Шаровой клапан


 


Владельцы патента RU 2551711:

Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" (RU)

Изобретение относится к арматуростроению, а именно к шаровым клапанам с дистанционным управлением, и предназначено для использования в условиях криогенных температур, например, в ракетной технике для пуска и отсечки компонентов в агрегаты двигателя. Шаровой клапан содержит корпус 1 с входным переходником 2, выходным переходником 26 с отверстием, шаровой затвор 3 со шлицевым отверстием и проточкой, вал 4, уплотнение вала 4 и нижнюю опору 5. Во входном переходнике 2 выполнена проточка, в которую установлено уплотнение в виде манжеты 6. Уплотнение взаимодействует с поверхностью проточки входного переходника 2 и кромкой манжеты 6 с шаровым затвором 3. Вал 4 установлен в шарикоподшипниках 8. В проточку шарового затвора 3 установлен шарикоподшипник 8, взаимодействующий с нижней опорой 26. На внутренней поверхности кромки манжеты 6 выполнен уступ с конической поверхностью, параллельной касательной к окружности шарового затвора 3. Изобретение направлено на упрощение конструкции, на снижение момента поворота затвора с валом, на повышение герметичности шарового клапана при больших проходных сечениях в условиях криогенных температур компонентов, на увеличение ресурса работы шарового клапана. 1 ил.

 

Изобретение относится к арматуростроению, а именно к шаровым клапанам с дистанционным управлением, и предназначено для использования в условиях криогенных температур и больших проходных сечениях шаровых клапанов, например, в ракетной технике для пуска и отсечки компонентов в агрегаты двигателя.

Известен трех или четырехходовой шаровой клапан (заявка FR 2653522, МПК F16K 5/06), содержащий корпус, сферический затвор, приводной шток, уплотнение сферического затвора, уплотнение приводного штока. Недостатком указанного шарового клапана является то, что сферический затвор не имеет опор в корпусе, тем самым все усилие воспринимается уплотнениями и при больших проходных сечениях шарового клапана значительно возрастает момент вращения шарового затвора.

Известен шаровой клапан (патент RU 2302574, МПК F16K 5/20), содержащий корпус, расположенный в нем шпиндель, шаровую пробку и узел уплотнений в виде разъемных кольцевых седел. К недостатку данной конструкции можно отнести применение упругих уплотнительных колец со сложной конструкцией заделки.

Известен шаровой кран двустороннего действия для высоких входных давлений (патент RU 2267683, МПК F16K 5/20, 27/06), содержащий корпус, приводной вал, шаровой запорный орган, седла-уплотнители и поджимные устройства. К недостатку данной конструкции можно отнести повышенный момент трения при срабатывании шарового крана на открытие при больших проходных сечениях шарового клапана.

Известен шаровой клапан (заявка US 4678161, МПК F16K 5/06, K 25/00), содержащий корпус, сферический затвор, кольцевые прокладки, держатели, поворотный вал, уплотнение вала, опорный вал.

К недостаткам шарового клапана следует отнести сложность обеспечения плотного прилегания сферического затвора к поверхности поворотного и опорного валов и к кольцевым прокладкам и невозможность обеспечения малого момента на сферическом затворе во время срабатывания шарового клапана при больших проходных сечениях шарового затвора.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство (заявка DE 4141287 A1, МПК F16K 39/06, 5/20, 5/06 от 17.06.1993), содержащее корпус с входным, выходными переходниками, шаровой затвор с валом и нижней опорой, выполненный за одно целое, уплотнение вала.

К недостаткам данной конструкции можно отнести невозможность использования конструкции при эксплуатации в условиях низких температур в связи с применением резиновых уплотнений, а также использование рычага для обеспечения срабатывания устройства, что затруднительно при автономном использовании устройства.

Задачей предлагаемого изобретения является упрощение конструкции, снижение момента поворота шарового затвора, повышение герметичности с эксплуатацией агрегата большого проходного сечения при работе в условиях криогенных температур компонентов, увеличение ресурса работы агрегата.

Поставленная задача решается следующим образом.

В известном устройстве, содержащем корпус с входным, выходным переходниками с отверстием, шаровой затвор, вал, уплотнение вала, нижнюю опору, согласно изобретению во входном переходнике выполнена проточка, в которую установлено уплотнение в виде манжеты, взаимодействующее упругим элементом с поверхностью проточки входного переходника и кромкой манжеты с шаровым затвором, в шаровом затворе выполнено шлицевое отверстие, взаимодействующее с валом, и проточка, в которую установлен шарикоподшипник, при этом вал установлен в шарикоподшипники, а шарикоподшипник, установленный в проточку шарового затвора, взаимодействует с нижней опорой. На внутренний поверхности кромки манжеты выполнен уступ с конической поверхностью, параллельной касательной к окружности шарового затвора.

Манжета, установленная упругим элементом в проточку входного переходника, позволяет обеспечить плотное прилегание кромки манжеты к шаровому затвору даже при отклонении от соосности между манжетой и шаровым затвором.

Шлицевое соединение между шаровым затвором и валом исключает воздействие на шаровой затвор силы от давления на площадь вала.

Уступ манжеты с конической поверхностью, параллельной касательной к окружности шарового затвора, опирается на шаровой затвор при прохождении отверстия шарового затвора через кромку манжеты, что способствует уменьшению износа кромки манжеты.

Предлагаемый шаровой клапан представлен на чертеже, где:

1 - корпус;

2 - входной переходник;

3 - затвор шаровой;

4 - вал;

5 - нижняя опора;

6 - манжета с уступом с конической поверхностью;

7 - кольцо уплотнительное;

8 - шарикоподшипник;

9, 17, 28 - гайка;

10, 13, 25 - опора;

11, 23, 24 - пружина;

12, 20, 22 - упор;

14 - винт;

15 - шайба;

16, 19 - штифт;

18 - полумуфта;

21 - проставка;

26 - выходной переходник;

27 - заглушка.

На фиг.1 показан общий вид шарового клапана в разрезе.

Клапан состоит из корпуса 1, входного переходника 2, шарового затвора 3, вала 4, нижней опоры 5. Вал уплотняется кольцом 7 и установлен на шарикоподшипниках 8. Манжета 6 кромкой обеспечивает герметичность по сфере шарового затвора, а упругим элементом герметизируется по внутренней поверхности проточки входного переходника с помощью подпружиненной опоры 10. Вал взаимодействует с шаровым затвором с помощью шлицевого соединения. Один шарикоподшипник вала подпружинен к торцу шарового затвора, другой поджат к опоре 13 гайкой 17 через упор 20.

По торцу опора 13 взаимодействует со вторым уплотнительным кольцом 7. Между уплотнительными кольцами имеется дренаж. Упор 20 фиксируется штифтом 16 с помощью болта 14. На валу установлена полумуфта 18, закрепленная штифтом 19, для стыковки с электроприводом. Нижняя опора установлена в корпус с помощью заглушки 27 и гайки 28 и взаимодействует с шарикоподшипником, установленным в проточку шарового затвора.

Переходники 2 и 26 крепятся к корпусу винтами. Пружина 24 через опору 25 и подшипник 8 поджимает шаровой затвор с другим подшипником 8 до упора в торец нижней опоры 5.

По команде на открытие шарового клапана полумуфта 18 и вал 4 с шаровым затвором 3 поворачиваются на 90° до контакта с упором 20, при этом проходное сечение шарового клапана для подачи компонента открывается полностью. Такое положение шарового клапана сохраняется в течение всего времени работы двигателя. По команде на закрытие полумуфта 18 и вал 4 с шаровым затвором 3 возвращаются в исходное положение, при этом шаровой клапан закрывается, отсекая подачу компонента.

Установка вала 4 и шарового затвора 3 на шарикоподшипники 8 способствует уменьшению момента поворота шарового затвора при большом проходном сечении шарового клапана.

Манжета 6, установленная упругим элементом в проточку входного переходника 2, позволяет обеспечить плотное прилегание кромки манжеты к шаровому затвору 3 даже при отклонении от соосности между манжетой 6 и шаровым затвором. На внутренний поверхности кромки манжеты выполнен уступ с конической поверхностью, параллельной касательной к окружности шарового затвора. Плотное прилегание упругого элемента и кромки манжеты 6 к поверхности проточки входного переходника 2 и к шаровому затвору 3 соответственно, а также опора манжеты уступом с конической поверхности на шаровой затвор позволяет получить высокую герметичность отсечки криогенного компонента в закрытом положении шарового клапана большого проходного сечения при многократных срабатываниях. Шлицевое соединение между шаровым затвором 3 и валом 4 исключает воздействие на шаровой затвор 3 силы от давления на площадь вала 4 и обеспечивает нахождение шарового затвора 3 в одном положении, что улучшает герметичность отсечки шарового клапана в закрытом положении.

При прохождении отверстия шарового затвора 3 через кромку манжеты 6 шаровой затвор 3 опирается на коническую поверхность уступа манжеты 6, что способствует уменьшению износа кромки манжеты 6.

Так как использование шарового клапана предполагается в условиях криогенных температур, например в ракетной технике, для изготовления деталей используются: алюм. сплав АМг6, стали 12X18H10T, 07X16H6; фторопласт-4 для манжеты и уплотнительных колец, уплотняющих шаровой затвор, и другие материалы.

Шаровой клапан, содержащий корпус с входным, выходным переходниками с отверстием, шаровой затвор со шлицевым отверстием и проточкой, вал, уплотнение вала, нижнюю опору, отличающийся тем, что во входном переходнике выполнена проточка, в которую установлено уплотнение в виде манжеты, взаимодействующее с поверхностью проточки входного переходника и кромкой манжеты с шаровым затвором, вал установлен в шарикоподшипники, в проточку шарового затвора установлен шарикоподшипник, взаимодействующий с нижней опорой, при этом на внутренней поверхности кромки манжеты выполнен уступ с конической поверхностью, параллельной касательной к окружности шарового затвора.



 

Похожие патенты:

Кран // 2542774
Изобретение относится к трубопроводной арматуре и предназначено для управления потоком рабочей среды с абразивными включениями в качестве запорного и запорно-регулирующего крана.

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и предназначено для управления потоком рабочей среды в магистральных трубопроводах высокого давления. Шаровой кран содержит корпус с входным и выходным отверстием и опорной поверхностью на его нижней части, седло с конической уплотнительной поверхностью, выемную часть из шарового затвора со сферической поверхностью, фонаря с сальником, привода с возвратно-поступательным движением штока и устройства, приводящего к взаимодействию уплотнительных поверхностей шарового затвора и седла корпуса.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к ракетно-космической технике, и предназначено в качестве запорного клапана с ручным приводом для обеспечения работоспособности в условиях биологически вредных сред, при криогенных температурах и при невесомости.

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и предназначено для установки в магистрали для открытия или закрытия линии текучей среды. Клапан с регулировкой контактного давления включает в себя корпус (100) клапана, кольцеобразный держатель (300) клапанного седла, упругий элемент (400), шарик (200), регулировочный элемент (500) с парой регулировочных колец (510) и регулировочной шпонкой (520) между ними.

Изобретение относится к арматуростроению, а именно к шаровым клапанам с дистанционным управлением, и предназначено для использования, например, в ракетной технике для пуска и отсечки компонентов в агрегаты двигателя.

Изобретение относится к арматуростроению и предназначено для перекрытия потоков рабочей среды, проходящих по трубопроводам. .

Изобретение относится к запорным вентилям и предназначено для использования в трубопроводной арматуре. .

Изобретение относится к трубопроводной арматуре для энергетических объектов, характеризующихся высокими параметрами рабочих сред - температура до 560°С, давление до 40 МПа, и предназначено для перекрытия потоков.

Изобретение относится к арматуростроению и может быть использовано в качестве запорно-регулирующего органа при трубопроводном транспорте газа, нефти, воды и других жидкостей и газообразных веществ.

Изобретение относится к арматуростроению и предназначено в качестве запорной арматуры для применения в трубо- и продуктопроводах с любым давлением транспортируемой среды.

Изобретение относится к электроприводной арматуре и предназначено для обеспечения взрывобезопасного и экономичного сжигания углеводородного топлива (газ, мазут) в энергетических котлоагрегатах.

Группа изобретений относится к арматуростроению и предназначена в качестве обтюраторного клапана для соединения труб. Клапан 1 содержит, по меньшей мере, один корпус с проточным проходом, обтюратор 16, удерживаемый в положении покоя напротив гнезда 14 посредством действия первой силы, образуемой средством 38 предварительного нагружения.

Кран // 2542774
Изобретение относится к трубопроводной арматуре и предназначено для управления потоком рабочей среды с абразивными включениями в качестве запорного и запорно-регулирующего крана.

Изобретение относится к запорной трубопроводной арматуре и предназначено для перекрытия и регулирования потока различных жидких сред. Шаровой кран содержит корпус с входным и выходным патрубками, шаровую полую пробку с профилированным центральным проходным отверстием, поджатые к шаровой пробке входное и выходное седла, установленные соответственно на выходном и входном участках входного и выходного патрубков, и сопряженный с шаровой пробкой шпиндель, на котором закреплена ручка.

Изобретение относится к трубопроводной арматуре, в частности к узлам уплотнения подвижных соединений, а именно к шаровым кранам с уплотняющими седлами из материала с низким модулем упругости, например из терморасширенного графита, и предназначено для надежного перекрытия и/или регулирования потоков рабочей среды, транспортируемой по трубопроводу.

Изобретение относится к жидкостным запорно-выпускным устройствам, в частности к металлическому посадочному месту для высокотемпературных жидкостей. Металлическое посадочное место снабжено непосредственным уплотнением типа металл к металлу с корпусом клапана путем изменения формы самого посадочного места.

Изобретение относится к электроприводной арматуре, используемой, в частности, в системах топливообеспечения энергетических котлоагрегатов и газопотребляющих систем, и предназначено для обеспечения взрывобезопасного и экономичного сжигания углеводородного топлива (газ, мазут) в энергетических котлоагрегатах.

Изобретение относится к арматуростроению и предназначено для применения в качестве запорно-очистительной арматуры на трубопроводах сети холодного или горячего водоснабжения, газовой сети и т.д.

Изобретение относится к арматуростроению и предназначено, в частности, для использования в трубопроводной запорной арматуре пневмогидросистем ракет-носителей космического назначения, а также в любой отрасли промышленности, использующей гидравлическую технику, где необходимо периодически перекрывать большие расходы жидкостей.

Изобретение относится к области арматуростроения и предназначено для использования на магистральных нефтепроводах, газопроводах, на предприятиях энергетического комплекса, нефтеперерабатывающей химической промышленности.

(57) Группа изобретений относится к арматуростроению и предназначена в качестве гидравлических клапанов с характеристиками настраиваемой герметичности для управления потоком текучих сред в установках или системах управления технологическими процессами.
Наверх