Клапанное устройство

ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ к ПАТЕНТУ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт механики металлополимерных систем имени В.А. Белого Национальной академии наук Беларуси (ВУ)(72) Авторы Селькин Владимир Петрович Макаренко Андрей Владимирович Родионов Вячеслав Иванович Скороход Александр Зосимович (ВУ)(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт механики металлополимерных систем имени В.А. Белого Национальной академии наук Беларуси (ВУ)1. Клапанное устройство, содержащее седло, имеющее осевое цилиндрическое отверстие для подачи текучей среды и Первую коническую посадочную поверхность, и закрывающий элемент, снабженный второй конической посадочной поверхностью и закрепленным на нем периферийным уплотнителем, отличающееся тем, что дополнительно содержит тарельчатый ограничитель деформации периферийного уплотнителя и прокладку из кислотостойкого эластомера, причем тарельчатый ограничитель расположен снаружи периферийного уплотнителя и прикреплен к закрывающему элементу, а прокладка из кислотостойкого эластомера расположена между тарельчатым ограничителем и верхней частью периферийного уплотнителя, при этом между внещней частью периферийного уплотнителя и тарельчатым ограничителем имеется радиальный зазор, причем периферийный уплотнитель выполнен из поливинилиденфторида.2. Клапанное устройство по п. 1, отличающееся тем, что периферийный уплотнитель выполнен из сщитого поливинилиденфторида.(56) 1. Патент РФ Не 2253787, МПК 16 К 15/02. - Опубл. 2005. 2. Патент РФ Не 2240461, МПК 16 К 15/06. - Опубл. 2004.Полезная модель относится К обратным клапанам с направляемыми жесткими запорными элементами И предназначена для использования в системах подачи текучих сред,преимущественно в плунжернь 1 х насосах с подачей водно-песчаных или кислотных рабочих жидкостей.Известно клапанное устройство, предназначенное для использования в системах подачи текучих сред 1. Устройство содержит седло, имеющее осевое цилиндрическое отверстие для подачи текучей среды и первую коническую поверхность контакта, и закрь 1 вающий элемент, снабженный второй конической поверхностью контакта. Закрывающий элемент выполнен с возможностью смещения вдоль оси клапанного устройства. Отверстие для подачи текучей среды закрыто, когда вторая коническая поверхность контакта прилегает к первой конической поверхности контакта с образованием уплотнения.Известная конструкция позволяет осуществлять перекрытие потока текучей среды при больщом перепаде давлений, однако обладает рядом недостатков, в частности ограниченный ресурс по срабатыванию при подаче водно-песчаных жидкостей, вследствие преждевременного износа конических поверхностей контакта жестких запорных элементов вследствие абразивного воздействия песка при запирании клапанного устройства.Известно не имеющее указанного недостатка клапанное устройство, которое предназначено для использования в системах подачи текучих сред, преимущественно в плунжернь 1 х насосах с подачей водно-песчаных или кислотных рабочих жидкостей, и которое является наиболее близким по технической сущности к заявляемой модели 2. Устройство содержит седло, имеющее осевое цилиндрическое отверстие для подачи текучей среды и первую коническую посадочную поверхность, и закрывающий элемент, снабженный второй конической посадочной поверхностью и периферийным эластичным уплотнителем. Использование периферийного эластичного уплотнителя позволяет исключить непосредственный контакт конических посадочных поверхностей, между которыми при запирании клапанного устройства остается незначительный зазор, вследствие контакта эластичного уплотнителя с первой конической посадочной поверхностью, и тем самым снизить износ посадочных поверхностей, обусловленный абразивным воздействием песка.Недостатком указанного клапанного устройства является его недостаточный ресурс и надежность при больщом перепаде давлений текущей среды (более 50 МПа), особенно при подаче кислотных рабочих жидкостей (вследствие набухания эластомера, используемого в качестве материала эластичного уплотнителя).Задачей настоящей полезной модели является расширение функциональных возможностей клапанного устройства (увеличение допустимого перепада давлений текучей среды) и повыщение его ресурса и надежности при подаче кислотных рабочих жидкостей.Поставленная задача рещается тем, что известное клапанное устройство, содержащее седло, имеющее осевое цилиндрическое отверстие для подачи текучей среды и первую коническую посадочную поверхность, и закрывающий элемент, снабженный второй конической посадочной поверхностью и закрепленным на нем периферийным уплотнителем, согласно полезной модели, дополнительно содержит тарельчатый ограничитель деформации периферийного уплотнителя и прокладку из кислотостойкого эластомера,причем тарельчатый ограничитель расположен снаружи периферийного уплотнителя и прикреплен к закрывающему элементу, а прокладка из кислотостойкого эластомера расположена между тарельчатым ограничителем и верхней частью периферийного уплотнителя, при этом между внещней частью периферийного уплотнителя и тарельчатым ограничителем имеется радиальный зазор, причем периферийный уплотнитель выполнен из поливинилиденфторида. Задача также рещается тем, что периферийный уплотнитель вь 1 полнен из сщитого поливинилиденфторида.На фиг. 1 изображено клапанное устройство, когда канал для подачи текучей среды открыт на фиг. 2 изображено клапанное устройство, когда канал для подачи текучей среды закрыт.Заявляемое клапанное устройство содержит седло 1 с первой конической посадочной поверхностью 2, цилиндрическое отверстие для подачи текучей среды 3, расположенное по оси седла 1, закрывающий элемент 4 со второй конической посадочной поверхностью 5, выполненной с возможностью прилегания к первой конической посадочной поверхности 2, и периферийный уплотнитель 6. Периферийный уплотнитель 6 выполнен из поливинилиденфторида, который одновременно обладает высокими значениями химической стойкости и предела прочности при сжатии (более 60 МПа), и расположен по внешнему периметру второй конической посадочной поверхности 5. При очень высоких требованиях к химической стойкости и прочности при сжатии периферийный уплотнитель 6 вь 1 полняют из поливинилиденфторида, сшитого методом, например, радиационного модифицирования. Кроме того, клапанное устройство содержит тарельчатый ограничитель 7, который до определенных пределов ограничивает деформацию периферийного уплотнителя 6,и прокладку из кислотостойкого эластомера 8. Тарельчатый ограничитель 7 расположен на закрывающем элементе 4 снаружи периферийного уплотнителя 6 и прикреплен к закрь 1 вающему элементу 4 посредством, например, болтового соединения, причем между тарельчатым ограничителем 7 и внешней частью периферийного уплотнителя 6 имеется радиальный зазор 9. Прокладка из кислотостойкого эластомера 8 расположена между тарельчатым ограничителем 7 и верхней частью периферийного уплотнителя 6. В качестве прокладки из кислотостойкого эластомера 8 может быть использована, например, пластина из вулканизованной резины марки ТМКЩ.Клапанное устройство работает следующим образом.В открытом положении клапана (фиг. 1) поток жидкости движется через цилиндрическое отверстие для подачи текучей среды 3 и канал между первой конической посадочной поверхностью 2 и второй конической посадочной поверхностью 5. При превышении давления жидкости с внешней стороны закрывающего элемента 4 над давлением в цилиндрическом отверстии для подачи текучей среды 3 закрывающий элемент 4 опускается,периферийный уплотнитель 6 входит в контакт со второй конической посадочной поверхностью 5 и клапан закрывается (фиг. 2). При этом, чем больше перепад давлений, тем больше будет давление, оказываемое на закрывающий элемент 4. С увеличением перепада давлений периферийный уплотнитель 6 из сшитого полимера (поливинилиденфторида) будет упруго деформироваться до определенных пределов, которые ему позволяет наличие радиального зазора 9 между ним и тарельчатым ограничителем 7. Деформирование периферийного уплотнителя 6 приводит к уменьшению канала (расстояния) между первой конической посадочной поверхностью 2 и второй конической посадочной поверхностью 5 до незначительных размеров (порядка нескольких десятых миллиметра). В результате жидкость, вытесняемая из канала, будет воспринимать основную нагрузку от давления на закрывающий элемент 4, уменьшая контактное давление между периферийным уплотнителем 6 и второй конической посадочной поверхностью 5. Таким образом, величиной радиального зазора 9 можно устанавливать минимальный размер канала между первой конической посадочной поверхностью 2 и второй конической посадочной поверхностью 5 при закрытии клапана и, как следствие, регулировать контактное давление между периферийным уплотнителем 6 и второй конической посадочной поверхностью 5. Прокладка из кислотостойкого эластомера 8 служит для демпфирования нагрузки на периферийный уплотнитель 6 в момент замыкания клапана и позволяет периферийному уплотнителю 6, несмотря на то, что он сделан из относительно жесткого полимерного материала (поливинилиденфторида), упруго деформироваться в вертикальном направлении.Проведены сравнительные испытания заявляемого клапанного устройства с прототипом, оснащенным периферийным резинотканевым уплотнением из кислотостойкой резины. Испытания проводило ПО Белоруснефть при глинокислотной обработке нефтяных скважин, расположенных на территории Гомельской области.Для проведения испытаний использовали насосный агрегат СИН-31 М. В качестве рабочих жидкостей использовали 18 -ый раствор соляной КИСЛОТЫ, 10 -ый раствор сульфоминовой кислоты, нефтекислотную эмульсию. Давление рабочих жидкостей достигало 60 МПа.В результате проведения испытаний было установлено, что ресурс работы известного клапанного устройства составил около 50 Часов, а заявляемого клапанного устройства превысил 78 часов.Таким образом, заявляеМая полезная Модель в сравнении с известной обеспечивает повышение ресурса и надежности при подаче кислотных рабочих жидкостей.Национальный Центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.