Новые патенты завода «Газпроммаш» в области арматуростроения

Современные материалы и новейшие технологии существенным образом влияют на процессы совершенствования трубопроводной арматуры. Однако в основе наиболее удачных модернизаций чаще всего лежит многолетний опыт создателей и пользователей серийных изделий. Специалисты завода «Газпроммаш» непрерывно занимаются поиском новых технических решений с последующим оформлением соответствующих патентов, защищающих интеллектуальную собственность предприятия.

Одним из наиболее интересных и популярных для продукции завода «Газпроммаш» является патент №155679 ПМ «Клапанное уплотнение».
Техническое решение, защищенное данным патентом, широко используется в предохранительных сбросных клапанах ПСК и в клапанах предохранительных запорных КПЗ, серийно выпускаемых заводом.

Клапан ГПМ-ПСК                                                     Клапан ГПМ-КПЗ

Самым серьёзным недостатком клапанов ПСК, выпускаемых серийно на многих предприятиях является адгезия (прилипание) резинового уплотнителя к корпусу клапана вызванное тем, что контакт резинового уплотнителя с корпусом клапана имеет большую площадь, а всё усилие пружины передаётся на эту площадь в течение длительного времени. Для устранения этого явления в конструкцию ПСК вводится механизм (устройство) принудительного открывания клапана (так называемого «подрыва»), которое входит в регламентные работы по обслуживанию газорегуляторных пунктов. В тоже время известно, что для обеспечения герметичности клапана достаточно совсем небольшого усилия. В конструкции, защищенной патентом №155679 ПМ, передаваемое усилие снижается за счет ограниченной деформации резинового уплотнителя под действием погружения седла и исключения контакта всей остальной поверхности резинового уплотнителя с поверхностью седла. Таким образом, обеспечивается надежная герметичность соединения при минимальной площади контакта. Ограничение деформации резинового уплотнителя обеспечивается контактом металлических периферийных плоскостей седла и клапана.

Испытания клапана ПСК, выполненного в соответствии с данным патентом, дали положительный результат. Даже через 1 год нахождения клапана в рабочем состоянии порог срабатывания (открывания) клапана не изменился, что говорит об отсутствии залипания и надежной работе клапана, а, соответственно и об отсутствии необходимости введения в конструкцию клапана устройства для принудительного отрывания. В результате использования еще одного запатентованного технического решения, отключение (закрывание) клапана осуществляется более четко, чем в других известных отечественных конструкциях.  В совокупности это позволяет констатировать, что клапаны ПСК, серийно выпускаемые заводом «Газпроммаш», по своим характеристикам не уступают лучшим европейским аналогам.

В большинстве клапанов предохранительных запорных типа КПЗ серьёзным недо-статком является разрушение эластичного резинового уплотнителя под действием ударных нагрузок возникающих при закрытии клапана. Вся кинетическая энергия ударной нагрузки клапана поглощается эластичным резиновым уплотнителем, что приводит к неограниченной деформации резинового уплотнителя и к возникновению в месте контакта седла и эластичного резинового уплотнителя напряжений, превышающих предел упругости, что вызывает разрушение эластичного резинового уплотнителя и, как следствие, приводит к быстрой потере герметичности клапана.

В клапанах КПЗ, использующих техническое решение, защищенное  патентом №155679 ПМ, поглощение кинетической энергии удара клапана осуществляется металлическими периферийными плоскостями седла и клапана, а герметичность клапана обеспечивается ограниченной деформацией эластичного резинового уплотнителя при погружении в него седла. При закрытии клапана наблюдается лёгкий металлический звук (звон), что говорит, а нормальной работе клапана. Испытания клапанов КПЗ показали следующий результат. На клапане КПЗ с DN 200мм и PN 1,6МПа (16 кгс/см2) после 4000 срабатываний герметичность клапана не нарушилась, а при визуальном осмотре на поверхности уплотнения не обнаружено даже следов от контакта с седлом, что гарантирует надёжную долговечную работу КПЗ производства завода «Газпроммаш».
Патент №158825 ПМ «Шаровой кран» защищает конструкцию шаровых кранов высокого давления PN 10МПа (100 кгс/см2) разработанных заводом «Газпроммаш».

Краны шаровые КШ, PN10МПа

В аналогах других производителей имеются два комплекта пружин, установленных на разных диаметрах. Комплект пружин прижимающих седло к шаровой пробке располагается на большом диаметре периферии седел, что приводит к увеличению габаритных размеров корпуса крана. Комплект пружин прижимающих защитное кольцо к шаровой пробке расположен на минимальном диаметре от проходного отверстия. В кранах, выполненных по патенту №158825 ПМ, оба комплекта пружин собраны в единый пакет, установлены на защитном кольце и расположены на минимальном диаметре от проходного отверстия. Для установки пакета пружин на защитное кольцо, предусматривается другое кольцо, в котором выполнен ряд сквозных и несквозных отверстий. В сквозных отверстиях установлены пружины, которые прижимают седло к шаровой пробке, а в несквозных отверстиях – пружины прижимающих защитное кольцо к шаровой пробке. Такое расположение пакета пружин обеспечивает существенное уменьшение габаритных размеров корпуса крана. На заводе «Газпроммаш» разработаны, изготовлены и испытаны модификации шаровых кранов с уменьшенными габаритами DN 50мм, 80мм, 100мм и PN 10МПа (100 кгс/см2).

Патент №154451 ПМ «Рычажно-винтовой четвертьоборотный привод» защищает конструкцию рычажно-винтовых приводов ПРВ-20, выпускаемых заводом «Газпроммаш».

 
Краны шаровые КШ с рычажно-винтовыми приводами ПРВ-20

В рычажно-винтовых приводах, поставляемых другими отечественными фирмами,  для соединения гайки с рычагом используется паз, в котором перемещается шток. Такое техническое решение создает очень большой зазор (люфт) при возвратно-поступательном перемещении (реверсе) гайки и заметно усложняет работу привода, например, при регулировании давления. Запатентованная конструкция позволяет устранить этот недостаток путем установки шарнирного подшипника в месте соединения рычага и штока гайки. Это обеспечивает минимальный зазор при возвратно-поступательном движении гайки, что существенно упрощает конструкцию.

Выбор соотношения R/H = 1,17 (где R – расстояние от оси шарнирного подшипника до оси шпинделя трубопроводной арматуры; Н – расстояние от оси винта до оси шпинделя трубопроводной арматуры), обеспечивает равные углы отклонения штока при движении гайки по винту. Такое исполнение одновременно упрощает конструкцию привода и повышает надёжность его работы. На заводе «Газпроммаш» разработан, изготовлен и испытан привод ПРВ-20, который может применяться как альтернатива (в рамках импортозамещения) приводам европейских фирм: ProGear, Rotor C° и др.

Конструкция приводов пневматических четвертьоборотных ПП-100-50 и ПП-100-100, изготавливаемых заводом «Газпроммаш, защищена патентом №151128 ПМ «Пневматический четвертьоборотный привод». В приводах, серийно выпускаемых фирмой «Тяжпромарматура» (г.Алексин, Тульской обл.), точка приложения усилия для поворота шпинделя находится ниже оси поршня, что приводит к образованию крутящего момента в плоскости перпендикулярной оси поршня. В приводах, выполненных в соответствии с патентом №151128 ПМ, ползун установлен таким образом, что его горизонтальная ось симметрии совмещена с осью сдвоенного поршня. Такое взаиморасположение полностью исключает образование крутящего момента в плоскости перпендикулярной оси поршня, снижает нагрузки и повышает надёжность работы привода.

Привод ПП-100  с узлом ЭПУУ                                 Кран КШ с приводом ПП-100

И, в заключение, еще об одной новинке. В 2016 году на заводе «Газпроммаш» разработан, изготовлен и испытан оригинальный кран КРПГ2/20, предназначенный для регулировки пламени горелки в промышленных подогревателях газа. Отличительной особенностью этого крана является используемый материал: его рабочие элементы выполнены из керамики, что обеспечивает их повышенную эрозионную и коррозионную износостойкость, а также долговечность работоспособности крана. Фактически – это «вечный» кран.

Краны КРПГ2/20

Кроме того, кран КРПГ 2/20 имеет линейную зависимость расхода газа от угла поворота шпинделя, что также улучшает его рабочие характеристики и эксплуатационные возможности. В процессе окончательной сборки или перед монтажом крана в трубопроводную обвязку, выходное отверстие крана может быть установлено с той же стороны, что и входное отверстие или с любой другой стороны крана (с дискретностью 90°). Рабочий угол поворота шпинделя крана, равный 90°, позволяет укомплектовать кран любым серийно-выпускаемым четвертьоборотным приводом.