує закриття основного ним органом 18 і втулкою 19 і притискує основний перекривного органу 18, а пілотний перекривний перекривний орган 18 до пілотного перекривного орган 21 залишається відкритим. органу 21. Для припинення втрати продукту закривають Ручний привід внутрішнього перекривного оркульовий кран і внутрішній перекривний орган. гану складається з шпинделя 27 з рукояткою, на Після цього ліквідовують аварійну ситуацію. шпинделі 27 укріплений кривошип 28, рухомо Якщо процес зливу відбувся нормально, то заз'єднаний з шатуном 25. кривають кульовий кран, внутрішній перекривний Таким чином, в перекривному клапані змонтоорган 18 і пілотний 21 опускають вниз поворотом вано три послідовно встановлені перекривні оргарукоятки ручного приводу проти годинникової ни: внутрішній, зовнішній кульовий і додатковий у стрілки. Зливний шланг від'єднують і встановлювигляді заглушки. ють заглушку, яка залишається накрученою до Алгоритм роботи перекривного клапана такий. наступного зливу. У початковому стані всі перекривні органи переТаким чином, перекривний клапан для контейкривають прохід клапана. Для заповнення цистернера-цистерни забезпечує високу надійність за ни продуктом відгвинчують накидну гайку 11 і рахунок поліпшення механізму перетворення знімають заглушку 9, на звільнене різьблення патобертального руху ручного приводу в поступальну рубка 8 нагвинчують наливний шланг, поворотом ходу штока, стабільні параметри по гідравліці і рукоятки приводу 4 відкривають прохід кульового додаткові функціональні можливості по перекривного органу 2 і також поворотом рукоятки приєднанню зливного шланга після аварійної приводу внутрішнього клапана за годинниковою ситуації. стрілкою забезпечується підйом шатуна 25, штока Використані джерела: 20, пілотного перекривного органу 21, а за ним за 1 Патент РФ 2154217 С1 Перекривний допомогою пружини 26 підіймається основний пепристрій для контейнера-цистерни, 10. 08. 2000г. рекривний орган 18. Рукоятку приводу аналог. внутрішнього перекривного органу фіксують тро2 Технічна документація фірми «Fort vale» на сиком. По наливному шлангу подають продукт і клапан «2 gas foot valve short profile» - прототип. цистерна заповнюється. Після заповнення цистер 9 Комп’ютерна верстка М. Клюкін 77523 Підписне 10 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601