RU2177576C2 - Check valve - Google Patents

Abstract

FIELD: check valves, for example, for compressors in the metallurgical, chemical and other branches of industry, applicable for prevention of return flow. SUBSTANCE: check valve has a body, inlet and outlet connections, shut-off plate that is spring-loaded towards closing and installed for movement in the guide rod of the damper device located inside the body coaxially to it. Made in the ends of the damper device are openings communicating the respective cavities of the damper device with the body cavity, the damper device proper is provided with pipe-lines with valves for alternate disposal of gas (air) from without, the flow areas of the mentioned pipe-lines exceed the flow areas of the mentioned openings of the damper device. EFFECT: enhanced reliability of compressor protection against the return flow of gas due to the use of the check valve with shut-plate installed on the rod of the damper device positioned inside the valve body for reciprocating. 2 cl, 1 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области обратных клапанов, например для компрессоров в металлургической, химической и других отраслях промышленности. The present invention relates to the field of check valves, for example for compressors in the metallurgical, chemical and other industries.

Известны обратные клапаны без привода, а также без привода и с гидротормозом (см., например, каталог "Промышленная трубопроводная арматура", ч. V, "ЦИНТИХимНефтеМаш", Москва, 1984 г., стр. 45 - 87). Known non-return valves without actuators, as well as without actuators and with hydraulic brakes (see, for example, the catalog "Industrial Pipe Fittings", part V, "ZINTIKhimNefteMash", Moscow, 1984, pp. 45 - 87).

Известен обратный клапан с подпружиненным подъемным запорным органом, демпфером и регулируемым дросселем и дополнительным клапаном (авторское свидетельство СССР N 875158, кл F 16 K 15/03, 47/02, 1981 г.). Known check valve with a spring-loaded lifting locking element, a damper and an adjustable throttle and an additional valve (USSR copyright certificate N 875158, class F 16 K 15/03, 47/02, 1981).

Известен обратный клапан с приводом, с помощью которого клапан периодически расхаживают, и демпфером (см., например, патент РФ N 2102634 "Способ и устройство для защиты компрессора от обратного потока газа"). Known check valve with actuator, by means of which the valve is periodically paced, and a damper (see, for example, RF patent N 2102634 "Method and device for protecting the compressor from the reverse gas flow").

Известен обратный клапан с подпружиненным запорным органом, установленным с возможностью перемещения на неподвижном направляющем штоке демпферного устройства, расположенного внутри корпуса клапана соосно ему (см., например, патент FR 2595432 A1, кл F 16 K 15/02, 11.09.1987 г.) - прототип. A non-return valve is known with a spring-loaded locking element mounted to move on a fixed guide rod of a damper device located coaxially to the valve body (see, for example, patent FR 2595432 A1, class F 16 K 15/02, 09/11/1987) - prototype.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности защиты компрессора от обратного потока газа путем снижения возможности заедания запорной тарели и устранение шума и разбития запорных кромок путем демпфирования. The objective of the invention is to increase the reliability of protection of the compressor from the reverse gas flow by reducing the possibility of jamming of the locking plate and eliminating noise and breaking the locking edges by damping.

Существенными признаками предлагаемого изобретения являются корпус, входной и выходной патрубки, запорная тарель, подпружиненная в сторону закрытия и установленная с возможностью перемещения на направляющем штоке демпферного устройства, расположенного внутри корпуса соосно ему, при этом в торцах демпферного устройства выполнены отверстия, сообщающие соответствующие полости демпферного устройства с полостью корпуса, само демпферное устройство снабжено трубопроводами с вентилями для попеременных сбросов газа (воздуха) из полостей демпферного устройства или подач в них сжатого газа (воздуха) извне, причем проходные сечения указанных трубопроводов больше проходных сечений упомянутых отверстий демпферного устройства. The essential features of the present invention are the housing, the inlet and outlet nozzles, the locking plate, spring-loaded in the closing direction and mounted with the possibility of movement on the guide rod of the damper device located coaxially to it, while holes are made in the ends of the damper device communicating the corresponding cavities of the damper device with a body cavity, the damper device itself is equipped with pipelines with valves for alternating discharges of gas (air) from the cavities external device or supplying compressed gas (air) to them from the outside, and the bore sections of these pipelines are larger than the bore sections of said openings of the damper device.

Отличительным признаком предлагаемого изобретения является то, что в торцах демпферного устройства выполнены отверстия, сообщающие соответствующие полости демпферного устройства с полостью корпуса, само демпферное устройство снабжено трубопроводами с вентилями для попеременных сбросов газа (воздуха) из полостей демпферного устройства или подач в них сжатого газа (воздуха) извне, причем проходные сечения указанных трубопроводов больше проходных сечений упомянутых отверстий демпферного устройства. A distinctive feature of the invention is that the ends of the damper device have openings communicating the corresponding cavities of the damper device with the cavity of the housing, the damper device itself is provided with pipelines with valves for alternating discharges of gas (air) from the cavities of the damper device or the supply of compressed gas (air) to them ) from the outside, and the flow cross-sections of these pipelines are larger than the flow cross-sections of the said holes of the damper device.

На чертеже схематично изображен предлагаемый клапан, разрез. The drawing schematically shows the proposed valve, section.

Внутри корпуса 1 клапана с выходным патрубком 2 с помощью ребер 3 соосно корпусу 1 установлено демпферное устройство 4. В корпусе демпферного устройства 4 размещен поршень 5 с уплотнительными устройствами 6 и направляющим штоком 7. В торцах 8 и 9 демпферного устройства 4 закреплены подшипники 10 и 11, в которых размещен направляющий шток 7. На выходном конце направляющего штока 7 установлена с возможностью перемещения запорная тарель 12 с кольцевым выступом 13, а между запорной тарелью 12 и торцем 8 демпферного устройства 4 установлена пружина 14. На входном патрубке 15 выполнено седло с запорными кромками 16. К полостям 17 и 18 демпферного устройства 4 подведены трубопроводы 19 и 20 с вентилями 21, 22, 23 и 24. В торце 8 демпферного устройства 4 выполнены отверстия 25, а в торце 9 - отверстия 26. Возможно также выполнение в торце 8 дополнительно отверстий 27 на диаметре, совпадающем со средним диаметром кольцевого выступа 13. Inside the valve body 1 with the outlet pipe 2, with the help of ribs 3, a damper device 4 is installed coaxially to the housing 1. A piston 5 with sealing devices 6 and a guide rod 7 is placed in the damper device housing 4. Bearings 10 and 11 are fixed at the ends 8 and 9 of the damper device 4 in which the guide rod 7 is placed. At the output end of the guide rod 7, a locking plate 12 with an annular protrusion 13 is mounted for movement, and a spring 14 is installed between the locking plate 12 and the end face 8 of the damper device 4. a bottom with a nozzle 15 has a saddle with locking edges 16. Pipes 19 and 20 with valves 21, 22, 23 and 24 are connected to the cavities 17 and 18 of the damper device 4. The holes 25 are made in the end face 8 of the damper device 4 and holes 26 are made in the end face 9 It is also possible to make at the end 8 additional holes 27 at a diameter that matches the average diameter of the annular protrusion 13.

Работает обратный клапан следующим образом. При нормальной работе компрессора потоком (прямым) газа (воздуха) клапан открыт, то есть запорная тарель 12 прижата к торцу 8 демпферного устройства 4, опираясь на него своим кольцевым выступом 13, выполненным на относительно небольшом диаметре запорной тарели 12 и небольшой ширины. При этом при наличии на торце 8 отверстий 27 кольцевой выступ 13 закрывает эти отверстия. Пружина 14 в этом положении сжата и результирующая сила прижатия тарели 12 к торцу 8 относительно невелика. Отверстия 25 и 26 необходимы для сообщения полостей 17 и 18 демпферного устройства 4 с внутренней полостью корпуса 1 клапана и относительно невелики. Клапан спроектирован таким образом, что аэродинамическое сопротивление его при полном открытии запорной тарели 12 невелико и давление во всех точках внутренней полости клапана при этом примерно одинаково. Поэтому, а также из-за относительной малости отверстий 25 и 26 при нормальной работе компрессора (соответственно, полном открытии обратного клапана) расхода газа через демпферное устройство 4 практически нет. А значит, возможность загрязнения демпферного устройства 4 даже при работе компрессора на загрязненном газе не очень велика. Все же, чтобы избежать зашламовывания в подшипниках 10, 11, в уплотнительных устройствах 6, демпферное устройство 4 периодически расхаживают, подавая при этом сжатый воздух из системы управления компрессора в одну из полостей демпферного устройства, а из другой одновременно сбрасывая газ (воздух) на свечу, используя для этого систему вентилей 21, 22, 23, 24. Подача сжатого воздуха нужна только в том случае, если обратный клапан установлен в магистрали газа с низким давлением. Если давление газа, проходящего через клапан, достаточно велико, то расхаживают демпферное устройство 4, поочередно сбрасывая газ из полостей 17 и 18. Трубопроводы 19 и 20 имеют большие проходные сечения, чем отверстия 25 и 26 соответственно. При сбросе газа (воздуха) из полости 17 и подаче сжатого воздуха соответственно в полость 18 поршень 5 с направляющим штоком 7 движутся влево, тарель 12 при этом остается прижатой потоком газа к торцу 8. Затем сбрасывают газ из полости 18, а сжатый воздух подают в полость 17, соответственно поршень 5 со штоком 7 движутся вправо. Если же по какой-то причине (зашламовывание, пригорание и т. д. ) тарель 12 начнет при расхаживании перемещаться на закрытие вместе со штоком 7, то при наличии отверстий 27 при отрыве выступа 13 от торца 8 открываются отверстия 27 с проходным сечением, большим проходного сечения трубопровода 19, внутри полости 17 будет восстанавливаться давление газа, перепад давлений на поршне исчезнет или будет невелик и расхаживания поршня 5 не произойдет, закрытия тарели 12 также не произойдет. The check valve operates as follows. During normal operation of the compressor by the flow of (direct) gas (air), the valve is open, that is, the locking plate 12 is pressed against the end face 8 of the damper device 4, resting on it with its annular protrusion 13, made on the relatively small diameter of the locking plate 12 and a small width. In this case, if there are holes at the end 8 of the holes 27, the annular protrusion 13 closes these holes. The spring 14 in this position is compressed and the resulting force of pressing the plate 12 to the end face 8 is relatively small. Holes 25 and 26 are necessary for communicating the cavities 17 and 18 of the damper device 4 with the internal cavity of the valve body 1 and are relatively small. The valve is designed in such a way that its aerodynamic resistance when the locking plate 12 is fully open is small and the pressure at all points of the valve’s internal cavity is approximately the same. Therefore, and also because of the relative smallness of the openings 25 and 26 during normal operation of the compressor (respectively, the full opening of the check valve), there is practically no gas flow through the damper device 4. So, the possibility of contamination of the damper device 4 even when the compressor is running on contaminated gas is not very large. Nevertheless, in order to avoid sludge in bearings 10, 11, in sealing devices 6, the damper device 4 is periodically paced, supplying compressed air from the compressor control system to one of the cavities of the damper device, and from the other simultaneously dumping gas (air) to the candle using the valve system 21, 22, 23, 24 for this. A compressed air supply is only necessary if the non-return valve is installed in the low-pressure gas line. If the pressure of the gas passing through the valve is high enough, then the damper device 4 is paced, dropping gas from the cavities 17 and 18. one by one, the pipelines 19 and 20 have larger passage sections than the openings 25 and 26, respectively. When the gas (air) is discharged from the cavity 17 and compressed air is supplied to the cavity 18, respectively, the piston 5 with the guiding rod 7 moves to the left, the plate 12 remains pressed by the gas flow to the end face 8. Then, the gas is discharged from the cavity 18, and compressed air is supplied to cavity 17, respectively, the piston 5 with the rod 7 move to the right. If, for some reason (sludging, burning, etc.), the plate 12 starts pacing to close with the rod 7 when pacing, then if there are holes 27, when the protrusion 13 is separated from the end 8, openings 27 with a large cross section the cross-section of the pipeline 19, inside the cavity 17, the gas pressure will be restored, the pressure drop across the piston will disappear or will be small and the piston 5 will not walk around, and the plate 12 will not close either.

В случае останова компрессора (и т.п.) и, соответственно, резкого падения давления во входном патрубке 14 под влиянием обратного потока газа и пружины 13 запорная тарель 12, а вместе с ней и поршень демпферного устройства движутся влево, в сторону закрытия клапана. Скорость закрытия клапана будет определяться демпфирующим эффектом, который в значительной степени зависит от соотношения проходных сечений 25, 26 и 27. In the event of a compressor stop (and the like) and, accordingly, a sharp drop in pressure in the inlet pipe 14 under the influence of the reverse gas flow and the spring 13, the locking plate 12, and with it the piston of the damper device, move to the left, towards the valve closing. The valve closing speed will be determined by the damping effect, which largely depends on the ratio of the bore sections 25, 26 and 27.

Claims (1)

Обратный клапан, содержащий корпус, входной и выходной патрубки, запорную тарель, подпружиненную в сторону закрытия и установленную с возможностью перемещения на направляющем штоке демпферного устройства, расположенного внутри корпуса соосно ему, отличающийся тем, что в торцах демпферного устройства выполнены отверстия, сообщающие соответствующие полости демпферного устройства с полостью корпуса, само демпферное устройство снабжено трубопроводами с вентилями для попеременных сбросов газа (воздуха) из полостей демпферного устройства или подач в них сжатого газа (воздуха) извне, причем проходные сечения указанных трубопроводов больше проходных сечений упомянутых отверстий демпферного устройства. A non-return valve comprising a housing, inlet and outlet nozzles, a locking plate spring-loaded in the closing direction and mounted to move on a guide rod of a damper device located coaxially to it, characterized in that openings are made in the ends of the damper device, communicating corresponding cavities of the damper devices with a body cavity, the damper device itself is equipped with pipelines with valves for alternating discharges of gas (air) from the cavities of the damper device and or supplying compressed gas (air) to them from the outside, and the bore sections of said pipelines are larger than the bore sections of said openings of the damper device.