Шаровой клапан



Шаровой клапан
Шаровой клапан

 


Владельцы патента RU 2593730:

Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева" (RU)

Изобретение относится к шаровым клапанам и предназначено для подачи и отсечки как высокотемпературных, так и низкотемпературных газов, в частности, в пневмосистемах летательных аппаратов. В корпусе 1 шарового клапана установлен шаровой затвор 2, взаимодействующий с двух сторон с металлическими седлами 3 и 4. Седла выполнены в виде тонкостенных конических воронок с опорами 6 и 9. Входная воронка имеет отбортовку 5 на торце меньшего диаметра и герметично крепится большим диаметром на опоре 6 входного наконечника 7. Воронка на выходе герметично соединена меньшим диаметром с опорой 9, герметично зажатой по большому диаметру между корпусом 1 и выходным наконечником 11. На опорах 6 и 9 седел 3 и 4 в местах крепления с воронками выполнены конические поверхности с углом меньшим, чем угол конуса воронки седел 3 и 4. Изобретение направлено на повышение герметичности и надежности клапана. 3 ил.

 

Изобретение относится к шаровым клапанам и может быть использовано для подачи и отсечки как высокотемпературных, так и низкотемпературных жидкостей и газов, в частности, в пневмосистемах летательных аппаратов.

Известен шаровой клапан для высокотемпературных сред с самоустанавливающимися седлами, например авторское свидетельство СССР №1076683 кл. F16K 49/00 1982, содержащий корпус, поворотный запорный орган и самоустанавливающиеся седла. Перед подачей рабочей среды включается система охлаждения, охлаждающая среда подается в охлаждаемые корпус, поворотный запорный орган и самоустанавливающиеся седла. По каналу охлаждающая и управляющая среда подается в герметичную полость и прижимает уплотнительную кольцевую поверхность седла, выполненную в виде сферической упругодеформируемой охлаждаемой металлической стенки к запорному органу. При переключении шарового крана давление в герметичной полости седел сбрасывается, запорный орган поворачивается в закрытое положение и давление вновь подается в герметичную полость.

Недостатки такой конструкции шарового клапана заключаются в следующем:

- сложность конструкции и эксплуатации шарового клапана, так как для работы клапана требуется система подачи и сброса давления для изменения поджатая седла на запорный орган, а это увеличивает габариты и усложняет компоновку пневмо-гидросистем, в частности, летательных аппаратов;

- невозможность использования для маленьких проходных отверстий из-за сложности изготовления самоустанавливающихся седел.

Известен шаровой клапан, взятый за прототип изобретения, по патенту США №4750708, кл. F16K 5/06, содержащий корпус с наконечниками, запорный орган - шар, вращаемый приводом, симметрично расположенные относительно шара металлические седла, опорные и упругие уплотнительные кольца. Седло имеет вид фигурного кольца, у которого по внешнему ободу имеется цилиндрическая отбортовка, переходящая в тороидально изогнутый участок, а далее в конический. Поверхность конического участка взаимодействует с шаровой поверхностью запорного органа и является для него уплотняющей и опорной поверхностью. Внутренний край конической поверхности седла заострен дугообразно для предотвращения царапания шаровой поверхности при вращении запорного органа.

Каждое седло устанавливается цилиндрической поверхностью в расточку корпуса с упором тороидального участка в выступ расточки для уплотнения, а конический участок поверхности взаимодействует по окружности с шаром. Седло имеет дополнительное уплотнение, для чего внутрь цилиндрической поверхности седла установлено опорное кольцо, которое составляет заседловое уплотнение кольцевой опорной части цилиндрического обода седла совместно с упругим радиально вставленным в корпус кольцом. Во время подачи высокого давления рабочего тела седло упруго деформируется в выступ расточки корпуса для лучшего уплотнения, а уплотнение с поверхностью шара с конусной части переходит на тороидальный участок. Таким образом, герметичность клапана в закрытом положении осуществляется при помощи упругодеформируемого тороидального участка седла.

Данная конструкция имеет ряд недостатков:

- возможна негерметичность по седлу, установленному вторым при сборке клапана. Это происходит из-за того, что при сборке клапана и установке первого седла контакт шара с седлом по конической поверхности закрепляет шар от радиальных перемещений, а установка второго седла, имеющего другие несоостности конусной поверхности относительно тороидального участка и расточки в корпусе, делает невозможной замкнутость линии контакта конусной поверхности седла с шаром;

- при подаче газа в наконечник и в случае негерметичности по первому седлу второе седло не уплотняется на запорном органе, так как отжимается от шаровой поверхности давлением, вызванным негерметичностью первого седла;

- невозможно применение клапана при высокотемпературных газовых средах из-за неметаллических уплотнительных упругих колец;

- наличие упругодеформируемого тороидального участка седла, который имеет большую жесткость, при уплотнении «металл по металлу» приводит к повышенной негерметичности из-за трудности тороидальным участком компенсировать зазоры, вызванные отклонениями от шаровой формы.

Предлагаемое изобретение направлено на устранение указанных недостатков и в конечном счете, на повышение герметичности и надежности клапана.

Для этого, в отличие от известной конструкции шарового клапана, входное уплотняющее седло изготовлено в виде тонкостенной конической воронки с отбортовкой на меньшем диаметре, герметично установленной по большому диаметру на опоре входного наконечника, имеющей коническую поверхность с углом меньшим, чем угол конуса воронки, а седло на выходе герметично соединено меньшим диаметром конуса со своей опорой, имеющей коническую поверхность с углом меньшим, чем угол конуса седла, при этом опора на выходе выполнена с возможностью самоустановки на шаровом затворе и герметично зажата между корпусом и выходным наконечником при сборке клапана.

Такое исполнение предлагаемого шарового клапана обеспечивает повышенную герметичность за счет выполнения тонкостенного седла конусной формы и наличия в конструкции второго тонкостенного седла на выходе из клапана. При этом, в случае негерметичности по первому седлу, второе седло уплотняется на запорном органе, так как дополнительно поджимается к шаровой поверхности давлением, вызванным негерметичностью первого седла.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен общий вид шарового клапана, фиг. 2 - выноска А, фиг. 3 - выноска Б.

Шаровой клапан состоит из корпуса 1, в который установлен шаровой затвор 2, взаимодействующий с двух сторон с металлическими тонкостенными седлами 3 и 4 в виде тонкостенных конических воронок, входное седло 3 с отбортовкой 5 на меньшем диаметре установлено на опоре 6 входного наконечника 7, имеющей коническую поверхность 8 с углом меньшим, чем угол конуса седла 3, и которая герметично соединена (сваркой) большим диаметром с входным седлом 3. Седло 4 на выходе герметично (сваркой) соединено меньшим диаметром конуса с опорой 9, имеющей коническую поверхность 10 с углом, большим, чем угол конуса седла 4, при этом опора 9 установлена с возможностью самоустановки на шаровом затворе 2 и герметично зажата между корпусом 1 и выходным наконечником 11.

Шаровой клапан работает следующим образом.

При подаче управляющего давления в наконечник 12 шаровой затвор 2 поворачивается и закрывается. Давление рабочего тела, подаваемое во входной наконечник 7, проходит за отбортовку 5 тонкостенного седла 3 и изгибает его по поверхности шарового затвора 2, компенсацируя своей тонкостенностью отклонения от шаровой формы и герметизируя шаровой клапан. Отбортовка 5 на седле 3 предотвращает образование гофр на воронке при переходе шарового затвора из положения «открыт-закрыт». В случае негерметичности по первому седлу, второе седло дополнительно поджимается к шаровой поверхности запорного органа давлением, вызванным негерметичностью на первом седле, и уплотняется, предотвращая проход через клапан. Подавая давление в наконечник 13, шаровой затвор 2 поворачивается и открывает проходное сечение.

Конические поверхности на опорах входного наконечника и на выходе предотвращают седла от пережатия при сборке клапана.

Технический результат изобретения заключается в повышении герметичности и надежности шарового клапана.

Шаровой клапан, в корпусе которого установлен шаровой затвор, взаимодействующий с двух сторон с металлическими седлами, отличающийся тем, что седла выполнены в виде тонкостенных конических воронок с опорами, причем входная воронка имеет отбортовку на торце меньшего диаметра и герметично крепится большим диаметром на опоре входного наконечника, а воронка на выходе герметично соединена меньшим диаметром со своей опорой, герметично зажатой по большому диаметру между корпусом и выходным наконечником, при этом на опорах седел в местах крепления с воронками выполнены конические поверхности с углом меньшим, чем угол конуса воронки седел.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к трубопроводной арматуре, преимущественно к шаровым кранам с поворотной пробкой, имеющей седловую сферическую поверхность, и предназначено для раздвигания или взаимного прижатия уплотняющих поверхностей.

Изобретение относится к трубопроводной арматуре, в частности к уплотнительным устройствам с двойным уплотнением в гидравлических системах. Устройство узла 4 седла клапана в гидравлическом клапане (1) снабжено двусторонним уплотнением (5), которое содержит первое входное уплотнение (51), второе выходное уплотнение (52) и промежуточный опорный элемент (53), расположенный с возможностью осевого перемещения.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к железнодорожным цистернам. Запорное устройство железнодорожной цистерны содержит рукоятки управления в зоне наливной горловины цистерны, основной затвор, размещенный в нижней части цистерны в зоне выходного окна сливного патрубка, и дополнительный затвор, расположенный на конце сливного патрубка цистерны.

Группа изобретений относится к области арматуростроения и предназначена в качестве металлического уплотнения для обеспечения герметичности в шаровых кранах. Металлическое уплотнение (50) для клапанов (10) шарового (30) типа содержит кольцевой корпус (51) и кольцевой выступ (52) с передней поверхностью (52a) для относительного контакта с поверхностью шара (30).

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.

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.

Группа изобретений относится к арматуростроению, в частности к устройствам, выполненным с обеспечением возможности измерения расхода в системе. Устройство содержит клапан в комбинации с шаром.

Изобретение относится к трубопроводной арматуре, в частности к уплотнительным устройствам с двойным уплотнением в гидравлических системах. Устройство узла 4 седла клапана в гидравлическом клапане (1) снабжено двусторонним уплотнением (5), которое содержит первое входное уплотнение (51), второе выходное уплотнение (52) и промежуточный опорный элемент (53), расположенный с возможностью осевого перемещения.

Группа изобретений относится к трубопроводной арматуре и предназначена для герметизации клапанов с шаровым затвором, устанавливаемых на трубопроводе. Клапан содержит узел уплотнения, снабженный монтируемой сверху крышкой, что позволяет устанавливать и снимать узел уплотнения, не демонтируя клапан из трубопровода.

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и предназначено для обслуживания в аварийных режимах систем и агрегатов большой единичной мощности с высокими энергетическими параметрами.

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и предназначено в качестве крана с поворотной пробкой для регулирования и перекрытия потока высокотемпературной рабочей среды с твердыми включениями.

Группа изобретений относится к уплотнительной системе, в частности, для промышленных предохранительных клапанов, более конкретно, для промышленных шаровых клапанов двойного действия.

Группа изобретений относится к арматуростроению и предназначена для герметизации шарового клапана с верхним разъемом. В клапане с шаровым затвором расположен узел уплотнения.

Группа изобретений относится к арматуростроению и предназначена для уплотнения поворотного шарового клапана с верхним разъемом. В представленном варианте клапана уплотнительный узел включает в себя уплотнительное кольцо (44), расположенное во внутренней части клапана и смещенное по направлению к шариковому элементу клапана.

Группа изобретений относится к арматуростроению и предназначена для использования в качестве запорного клапана в трубопроводах. Поворотный клапан содержит корпус, ограничивающий отверстие для клапанного штока, и проточный канал, проходящий через указанный клапан.

Группа изобретений относится к арматуростроению и предназначена для использования в качестве клапана в сети распределения текучей среды для избирательного прерывания или разрешения циркуляции текучей среды в питающей трубе.
Наверх