Вентиль запорно-регулирующий

 

Изобретение относится к арматуростроению и предназначено для регулирования и перекрытия запорно-регулирующим вентилем проходных сечений трубопроводов пара, воды, других газов и жидкостей. Вентиль запорно-регулирующий содержит корпус с входным и выходным отверстиями для прохода рабочей среды, седло с конической уплотняемой поверхностью, сальниковую камеру, пакет сальниковых колец с шайбой, грундбуксу, нажимной элемент, шпиндель, связанный с рукояткой и с запорным элементом. Нижняя часть шпинделя выполнена с кольцевой проточкой для установки фиксирующего элемента. Запорный элемент выполнен с внутренней расточкой для установки фиксирующего элемента и с площадкой, расположенной внутри отверстия перпендикулярно оси. Внутренняя расточка для установки фиксирующего элемента выполнена большей по размеру, чем ширина вышеуказанной кольцевой проточки шпинделя. Торец нижней части шпинделя выполнен со ступенчатой расточкой для установки упругого элемента в ступень большего диаметра. Отверстие упругого элемента связано с соосно установленным шариком. Шарик имеет возможность контакта с площадкой внутри отверстия запорного элемента и расположен с зазором по отношению дна ступени расточки меньшего диаметра. Изобретение направлено на повышение надежности и долговечности работы устройства в условии высоких давлений и температур за счет компенсации погрешностей, возникающих при изготовлении вследствие температурных деформационных процессов в процессе эксплуатации. 2 ил.

Изобретение относится к области арматуростроения, частности к запорно-регулирующим устройствам трубопроводов пара, воды, других газов и жидкостей.

Известен вентиль запорно-проходной, содержащий корпус с наплавленным седлом из износостойкого материала и сальниковой камерой, пакет сальниковых колец с шайбой, грундбуксу, нажимную планку, бугель, шпиндель, связанный с рукояткой и со штоком с запорным элементом (см. ТУ 108-984-80).

У известного вентиля невысокая надежность запорного органа, т.к. из-за неточностей изготовления невозможно обеспечить точную соосность запорного элемента и седла, и углов конусности их рабочих поверхностей. При высоких температурах и давлениях происходят дополнительные температурные и упругие деформации, что усложняет процесс герметизации запорного органа.

Известен вентиль запорно-регулирующий, содержащий корпус с входным и выходным отверстиями для прохода рабочей среды, седлом с конической уплотняемой поверхностью, сальниковую камеру, пакет сальниковых колец с шайбой, грундбуксу, нажимной элемент, шпиндель, связанный с рукояткой и с запорным элементом, выполненным со сферической уплотняющей поверхностью, причем нижняя часть шпинделя выполнена с концевой частью сферической формы и с кольцевой проточкой для установки фиксирующего элемента, а запорный элемент с внутренней расточкой для установки фиксирующего элемента и с площадкой, расположенной внутри отверстия перпендикулярно оси, которая связана с концевой частью шпинделя (см. а.с. СССР №79349 A, F 16 K 41/04, опубл. 1950 г.).

Данное устройство обеспечивает лучшее сопряжение в запорной части за счет выполнения запорного элемента сферической формы, что обеспечивает его лучшую установку по седлу. При работе в условии высоких температур после закрытия вентиля через него не проходит рабочая среда, и его температура снижается, происходят обратные температурные изменения (шток, корпус уменьшаются в размерах), уменьшается усилие прижима запорного элемента к седлу, герметичность может быть нарушена, т.к. нет термостабилизирующего элемента. Кроме этого, в момент открытия на запорный элемент действует струя потока среды, он вращается с большой скоростью, что приводит к износу сопрягаемых поверхностей, фиксирующего элемента и снижению надежности работы вентиля.

Техническим результатом является повышение надежности и долговечности работы вентиля на высоких параметрах по температуре и давлению за счет компенсации погрешностей, возникающих при изготовлении, вследствие температурных деформационных процессов в процессе эксплуатации, снижение износа деталей, поверхностей сопряжения запорного элемента со шпинделем, обеспечение возможности работы ВЗР в режиме регулятора потока.

Достигается это тем, что в вентиле запорно-регулирующем, содержащем корпус с входным и выходным отверстиями для прохода рабочей среды, седлом с конической уплотняемой поверхностью, сальниковую камеру, пакет сальниковых колец с шайбой, грундбуксу, нажимной элемент, шпиндель, связанный с рукояткой и с запорным элементом, причем нижняя часть шпинделя выполнена с кольцевой проточкой для установки фиксирующего элемента, а запорный элемент выполнен с внутренней расточкой для установки фиксирующего элемента и с площадкой, расположенной внутри отверстия перпендикулярно оси, внутренняя расточка для установки фиксирующего элемента выполнена большей по размеру, чем ширина вышеуказанной кольцевой проточки шпинделя, а торец нижней части шпинделя выполнен со ступенчатой расточкой для установки упругого элемента в ступень большего диаметра, отверстие которой связано с соосно установленным шариком, имеющим возможность контакта с площадкой внутри отверстия запорного элемента и расположенным с зазором по отношению дна ступени расточки меньшего диаметра.

На фиг.1 показан ВЗР; на фиг.2 - фрагмент 1 фиг.1.

Вентиль запорно-регулирующий (фиг.1) содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 2 отверстиями для прохода рабочей среды, седлом 4 с конической уплотняемой поверхностью 5, сальниковую камеру 6. В сальниковой камере 6 установлен пакет сальниковых колец 7 с шайбой 8 и грундбуксой 9. Нажимной элемент 10 связан с грундбуксой 9 и шпинделем 11, последний связан с рукояткой 12 и с запорным элементом 13, выполненным со сферической уплотняющей поверхностью 14. Нижняя часть 15 шпинделя 11 выполнена с кольцевой проточкой 17 для установки фиксирующего элемента 18, например, в виде разрезного пружинного кольца. Запорный элемент 13 выполнен с внутренней расточкой 19 для установки фиксирующего элемента 18, большей по размеру, чем ширина вышеуказанной кольцевой проточки 17 шпинделя 11, и с площадкой 20, расположенной внутри отверстия перпендикулярно оси. Нижняя часть 15 шпинделя 11 выполнена со ступенчатой расточкой со стороны торца 21 нижней части 15 шпинделя 11 для установки упругого элемента 22 в ступень большего диаметра 23, например, в виде шайбы с пружинными свойствами. Шарик 24 контактирует с площадкой 20 внутри отверстия запорного элемента 13. Шарик 24 установлен с зазором по отношению дна 25 ступени расточки 26 меньшего диаметра.

Работа устройства (фиг.1, 2).

Рукояткой 12 шпиндель 11 поворачивается против часовой стрелки, выворачивается из нажимного элемента 10 и тянет за собой запорный элемент 13. Между сферической поверхностью 14 запорного элемента 13 и конической поверхностью 5 седла 4 образуется зазор, рабочая среда поступает от входного отверстия 2 к выходному отверстию 3. Упругий элемент 23 постоянно поджимает и обеспечивает натяг (беззазорное подвижное соединение) в соединении "запорный элемент 13 - нижняя часть 15 шпинделя 11", что позволяет использовать ВЗР в режиме регулирования потока среды и точно изменять зазор между запорным элементом 13 и седлом 4. Закрытие устройства происходит в обратном порядке. Рукояткой 12 шпиндель 11 поворачивается по часовой стрелке, при этом он ввертывается в нажимной элемент 10, толкает запорный элемент 13, который перемещается. После установки запорного элемента 13 по седлу 4 происходит его прижим с определенным усилием, при этом происходит сжатие упругого элемента 22 до возможного упора шарика 24 в дно 25 ступени 26 конца 15 шпинделя 11. При работе в условии высокой температуры (500°С) из-за теплового расширения удлиняются на разные величины шпиндель, корпус и др. детали, а после закрытия вентиля, т.к. поток среды не проходит через него, все детали остывают до температуры 80...100°С и уменьшаются в размерах неодинаково, это может привести к уменьшению усилия прижима запорного элемента 13 к седлу 4, что может привести к разгерметизации. В данном случае этого не происходит, т.к. упругий элемент 22 является термостабилизирующим элементом, и при уменьшении длины шпинделя 11 он распрямляется и поджимает запорный элемент 13 к седлу 4 с усилием, достаточным для обеспечения герметичности ВЗР. Это обеспечивает тем, что размер внутренней расточки 19 запорного элемента 13 выполнен большим размера кольцевой проточки для обеспечения его перемещения.

Наличие (термостабилизирующего) упругого элемента, связанного через шарик, с площадкой запорного элемента обеспечивает надежную работу ВЗР в условии перепада температур, достаточную жесткость системы "запорный элемент - нижняя часть шпинделя" для устойчивого противостояния вибрациям потока в момент открытия и закрытия ВЗР, исключает вращение запорного элемента, что позволяет использовать вентиль в качестве регулятора потока среды, а также снижать износ деталей, поверхностей сопряжения запорного элемента со шпинделем (включая фиксирующий элемент) - это повышает надежность и долговечность ВЗР в целом. Данный ВЗР может быть использован в качестве запорного и регулирующего устройства в энергетической, химической, газовой, нефтяной промышленности.

Формула изобретения

Вентиль запорно-регулирующий, содержащий корпус с входным и выходным отверстиями для прохода рабочей среды, седлом с конической уплотняемой поверхностью, сальниковую камеру, пакет сальниковых колец с шайбой, грундбуксу, нажимной элемент, шпиндель, связанный с рукояткой и с запорным элементом, причем нижняя часть шпинделя выполнена с кольцевой проточкой для установки фиксирующего элемента, а запорный элемент выполнен с внутренней расточкой для установки фиксирующего элемента и с площадкой, расположенной внутри отверстия перпендикулярно оси, отличающийся тем, что внутренняя расточка для установки фиксирующего элемента выполнена большей по размеру, чем ширина вышеуказанной кольцевой проточки шпинделя, а торец нижней части шпинделя выполнен со ступенчатой расточкой для установки упругого элемента в ступень большего диаметра, отверстие которого связано с соосно установленным шариком, имеющим возможность контакта с площадкой внутри отверстия запорного элемента и расположенным с зазором по отношению дна ступени расточки меньшего диаметра.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2