RU2696665C2

RU2696665C2 - Клапан с параллельной задвижкой и способ работы клапана с параллельной задвижкой

Info

Publication number: RU2696665C2
Application number: RU2017140782A
Authority: RU
Inventors: Ричард Дж. ГРЭДЛ
Original assignee: Флоусерв Мениджмент Компани
Priority date: 2015-04-24
Filing date: 2016-04-21
Publication date: 2019-08-05
Also published as: WO2016172347A1; CA2983772A1; HUE043390T2; RU2017140782A; AU2016250577B2; US20160312905A1; AU2016250577A1; CN107743559A; CA2983772C; MX382350B; CN107743559B; BR112017022795A2; EP3086006A1; EP3086006B1; MX2017013676A; BR112017022795B1; RU2017140782A3; US10100936B2

Abstract

Варианты осуществления настоящего изобретения относятся к клапанам, имеющим поступательно перемещаемые обтюраторы. Клапан с параллельной задвижкой содержит шток клапана, прикрепленный к обтюратору и выполненный с возможностью поступательного перемещения обтюратора относительно корпуса клапана между открытым положением и закрытым положением; корпус клапана, содержащий внутреннюю поверхность, причем часть внутренней поверхности образует по меньшей мере одну углубленную канавку, имеющую продольную ось, ориентированную, по существу, перпендикулярно направлению потока по пути потока текучей среды через корпус клапана, причем по меньшей мере одна углубленная канавка имеет первую ширину у первого конца вблизи от пути потока текучей среды и вторую ширину у второго конца вдали от пути потока текучей среды, причем вторая ширина меньше, чем первая ширина; обтюратор, прикрепленный к штоку клапана, содержащий первый в целом плоский элемент, второй в целом плоский элемент и поджимающий элемент между первым в целом плоским элементом и вторым в целом плоским элементом, причем первый в целом плоский элемент ориентирован, по существу, параллельно второму в целом плоскому элементу, причем обтюратор содержит по меньшей мере один направляющий рельс, содержащий часть как первого в целом плоского элемента, так и второго в целом плоского элемента, выступающий из и перпендикулярный пути потока текучей среды по меньшей мере в одну углубленную канавку в корпусе клапана, и выполненный с возможностью перемещения по меньшей мере частично внутри по меньшей мере одной углубленной канавки, когда обтюратор поступательно перемещается из закрытого положения в открытое положение; причем обтюратор выполнен с возможностью поступательного перемещения от первого конца по меньшей мере одной углубленной канавки ко второму концу по меньшей мере одной углубленной канавки, по мере того как обтюратор перемещается из закрытого положения в открытое положение. Таким образом, могут быть уменьшены затраты на удаление и ремонт поврежденных клапанов (включая время простоя). 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Перекрестные ссылки на родственные заявки

Настоящая заявка испрашивает приоритет заявки на патент США №14/696,321, зарегистрированной 24 апреля 2015, названной "Клапаны с параллельной задвижкой и соответствующие способы."

Область техники, к которой относится изобретение

Варианты осуществления настоящего изобретения относятся к клапанам, имеющим поступательно перемещаемые обтюраторы, таким как клапаны с задвижкой, имеющие параллельно скользящие задвижки.

Предпосылки создания изобретения

Множество типов клапанов используется для прерывания потоков текучей среды или управления ими в трубе или в другом пути потока. Каждый тип клапана имеет некоторые преимущества и недостатки. Некоторые типы клапана включают в себя пробковые клапаны, шаровые клапаны, запорные или проходные клапаны, угловые клапаны, двухстворчатые клапаны и клапан с задвижкой.

Клапаны с клиновой задвижкой имеют задвижку, имеющую форму клина, с двумя противоположными наклонными плоскими наружными поверхностями (обычно металлическими), каждая из которых может плотно прижиматься к части клапанного гнезда корпуса клапана. Обе наружные поверхности задвижки и соответствующие поверхности клапанного гнезда обычно подвергнуты механической обработке, чтобы задвижка могла образовывать уплотнение. Технологические допуски и отложения материалов во время использования клапана могут привести к возникновению проблем в образовании уплотнений, либо при установке, либо позже в течение срока службы клапана с задвижкой. В углублениях каждой из металлических наружных поверхностей могут быть установлены кольцевые уплотнения для ограничения утечки из такого клапана, но это, в частности, требует механообработки во время изготовления и, таким образом, приводит к дополнительным затратам. Клапаны с клиновой задвижкой обычно имеют углубление у основания корпуса клапана для принятия вершины клиновидной задвижки. Это углубление может быть заполнено мусором, ухудшающим полное закрытие задвижки.

Клапаны с параллельной задвижкой обычно включают в себя задвижку, имеющую два элемента, разделенных пружиной или другим поджимающим элементом. Задвижка скользит в уплотняющее положение между параллельными клапанными гнездами. Например, как видно на фиг. 1, клапан 10 с задвижкой может включать в себя корпус 12 клапана, имеющий внутреннюю поверхность 14, отверстие 16 на входе потока, отверстие 18 на выходе потока, и находящийся между ними в целом горизонтальный внутренний проход 20 для принятия потока текучей среды, обозначенного стрелкой А. Внутренняя поверхность 14 образует вертикально ориентированную внутреннюю камеру 22, которая пересекает внутренний проход 20 приблизительно посередине между отверстием 16 на входе потока и отверстием 18 на выходе потока. Внутренняя камера 22 обеспечивает пространство для вертикального перемещения задвижки 24 из внутреннего прохода 20 и в него для открывания для открывания и закрывания клапана 10 с задвижкой. Задвижка 2 4 включает в себя две в целом плоские половины 24а, 24b, соединенные посредством поддерживающего кольца 26 и скобы 28. Пружина 3 0 поджимает половины 24а, 24b друг от друга, толкая одну или обе половины 24а, 24b к клапанным гнездам 32а, 32b, когда клапан 10 с задвижкой закрыт, блокируя внутренний проход 20. Когда клапан 10 с задвижкой открыт, пружина 30 поджимает половины 24а, 24b друг от друга к скобе 28, которая ограничивает расстояние, на которое половины 24а, 24b могут разойтись друг от друга, чтобы половины 24а, 24b не разделялись внутри внутренней камеры 22. Клапан 10 с задвижкой также включает в себя шток 34 клапана, выполненный с возможностью вертикального перемещения задвижки 24, и рукоятку 36 или другое средство (например, двигатель) для перемещения штока 34 клапана. Шток 34 клапана может быть выполнен с резьбой или без нее и может вращаться или может не вращаться для перемещения задвижки 24.

Неисправность скобы 28 может привести к отсоединению половин 24а, 24b друг от друга, в результате чего задвижка 24 не может быть перемещена обратно во внутренний проход 20 для закрытия клапана 10 с задвижкой. К тому же, неисправность скобы 28 может привести к смыванию половин 24а, 24b, поддерживающего кольца 26, скобы 28 и/или пружины 30 текучей средой в направлении ниже оп потоку. Существует потребность в разработке конструкции клапана, которая уменьшает все или некоторые упомянутые недостатки.

Краткое изложение сущности изобретения

В некоторых вариантах осуществления, клапан с параллельной задвижкой включает в себя корпус клапана, содержащий внутреннюю поверхность, и расположенный в нем обтюратор. Часть внутренней поверхности образует по меньшей мере одну канавку, имеющую продольную ось, ориентированную, по существу, перпендикулярно направлению потока по пути потока текучей среды через корпус клапана. По меньшей мере одна канавка имеет первую ширину у первого конца вблизи от пути потока текучей среды и вторую ширину у второго конца вдали от пути потока текучей среды, причем вторая ширина меньше, чем первая ширина. Обтюратор расположен по меньшей мере частично внутри по меньшей мере одной канавки. Обтюратор выполнен с возможностью поступательного перемещения от первого конца по меньшей мере одной канавки ко второму концу по меньшей мере одной канавки, по мере того как обтюратор перемещается из закрытого положения в открытое положение.

Способ работы такого клапана с параллельной задвижкой может включать в себя этапы, на которых осуществляют проведение текучей среды через корпус клапана, когда обтюратор находится в открытом положении, поступательно перемещают обтюратор перпендикулярно направлению потока текучей среды от второго конца по меньшей мере одной канавки к первому концу по меньшей мере одной канавки, и образуют уплотнение между поверхностью обтюратора и корпусом клапана для прерывания потока через корпус клапана.

Краткое описание чертежей

Несмотря на то, что к описанию прилагается формула изобретения, в которой конкретно изложено и четко заявлено то, что считается вариантами осуществления настоящего изобретения, различные признаки и преимущества вариантов осуществления изобретения могут быть лучше поняты из последующего описания иллюстративных вариантов осуществления изобретения при его прочтении совместно с прилагаемыми чертежами, в которых:

фиг. 1 представляет собой упрощенный вид сбоку в разрезе, на котором проиллюстрирован обычный клапан с параллельной задвижкой;

фиг. 2 представляет собой упрощенный вид сбоку в разрезе, на котором проиллюстрирован клапан с параллельной задвижкой согласно настоящему изобретению;

фиг. 3 представляет собой упрощенный вид сбоку в разрезе, взятом по плоскости 3-3, показанной на фиг. 2; и

фиг. 4 представляет собой упрощенный вид сбоку в разрезе, взятом по плоскости 4-4, показанной на фиг. 3.

Подробное описание вариантов осуществления настоящего изобретения

Представленные в этом документе иллюстрации не являются фактическими изображениями какого-либо конкретного клапана и представляют собой идеализированные представления, которые используются для описания иллюстративных вариантов осуществления настоящего изобретения. К тому же, одинаковые элементы на чертежах могут быть обозначены одинаковыми ссылочными позициями.

В контексте настоящего документа, термин "клапан" означает и включает в себя любое устройство, выполненное с возможностью регулировки, направления или управления потоками текучей среды (то есть, жидкостей и/или газов).

В контексте настоящего документа, термин "обтюратор" означает и включает в себя элемент для закрывания клапана, такой как диск, задвижка, пробка или шар. Например, в клапане с задвижкой, обтюратор представляет собой совершающую

поступательное перемещение задвижку. Обтюратор может включать в себя один или более элементов.

В настоящем документе описаны клапаны с параллельной задвижкой, выполненные с возможностью работы без скобы, удерживающей вместе две половины задвижки. Клапаны могут иметь меньше подвижных частей, чем обычные клапаны с параллельной задвижкой, и, следовательно, могут быть более надежными и менее склонными к катастрофическим неисправностям.

Как видно на фиг. 2, клапан 110 с задвижкой может включать в себя корпус 112 клапана, имеющий внутреннюю поверхность 114, отверстие 116 на входе потока, отверстие 118 на выходе потока, и находящийся между ними в целом горизонтальный внутренний проход 120 для принятия потока текучей среды, обозначенного стрелкой В. Внутренняя поверхность 114 может образовывать вертикально ориентированную внутреннюю камеру 122, которая пересекает внутренний проход 120 приблизительно посередине между отверстием 116 на входе потока и отверстием 118 на выходе потока. Внутренняя камера 122 обеспечивает пространство для вертикального перемещения обтюратора 124 (например, задвижки) из внутреннего прохода 120 и в него для открывания и закрывания клапана 110 с задвижкой. Обтюратор 124 может включать в себя два в целом плоских элемента 126, 128. Поджимающий элемент 130 (например, пружина) поджимает элементы 126, 128 друг от друга, толкая один или оба элемента 126, 128 к клапанным гнездам 132, 134, когда клапан 10 с задвижкой закрыт, блокируя внутренний проход 120. Клапан 110 с задвижкой также может включать в себя управляющее устройство 136 (например, рукоятку, двигатель, электронное исполнительное устройство, и так далее) выполненное с возможностью вертикального перемещения штока 138 клапана и обтюратора 124. Шток 138 клапана может быть выполнен с резьбой или без резьбы и может вращаться или может не вращаться для перемещения обтюратора 124. Колпак 140 может удерживать шток 138 клапана и обтюратор 124 на месте внутри корпусе 112 клапана, и может образовывать часть внутренней камеры 122.

На фиг. 3 показан вид клапана 110 с задвижкой, в поперечном разрезе, взятом по плоскости 3-3, показанной на фиг. 2. Как видно на фиг. 3, внутренняя поверхность 114 корпуса 112 клапана может образовывать одну или более канавок 142, в которых может быть расположен обтюратор 124. Например, на фиг. 3 показаны две канавки 142 на противоположных сторонах обтюратора 124. Канавки 142 могут удерживать противоположные поверхности обтюратора 124 в корпусе 112 клапана. Например, канавки 142 могут удерживать обтюратор 124, когда обтюратор 124 находится в открытом положении (то есть, поднят, в ориентации, показанной на фиг. 2). В некоторых вариантах осуществления, обтюратор 124 может скользить в канавках 142 между открытым положением и закрытым положением. В других вариантах осуществления, обтюратор 124 может покидать канавки 142 во время части его перемещения (например, когда обтюратор 124 находится между клапанными гнездами 132, 134).

Обтюратор 124 выполнен с возможностью перемещения из внутреннего прохода 120 и в него для открывания и закрывания клапана 110 с задвижкой. Когда обтюратор 124 находится в закрытом положении, обтюратор 124 может упираться в одно или оба клапанных гнезда 132, 134, прерывая поток текучей среды через внутренний проход 120. Если внутренний проход 120 содержит текучую среду под давлением (например, во входной части внутреннего прохода 120), текучая среда может подталкивать один из элементов 126, 128 к другому, чтобы образовывать уплотнение между обтюратором 124 и только одним из клапанных гнезд 132, 134 (например, между элементом 128 на выходе и гнездом 134 на выходе). Если внутренний проход 120 не содержит текучую среду под давлением, или если сила, с которой давление текучей среды воздействует на обтюратор 124, меньше чем сила, с которой поджимающий элемент 130 воздействует на элементы 126, 128, поджимающий элемент 130 может толкать оба элемента 126, 128 наружу, образуя плотное прижатие к каждому из клапанных гнезд 132, 134.

Обтюратор 124 может включать в себя один или более направляющих рельсов 144, расположенных в канавках 142 корпуса 112 клапана. Направляющие рельсы 144 могут быть выполнены с возможностью перемещения в канавках 142, например, посредством скольжения вертикально вверх и вниз согласно ориентации на фиг. 2. Направляющие рельсы 144 могут включать в себя части каждого из элементов 126, 128 обтюратора 124. Например, каждый элемент 126, 128 может включать в себя два направляющих рельса 144.

Как видно на фиг. 2 и 3, элементы 126, 128 обтюратора 124 могут быть, по существу, параллельными друг другу, находясь друг от друга на приблизительно одинаковом расстоянии. Поджимающий элемент 130 может удерживать элементы 126, 128 на месте. Канавки 142 могут обеспечивать силу, противодействующую силе поджимающего элемента 130, чтобы удерживать элементы 126, 128 на месте без потребности в наличии какой-либо скобы, прикрепленной к обтюратору 124, являющейся его частью или перемещающейся вместе с ним. То есть, кроме направляющих рельсов 144 и клапанных гнезд 132, 134, не требуются какие-либо другие детали клапана 110 с задвижкой для удерживания элементов 126, 128 вместе. В некоторых вариантах осуществления, обтюратор 124 может, по существу, состоять из элементов 126, 128 и поджимающего элемента 130, не имея каких-либо других деталей. Таким образом, клапан 110 с задвижкой может требовать меньше деталей, чем обычные клапаны с параллельной задвижкой, и может быть более дешевым в изготовлении и менее склонным к возникновению неисправностей.

Обтюратор 124 может включать в себя средство для прикрепления к штоку 138 клапана, например, посредством полости 139, образованной элементами 126, 128 так, чтобы конец 141 штока 138 клапана мог перемещаться внутри полости 139. Каждый из элементов 126, 128 может быть посажен вокруг конца 141 штока 138 клапана, так чтобы шток 138 клапана был прикреплен к обтюратору 124 до тех пор, пока элементы 126, 128 не отделяются друг от друга в направлении вбок (например, при разборке клапана 110 с задвижкой).

В некоторых вариантах осуществления, обтюратор 124 может быть выполнен с возможностью покидания канавок 142, когда шток 138 клапана перемещает обтюратор 124 из открытого положения в закрытое положение. В таких вариантах осуществления, канавки 142 могут не проходить сбоку вблизи от внутреннего прохода 120. Канавки 142 могут включать в себя входную часть, имеющую достаточную ширину для направления обтюратора 124 в канавки 142, когда обтюратор 124 перемещается в открытое положение.

Когда клапан 110 с задвижкой открыт, поджимающий элемент 130 может поджимать элементы 126, 128 друг от друга к канавкам 142. Канавки 142 могут ограничивать расстояние, на которое элементы 126, 128 могут перемещаться друг от друга, чтобы элементы 126, 128 не разделялись во внутренней камере 122.

На фиг. 4 показан вид клапана 110 с задвижкой в поперечном разрезе, взятом по плоскости 4-4, показанной на фиг. 3. Как видно на фиг. 4, стенки канавок 142 могут быть ориентированы, по существу, перпендикулярно направлению В потока через клапан 110 с задвижкой. Канавки 142 могут включать в себя части, имеющие разную ширину. Например, канавки 142 могут иметь первый конец 14 6 вблизи от пути потока текучей среды через клапан 110 с задвижкой и второй конец 14 8 вдали от пути потока текучей среды. Первый конец 14 6 может иметь первую ширину w1, а второй конец 148 может иметь вторую ширину w2. Вторая ширина w2 может быть меньше, чем первая ширина w1. Переходная область 150 может соединять первый конец 14 6 со вторым концом 14 8, обеспечивая плавный путь, по которому могут скользить направляющие рельсы 144 во время открывания или закрывания клапана 110 с задвижкой.

Переходная область 150 может направлять элементы 126, 128 обтюратора 124 друг к другу, в то время как обтюратор 124 перемещается из закрытого положения в открытое положение. Элементы 126, 128 могут перемещаться друг от друга, когда обтюратор 124 перемещается в закрытое положение. Таким образом, когда обтюратор 124 находится в закрытом положении, поджимающий элемент 130 может прижимать по меньшей мере один из элементов 126, 128 к клапанным гнездам 132, 134 без препятствования этому со стороны канавок 142. Канавки 142 могут удерживать обтюратор 124 на месте внутри корпуса 112 клапана, когда клапан 110 с задвижкой открывается и закрывается (функция, обычно выполняемая скобой, которая перемещается вместе с элементами 126, 128 обтюратора 124), в результате чего отсутствует потребность в какой-либо скобе.

Клапанные гнезда 132, 134 могут быть выполнены как кольца, окружающие внутренний проход 120 клапана 110 с задвижкой. В некоторых вариантах осуществления, клапанные гнезда 132, 134 могут быть приварены, запрессованы или как-либо иначе прикреплены к корпусу 112 клапана. В некоторых вариантах осуществления, клапанные гнезда 132, 134 могут быть выполнены как единое целое с корпусом 112 клапана. В других вариантах осуществления, клапанные гнезда 132, 134 могут быть выполнены отдельно и вставлены в корпус 112 клапана, например, в объем, который выполнен посредством механообработки в корпусе 112 клапана. По меньшей мере одна поверхность по меньшей мере одного из клапанных гнезд 132, 134 может быть выполнена с возможностью упора в обтюратор 124, когда обтюратор 124 находится в закрытом положении. Если клапанные гнезда 132, 134 являются элементами, отдельными от корпуса 112 клапана, по меньшей мере одна поверхность каждого клапанного гнезда 132, 134 может быть выполнена с возможностью плотного прижатия к корпусу 112 клапана.

Клапанные гнезда 132, 134 могут быть выполнены с возможностью упора в элементы 126, 128 обтюратора 124 для образования уплотнения между обтюратором 12 4 и корпусом 112 клапана. Клапанные гнезда 132, 134 могут быть расположены вблизи от поверхности корпуса 112 клапана, имея приблизительно такую же форму, как поверхности обтюратора 124. Например, поверхности корпуса 112 клапана вблизи от клапанных гнезд 132, 134 могут включать в себя плоскую форму и/или цилиндрическую форму. Клапанные гнезда 132, 134 могут быть неподвижными относительно корпуса 112 клапана, чтобы обтюратор 12 4 поджимался ниже в корпус 112 клапана, причем обтюратор 12 4 прижимается к одному или обоим клапанным гнездам 132, 134 для образования уплотнения, непроницаемого по текучей среде. В некоторых вариантах осуществления, клапанные гнезда 132, 134 могут представлять собой одно неразъемное тело, например, втулку, имеющую отверстия, совпадающие с внутренним проходом 120. Клапанные гнезда 132, 134 могут быть выполнены так, чтобы обтюратор 124 мог свободно (то есть, без механических помех) поступательно перемещаться между открытым положением и закрытым положением. В некоторых вариантах осуществления, оба клапанных гнезда 132, 134 могут быть опущены, и обтюратор 124 может образовывать плотное прижатие непосредственно к корпусу 112 клапана, когда обтюратор 124 находится в закрытом положении.

Клапанные гнезда 132, 134, если таковые предусмотрены, могут быть образованы из любого выбранного материала. Клапанные гнезда 132, 134 могут быть образованы из одного материала или из множества материалов. Например, клапанные гнезда 132, 134 могут включать в себя твердые материалы (например, угольный графит), металлы, сплавы, и так далее. Клапанные гнезда 132, 134 могут включать в себя материал для упрочнения поверхности, выполненный по такой формуле, чтобы иметь увеличенное сопротивление износу и повреждению, чем корпус 112 клапана и/или обтюратор 124. Например, клапанные гнезда 132, 134 могут включать в себя кобальтохромовый сплав, например, как те, которые предлагает на рынке компания Kennametal Stellite, Гошен, Индиана, под названием STELLITE®. Один конкретный класс материалов известен как STELLITE® 6 и содержит примерно 28% Cr, примерно 1,2% С, примерно 1% Mn, примерно 1,1% Si, примерно 4,5% W, примерно до 3% Ni, и примерно до 3% Fe, с уравновешивающим Со (все проценты взяты по весу).

Корпус 112 клапана и/или обтюратор 12 4 могут быть образованы из любых подходящих материалов, которые могут быть выбраны на основании таких факторов как износостойкость, затраты, состав текучих сред, передаваемых через клапан 110 с задвижкой, и рабочие условия, такие как температура и давление. В некоторых вариантах осуществления, корпус 112 клапана и/или обтюратор 124 могут быть образованы из углеродистой стали, низкоуглеродистой стали или другого сплава на основе железа. В некоторых вариантах осуществления, корпус 112 клапана и/или обтюратор 124 могут включать в себя хромомолибденовый сплав, такой как ASTM A217-CW9, который содержит примерно 2,00-2,75% Cr, примерно 0,90-1,20% Мо, примерно 0,05-0,18% С, примерно 0,40-0,70% Mn, примерно до 0,04% Р, примерно до 0,045% S, примерно до 0,60% Si, и примерно до 0,50% Ni (все проценты взяты по весу). В других вариантах осуществления, корпус 112 клапана и/или обтюратор 124 могут включать в себя ASTM A216-WCB, который содержит всего не более 1,00% следующих элементов: примерно до 0,30% С, примерно до 1,00% Mn, примерно до 0,60% Si, примерно до 0,035% Р, примерно до 0,35% S, примерно до 0,50% Ni, примерно до 0,20% Мо, примерно до 0,30% Cu, и примерно до 0,03% V (все проценты взяты по весу).

Клапан 110 с задвижкой может работать посредством передачи текучей среды через корпус 112 клапана, в то время как обтюратор 124 находится в открытом положении (то есть, поднят, в ориентации на Фиг. 2). Клапан 110 с задвижкой может быть закрыт посредством поступательного перемещения обтюратора 124 перпендикулярно направлению потока текучей среды от второго конца 148 одной или более канавок 142 к первому концу 146 одной или более канавок 142. Перемещение обтюратора 124 вниз (в ориентации на Фиг. 2) может образовывать уплотнение между поверхностью обтюратора 124 и корпусом 112 клапана для прерывания потока через клапан 110 с задвижкой. Поток может быть перезапущен посредством поступательного перемещения обтюратора 124 в противоположном направлении, от второго конца 148 к первому концу 146 канавок 142, разрывающего уплотнение между обтюратором 124 и корпусом 112 клапана.

Поступательное перемещение обтюратора 124 от первого конца 146 ко второму концу 148 канавок 142 (то есть, открывание клапана 110 с задвижкой) может привести к уменьшению толщины обтюратора 124, по мере того как канавки 142 толкают элементы 126, 128 друг к другу. То есть, расстояние между элементами 126, 128 может уменьшаться по мере перемещения обтюратора 124 от первого конца 146 ко второму концу 148. Наоборот, поступательное перемещение обтюратора 124 от второго конца 148 к первому концу 146 канавок 142 (то есть, закрывание клапана 110 с задвижкой) может увеличивать толщину обтюратора 124, по мере того как поджимающий элемент 130 толкает элементы 126, 128 наружу.

Клапан 110 с задвижкой может переносить любую выбранную жидкость, такую как жидкая вода, пар, углеводород, пульпа, отработанная вода, и так далее. Размеры, материалы и работа клапана 110 с задвижкой могут меняться в зависимости от характеристик материала, который должен течь через клапан 110 с задвижкой. Например, некоторые клапаны с задвижкой 110 могут быть выполнены с возможностью приведения в действие вручную, например, посредством рукоятки или штурвала, а другие могут быть выполнены с возможностью приведения в действие посредством исполнительного устройства или двигателя.

Размер клапана 110 с задвижкой может быть выбран на основании эксплуатационных требований. Например, внутренняя камера 122 может иметь средний диаметр или другой характерный размер примерно от 1/8 дюйма (примерно 3,2 мм) примерно до 12 дюймов (примерно 30,5 см) или более. Например, внутренняя камера 122 может иметь средний диаметр примерно от 1/2 дюйма (примерно 12,7 мм) примерно до 3 дюймов (примерно 7 6 мм).

Управляющее устройство 136 может быть использовано для вертикального поступательного перемещения штока 138 клапана и обтюратора 124 между открытым положением и закрытым положением. Например, управляющее устройство 114 может включать в себя рукоятку или исполнительное устройство, и может быть выполнено с возможностью приведения в действие посредством человека-оператора, электрического тока, сжатого воздуха, и так далее. Если управляющее устройство 114 включает в себя рукоятку, рукоятка может включать в себя колесо, Т-образную рукоятку, рычаг или любое другое средство для приложения силы к штоку 138 клапана. В некоторых вариантах осуществления, управляющим устройством 114 может управлять компьютер.

Вертикальное положение обтюратора 124 может быть отрегулировано во время использования клапана 110 с задвижкой. То есть, обтюратор 124 может быть отрегулирован вверх или вниз для улучшения плотного прижатия к клапанным гнездам 132, 134. Поскольку элементы 126, 128 обтюратора 124 являются в целом плоскими и параллельными, обтюратор 124 может образовывать уплотнение, непроницаемое по текучей среде, в относительно широком диапазоне вертикальных положений.

По сравнению с конструкциями клапанов с параллельной задвижкой и с клиновой задвижкой предшествующего уровня техники, геометрия предложенных конструкций может обеспечивать поперечное поддерживание элементов 126, 128, когда обтюратор 124 находится в открытом положении, без потребности в скобе. Поскольку неисправность скобы может сделать клапан неработоспособным или привести к перемещению частей ниже по потоку с текучей средой, конструкции, описанные в этом документе, могут быть менее склонны к возникновению неисправности. Таким образом, могут быть уменьшены затраты на удаление и ремонт поврежденных клапанов и другого оборудования (включая время простоя).

Несмотря на то, что в данном документе настоящее изобретение описано по отношению к некоторым проиллюстрированным вариантам осуществления, специалистам в данной области техники будет понятно, что оно этим не ограничено. Наоборот, множество дополнений, опущений и изменений проиллюстрированных вариантов осуществления может быть выполнено без отхода от объема изобретения, определенного в прилагаемой формуле изобретения, включая все его правовые эквиваленты. К тому же, признаки из одного варианта осуществления могут быть объединены с признаками из другого варианта осуществления без отхода от объема изобретения, предполагаемого изобретателями. К тому же, варианты осуществления изобретения могут быть использованы с различными и разнообразными типами и конфигурациями клапанов.

Claims

1. Клапан с параллельной задвижкой, содержащий:

шток клапана, прикрепленный к обтюратору и выполненный с возможностью поступательного перемещения обтюратора относительно корпуса клапана между открытым положением и закрытым положением;

корпус клапана, содержащий внутреннюю поверхность, причем часть внутренней поверхности образует по меньшей мере одну углубленную канавку, имеющую продольную ось, ориентированную, по существу, перпендикулярно направлению потока по пути потока текучей среды через корпус клапана, причем по меньшей мере одна углубленная канавка имеет первую ширину у первого конца вблизи от пути потока текучей среды и вторую ширину у второго конца вдали от пути потока текучей среды, причем вторая ширина меньше, чем первая ширина;

обтюратор, прикрепленный к штоку клапана, содержащий первый в целом плоский элемент, второй в целом плоский элемент и поджимающий элемент между первым в целом плоским элементом и вторым в целом плоским элементом, причем первый в целом плоский элемент ориентирован, по существу, параллельно второму в целом плоскому элементу, причем обтюратор содержит по меньшей мере один направляющий рельс, содержащий часть как первого в целом плоского элемента, так и второго в целом плоского элемента, выступающий из и перпендикулярный пути потока текучей среды по меньшей мере в одну углубленную канавку в корпусе клапана, и выполненный с возможностью перемещения по меньшей мере частично внутри по меньшей мере одной углубленной канавки, когда обтюратор поступательно перемещается из закрытого положения в открытое положение; и

причем обтюратор выполнен с возможностью поступательного перемещения от первого конца по меньшей мере одной углубленной канавки ко второму концу по меньшей мере одной углубленной канавки, по мере того как обтюратор перемещается из закрытого положения в открытое положение.

2. Клапан с параллельной задвижкой по п. 1, в котором первый в целом плоский элемент и второй в целом плоский элемент обтюратора удерживаются в пределах заданного расстояния друг от друга посредством по меньшей мере одной углубленной канавки.

3. Клапан с параллельной задвижкой по п. 1, в котором по меньшей мере одна углубленная канавка выполнена с возможностью образования уменьшения расстояния между первым в целом плоским элементом и вторым в целом плоским элементом, по мере того как обтюратор перемещается из закрытого положения в открытое положение.

4. Клапан с параллельной задвижкой по п. 1, в котором первый в целом плоский элемент и второй в целом плоский элемент обтюратора удерживаются на заданном расстоянии друг от друга без скобы, прикрепленной к обтюратору.

5. Клапан с параллельной задвижкой по п. 1, дополнительно содержащий по меньшей мере одно клапанное гнездо, имеющее уплотнительную поверхность, выполненную с возможностью упора в поверхность обтюратора и образования уплотнения, непроницаемого по текучей среде, между обтюратором и корпусом клапана, когда обтюратор находится в закрытом положении.

6. Клапан с параллельной задвижкой по п. 5, в котором по меньшей мере одно клапанное гнездо приварено к корпусу клапана.

7. Клапан с параллельной задвижкой по п.6, в котором по меньшей мере одно клапанное гнездо содержит материал для упрочнения поверхности.

8. Клапан с параллельной задвижкой по п. 1, дополнительно содержащий шток клапана, прикрепленный к обтюратору и выполненный с возможностью поступательного перемещения обтюратора относительно корпуса клапана между открытым положением и закрытым положением.

9. Клапан с параллельной задвижкой по п. 8, дополнительно содержащий рукоятку, прикрепленную к штоку клапана.

10. Клапан с параллельной задвижкой по п. 1, в котором по меньшей мере одна углубленная канавка содержит две канавки, выполненные с возможностью удерживания противоположных поверхностей обтюратора, когда обтюратор находится в открытом положении.

11. Клапан с параллельной задвижкой по п. 1, в котором обтюратор выполнен с возможностью покидания по меньшей мере одной углубленной канавки, по мере того как шток клапана перемещает обтюратор из открытого положения в закрытое положение.

12. Способ работы клапана с параллельной задвижкой, содержащего корпус клапана и обтюратор, прикрепленный к штоку клапана внутри корпуса клапана, причем способ содержит этапы, на которых:

осуществляют проведение текучей среды через корпус клапана, когда обтюратор находится в открытом положении, причем корпус клапана содержит внутреннюю поверхность, причем часть внутренней поверхности образует по меньшей мере одну углубленную канавку, имеющую продольную ось, ориентированную параллельно штоку клапана и, по существу, перпендикулярно направлению потока по пути потока текучей среды через корпус клапана, причем по меньшей мере одна углубленная канавка имеет первую ширину у первого конца вблизи от пути потока текучей среды и вторую ширину у второго конца вдали от пути потока текучей среды, причем вторая ширина меньше, чем первая ширина;

поступательно перемещают обтюратор перпендикулярно направлению потока текучей среды от второго конца по меньшей мере одной углубленной канавки к первому концу по меньшей мере одной углубленной канавки; причем обтюратор содержит первый в целом плоский элемент, второй в целом плоский элемент и поджимающий элемент между первым в целом плоским элементом и вторым в целом плоским элементом, причем первый в целом плоский элемент ориентирован, по существу, параллельно второму в целом плоскому элементу, причем обтюратор дополнительно содержит по меньшей мере один направляющий рельс, содержащий часть как первого в целом плоского элемента, так и второго в целом плоского элемента, выступающий из и перпендикулярный пути потока текучей среды по меньшей мере в одну углубленную канавку в корпусе клапана, и выполненный с возможностью перемещения по меньшей мере частично внутри по меньшей мере одной углубленной канавки, когда обтюратор поступательно перемещается из закрытого положения в открытое положение; и

образуют уплотнение между поверхностью обтюратора и корпусом клапана для прерывания потока через корпус клапана.

13. Способ по п. 12, в котором поступательное перемещение обтюратора перпендикулярно направлению потока текучей среды от второго конца по меньшей мере одной углубленной канавки к первому концу по меньшей мере одной углубленной канавки, содержит этап, на котором увеличивают толщину обтюратора.

14. Способ по п. 12, дополнительно содержащий этап, на котором поступательно перемещают обтюратор перпендикулярно направлению потока текучей среды от первого конца по меньшей мере одной углубленной канавки ко второму концу по меньшей мере одной углубленной канавки для восстановления потока текучей среды через корпус клапана.

15. Способ по п. 14, в котором поступательное перемещение обтюратора перпендикулярно направлению потока текучей среды от первого конца по меньшей мере одной углубленной канавки ко второму концу по меньшей мере одной углубленной канавки, содержит этап, на котором уменьшают толщину обтюратора.

16. Способ по п. 14, дополнительно содержащий этап, на котором прерывают уплотнение между поверхностью обтюратора и корпусом клапана.