Клапан

 

ае (и)1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН .

g g F 16 К 31/122

L I !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬЩФ (21) 3340259/25-08 (22) 14.09.81, (46) 15.07.83, Бюл. и 26 (72) А.В. Качанов и Л.К. Мельников (53) 621.646(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР и 567880, кл. F 16 К 3/02, 1972.

2. Авторское свидетельство CCCP и 732612, кл. F 16 К 31/122, 1980 (прототип) ° (54)(57) КЛАПАН, содержащий корпус с размещенным в нем запорным органом золотникового типа, связанным штоком с поршнем привода, разделяющим уп" равляющие полости открытия и закрытия, причем в запорном органе выполнена кольцевая расточка с размещенным в ней полым уплотнительным эле. ментом, полость которого сообщена с . осевым каналом штока, о т л и ч а юшийся тем, что; с целью упрощения эксплуатации и повышения долговечности, шток снабжен упором и буртом, расположенным на противоположном запорному органу торце, а в корпусе выполнены дренажная камера и гообщенная с ней кольцевая канавка, причем бурт штока размещен в ка" навке с зазором, а поршень привода установлен на штоке с возможностью осевого перемещения, подпружинен в сторону запорного органа относительно бурта штока и снабжен цилиндрическими, охватывающими шток хвостовиками, один из которых размещен в управляющей полости открытия, а другой выполнен с возможностью взаимо" действия с упором штока, размещен в управляющей полости закрытия и содержит три последовательно располо" женные кольцевые канавки, причем полости крайних канавок сообщены с полостью закрытия, а полость средней с осевым каналом штока. ° В д

1 10289

Изобретение относится к арматуростроению и может применяться в различных трубопроводных системах, Известен клапан, содержащий корпус, внутри которого размещен запорный орган золотникового типа, связанный штоком с поршнем привода, причем в поршне выполнена камера и в ней установлен плунжер, в запорном органе выполнена кольцевая расточка 10 с размещенным в ней полым уплотнительным элементом, полость которого сооб" щена с камерой посредством канала в штоке 11 J.

Однако данный клапан не обеспечивает полного устранения трения запорного органа о седловую поверхность, поскольку в начальный момент перемещения запорного органа уплотнительный элемент остается прижатым к сед- 20 лу, что приводит к его износу.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является кла. пан, содержащий корпус, s котором размещен запорный орган золотниково- 25 го типа, связанный штоком с поршнем привода, разделяющим управляющие полости открытия и закрытия, причем в запорном органе выполнена кольце вая расточка с размещенным в ней полым уплотнительным элементом, полость которого сообщена с осевым каналом штока (2 g.

Недостатком известного клапана является сложность управления, так как требуется раздельное обслуживание

35 управляющих полостей. Кроме того, недостаточно гарантированное отсутствие трения уплотнительного элемента о седловую поверхность в начальный 40 момент времени открытия приводит к повышению износа уплотнительного эле" мента в начальный момент открытия кл*" пана и снижению его долговечности.

Цель изобретения — упрощение экс" плуатации и повышение долговечности

45 клапана.

Указанная цель достигается тем, что в клапане, содержащем, корпус с размещенным в нем запорным органом золотникового типа, связанным штоком с поршнем привода, разделяющим управляющие полости открытия и закрытия, причем в запорном органе выполнена кольцевая расточка с размещенным в ней полым уплотнительным элементом, полость которого сообщена с осевым каналом штока, последний снабжен упо- ром и буртом, расположенным на проти-, воположном запорному органу торце, а в корпусе выполнены дренажная каме-, ра и сообщенная с ней кольцевая канавка, причем бурт штока размещен в канавке с зазором, а поршень привода установлен на штоке с возможностью осевого перемещения, подпружинен в сторону запорного органа относительно бурта штока и снабжен двумя цилиндрическими, охватывающими шток хвостовиками, один из которых размещен в управляющей полости открытия, а другой выполнен с возможностью взаимодействия с упором штока, размещен в управляющей полости закрытия и содержит три последовательно расположенные кольцевые канавки, причем полости крайних канавок сообщены с полостью закрытия, а полость средней - с осевым каналом штока.

На чертеже показан клапан, разрез.

В корпусе 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками и седлом 4 установлен запорный орган 5, жестко связанный со штоком 6. В запорном органе 5 выполнена кольцевая расточка 7, в ко". торой размещен полый уплотнительный элемент 8, внутренняя полость 9 которого сообщается с осевым каналом 10 штока 6. В корпусе 1 жестко установлена перегородка 11. На штоке б под" вижно размещен поршень 12, поджатый пружиной 13 в сторону запорного органа 5 относительно поршневого бурта

14, расположенного на противоположном запорному органу 5 торце штока б с зазором к,кольцевой канавке I5, сообщающейся с дренажной камерой 16.

Поршень 12 выполнен с двумя цилиндрическими.. хвостовиками I7 и 18. Хвос" товик 17 размещен снаружи кольцевой расточки 19 штока 6 в управляющей полости открытия 20 и выполнен с кольцевой канавкой 21, сообщенной с полостью 20 посредством отверстий 22 в дне канавки 21. Хвостовик 18 контактирует с упором 23 штока 6 и расположен в управляющей полости закрытия

24, сообщающейся с управляющей магистралью 25 подачи командного газа.

На внутренней поверхности хвостовика

18 выполнены три кольцевые канавки

26, 27 и 28, полости которых, кроме средней канавки 27, сообщаются посредством отверстий 29 и 30 с ynpas.ляющей полостью закрытия 24, Полость средней канавки 27 сообщена посредством осевого канала I0 штока 6 с внут3 10289 ренней полостью 9 полого уплотнительного элемента 8. В полости 20 установлен поджатый пружиной 31 кольце вой компенсирующий поршень 32. В нижней части корпуса 1 соосно штоку 6 выполнена расточка 33, с enopoA esaимодействует выступающая полая цилиндрическая эаконцовка 34 штока 6, внутрення полость 35 которой связана посредством дополнительного осевого 10 канала 36 штока 6 с дренажной камерой 16.

Клапан работает следующим образом;

Для закрытия клапана подается дав- ление командного газа через магист" раль 25 в управляющую полость открытия 24. Поршень 12 поднимается и эа счет пружины 13 поднимает шток 6.

При- этом поршень 12 и шток 6 подни" маются в корпусе 1 синхронно. Приперемещении штока 6 вверх- поршневой бурт 14 разобщает кольцевую канавку

15 и полость открытия 20,от дренажной камеры 16. Поршень 12 и шток 6 перемещаются вверх синхронно до упора торцом штока 6, на котором расположен поршневой бурт 14, в корпус 1. клапана. Запорный орган 5, в расточке 7 которого размещен полый уплот- ". нительный элемент 8, в этот момент оказывается расположенным внутри седла 4 с зазором между уплотнительным элементом 8 и седлом 4. Далее под действием давления командного газа в управляющей полости закрытия 24 перемещается вверх только поршень 12, поджимая пружину 13, При этом за счет отверстия 29 в днище канавки 26 управляющая полость 24 сообщается с осевым каналом 1О штока 6 и с no"

40 лостью 9, надувает уплотнительный элемент 8, обеспечивая герметичность разобщения входного патрубка 2 от вы- . ходного 3 и прекращая перетекание раг бочей средычерез клапан. При дальнейшем поднятии поршня 12 эа счет отверстия 30, кольцевой расточки 19 и . отверстия 22 происходит сообщение управляющих полостей 20 и 24. Командный гаэ перетекает из полости 24 в по- ® лость 20 до уравновешивания давлений в них. При этом пружина 13 начинает опускать поршень 12 до момента силового уравновешивания усилий, действующих на поршень-12, При опускании 55 поршня 12 шток б остается неподвижным, происходит разобщение полостем

24 и 20, давление в полости 20 пада-:

35 4 ет, а в полости 24 - возрастает. При достижении равновесия между силой,,действующей от давления газа в управляющей полости 20, и усилиями пружин

13 и 31 с одной стороны на поршень

l2 и силой от давления командного газа в полости 24, действующей с другой стороны на поршень 12, поршень 12 останавливается, Осевой канал 10 што" ка 6 в этот момент сообщается через отверстие 29 с полостью 24. Поршневой бурт 14 в это время разобщает полость 20 от дренажной камеры 16. Под, жатый пружиной 31 кольцевой компенси" рующий. поршень 32 обеспечивает компенсацию изменения объема полости 20 при ходе поршня 12 вверх и вниз, а при сообщении обеих полостей 20 и 24 одна с другой поджимается до упора в корпус 1.

Для открытия клапана сбрасывается давление командного газа из полости

24, при этом сбрасывается давление газа из полости 9 уплотнительного элемента 8 через осевой канал 10 и отверстие 29. Запорный орган 5 переста.".. ет обеспечивать герметичность .в зоне сопряжения с .седлом 4. Под действием давления газа, оставшегося в полости

:20, и пружины 13 поршень 12 переме:щается вниз при неподвижном штоке 6. Опустившись до упора хвостовиком 18

1в упор 23 штока 6, поршень 12 теперь уже только под действием давления га,за в управляющей полости 20 опуска"

:ется совместно со штоком 6 до упора упором 23 в жесткую перегородку 11 корпуса 1 клапана. При этом порш." невой бурт 14 останавливается в коль:цевой канавке 15 с зазором к ней, обеспечивая сброс командного газа из полости 20 через дренажную камеру 16 в окружающую среду. Кольцевой компенсирующий поршень 32 под действием пружины 31 возвращается в исходное положение. Клапан открыт. Полость 24 отделена канавкой 27 от осевого ка" нала 10 штока 6, и из патрубка-2 че" рез проходное сечение седла 4 в патрубок 3 протекает рабочая среда;

Во время всего цикла работы клапана при ходе штока 6 вверх и вниз цилиндрическая эаконцовка 34 штока 6 не выходит из контакта с кольцевой расточкой 33 в корпусе 1, уменьшая осевое силовое воздействие на шток 6 от давления рабочей среды при открытом положении клапана и s моменты

5 1028935 6 открытия и закрытия клапана, когда фирование колебаний штока 6 при его полый уплотнительный элемент 8 на- перемещении в корпусе 1 клапана. ходится внутри седла 4 в ненадутом Технико-экономическая эффективсостоянии, т.е. при наличии негерме" ность клапана заключается в простоте тичности и проникновении рабочей управления, надежности в работе и среды через посадочную поверхность. обеспечении нормальной работоспособКроме того, путем сообщения посредст- ности в течение длительного промежутвом дополнительного осевого канала ка времени при незначительном износе

36 штока 6 внутренней полости 35 с плотнительного элемента запорного дренажной камерой 16 происходит демп- органа.

Ь

ВНИИПИ Заказ 4931/35

Тираж 925 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород,ул.Проектная,4