Клапан

Изобретение относится к области арматуростроения и может быть использовано в качестве запорных устройств в трубопроводах, работающих с потенциально опасной средой высоких параметров, например, в атомных энергетических установках. Технический результат, заключающийся в повышении надежности клапана путем увеличения степени герметичности узла уплотнения, достигается за счет того, что в клапане, содержащем корпус с входным и выходным патрубками, сильфон, узел уплотнения, включающий в себя золотник и уплотнительное седло корпуса, крышку и шток, соединенный с приводом, золотник выполнен в виде полого цилиндра с направляющей обечайкой, во внутренней полости которой размещен выходной конец штока, на котором жестко закреплена упорная втулка, герметично соединенная с концевой втулкой, снабженной направляющим элементом, выполненным в виде цилиндрической обечайки с фланцевым буртом, контактирующим с внутренней поверхностью корпуса, причем внутренняя поверхность цилиндрической обечайки герметично соединена с нижним концом сильфона. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области арматуростроения и может быть использовано в качестве запорных устройств в трубопроводах, работающих с потенциально опасной средой высоких параметров, например, в атомных энергетических установках.

Известна конструкция клапана, описанная в книге «Арматура ядерных энергетических установок» авторов Гуревич Д.Ф., Ширяев В.В. и др., с. 74, рис. 3.26, Атомиздат, 1978), содержащая корпус с входным и выходным патрубками, сильфонную сборку, узел уплотнения, крышку и шток, соединенный с приводом.

Недостатками данного клапана является то, что золотник имеет центрирование относительно уплотнительного седла корпуса в виде направляющих ребер, размещенных в проходном сечении клапана, что уменьшает проходное сечение клапана, а, тем самым, ухудшает его гидравлические характеристики. Кроме того, направляющие ребра снижают жесткость золотника, ухудшая вибрационные (динамические) параметры, а последовательное расположение конца штока и направляющих элементов золотника увеличивает габаритные размеры клапана.

Также известны конструкции клапана (см., например, книгу «Арматура ядерных энергетических установок» авторы Гуревич Д.Ф., Ширяев В.В. и др., с. 75, рис. 3.27, Ленинград, Атомиздат, 1978 г. и патент на изобретение RU №2447346 от 25.11.2010, F16K 3/24, F16K 39/04), содержащие корпус с входным и выходным патрубками, сильфонную сборку, узел уплотнения, включающий в себя золотник и уплотнительное седло корпуса, крышку и шток, соединенный с приводом.

К их недостаткам можно отнести то, что золотник центрируется относительно уплотнительного седла корпуса без центрирования штока относительно корпуса, кроме того, центрирование золотника выполняется через дополнительные корпусные элементы, что снижает герметичность узла уплотнения.

Кроме того, известен клапан (см. книгу «Арматура ядерных энергетических установок» авторов Гуревич Д.Ф., Ширяев В.В. и др., с. 156, рис. 7.4, Атомиздат, 1978), содержащий корпус с входным и выходным патрубками, сильфонную сборку, узел уплотнения, включающий в себя золотник и уплотнительное седло корпуса, крышку и шток, соединенный с приводом, в котором относительно корпуса центрируется шток, а на нем жестко закреплен запорный орган (золотник) без его самостоятельного центрирования относительно корпуса и без возможности самоустановки относительно уплотнительного седла корпуса. Данное устройство, по большинству общих признаков и решаемой задаче, принято за прототип.

Недостатком конструкции данного клапана, является то, что не обеспечивается самостоятельное центрирование золотника относительно корпуса, поэтому смещение штока от оси при его перемещении и угловой перекос его ведет к снижению герметичности узла уплотнения.

Технической задачей предлагаемого технического решения является создание конструкции клапана с раздельным центрированием штока и золотника относительно корпуса с возможностью самоустановки золотника в осевом направлении и размещениям элементов центрирования штока внутри полого цилиндра золотника.

Технический результат, полученный от решения поставленной задачи, заключается в повышении надежности клапана путем увеличения степени герметичности узла уплотнения.

Задача решается тем, что в клапане, содержащем корпус с входным и выходным патрубками, сильфом, узел уплотнения, включающий в себя золотник и уплотнительное седло корпуса, крышку и шток, соединенный с приводом, золотник выполнен в виде полого цилиндра с направляющей обечайкой, во внутренней полости которой размещен выходной конец штока, на котором жестко закреплена упорная втулка, герметично соединенная с концевой втулкой, снабженной направляющим элементом, выполненным в виде цилиндрической обечайки с фланцевым буртом, контактирующим с внутренней поверхностью корпуса, причем внутренняя поверхность цилиндрической обечайки герметично соединена с нижним концом сильфона.

Фланцевый бурт цилиндрической обечайки выполнен со сферической направляющей.

Наружный диаметр цилиндрической обечайки меньше внутреннего диаметра направляющей обечайки золотника, а наружный диаметр фланцевого бурта соответствует внутреннему диаметру корпуса и наружному диаметру направляющей обечайки золотника.

Соединение упорной втулки с концевой втулкой выполнено резьбовым и герметизировано сварным швом-усом. Торец упорной втулки выполнен сферическим, а внутренний торец полого цилиндра - плоским, причем торцы наплавлены твердым сплавом. Направляющая поверхность фланцевого бурта также наплавлена твердым сплавом.

Сущность технического решения поясняется чертежом.

На фигуре показан клапан, общий вид.

Клапан содержит корпус 1 с входным и выходным патрубками (не обозначены), сильфон 2, узел уплотнения, включающий в себя золотник 3 с уплотнительным пояском 4 и уплотнительное седло 5 корпуса 1, крышку 6 и шток 7, соединенный с приводом (не обозначен). Уплотнительные поверхности пояска 4 и седла 5 могут быть выполнены как плоскими, так и конусными.

Золотник 3 выполнен в виде полого цилиндра с направляющей обечайкой 8, обеспечивающей центрирование золотника 3 относительно корпуса 1. Во внутренней полости золотника 3 размещен выходной конец штока 7, на который навернута упорная втулка 9, имеющая головку 10 со сферическим торцом 11, контактирующим с плоским торцом 12 во внутренней полости золотника 3. Сферический торец 11 головки 10 и плоский торец 12 золотника 3 наплавлены твердым сплавом. Золотник 3 свободно подвешен на штоке 7.

Сильфон 2 соединен своим нижним концом с внутренней поверхностью цилиндрической обечайки 13 концевой втулки 14, что способствует исключению влияния штока 7 на самоустановку золотника 3. Концевая втулка 14 соединена с упорной втулкой 9 штока 7 резьбовым соединением, герметизированным сварным швом-усом 15.

Фланцевый бурт 16 выполнен со сферической направляющей для исключения задирания или защемления при перемещении штока 7.

Наружный диаметр цилиндрической обечайки 13 меньше внутреннего диаметра направляющей обечайки 8, а наружный диаметр фланцевого бурта 16 соответствует внутреннему диаметру корпуса 1 и наружному диаметру направляющей обечайки 8.

Направляющая обечайка 8 золотника 3 и уплотнительное седло 5 корпуса 1 центрируются каждый непосредственно относительно внутренней поверхности корпуса 1, что обеспечивает точность посадки уплотнительного пояска 4 золотника 3 на уплотнительное седло 5 корпуса 1. Шток 7 посредством фланцевого бурта 16 также центрируется относительно внутренней поверхности корпуса 1 независимо от центрирования золотника 3 и не влияет на его центрирование.

Диаметр наружной поверхности цилиндрической обечайки 13 концевой втулки 14 меньше внутреннего диаметра направляющей обечайки 8 золотника 3 на гарантированную величину зазора, исключающего влияние возможных смещения и углового перекоса штока 7 при его перемещении на установку уплотнительного пояска 4 золотника 3 на уплотнительное седло 5 корпуса 1.

Наличие зазора между рабочими поверхностями направляющих элементов штока 7 и золотника 3 и передача усилия привода на золотник 3 через сферический торец 11 упорной втулки 9 штока 7 обеспечивает возможность самоустановки уплотнительного пояска 4 золотника 3 по уплотнительному седлу 5.

Таким образом, такая самоустановка уплотнительных поверхностей пояска 4 золотника 3 и седла 5 корпуса 1 и раздельное центрирование центрирование штока 7 и золотника 3 относительно седла 5 корпуса 1 обеспечиваемая золотником 3 - гарантированное сведение уплотнительных поверхностей пояска 4 золотника 3 седла 5 корпуса 1 до полного соприкосновения их по окружности проходного сечения клапана.

Клапан работает следующим образом.

Шток 7 при управлении от привода перемещается вниз или вверх и при этом воздействует на золотник 3, который закрывает или открывает проходное сечение клапана.

При перемещении шток 7 центрируется относительно внутренней поверхности корпуса 1 с помощью сферической поверхности фланцевого бурта 16 цилиндрической обечайки 13 и не оказывает влияния на центрирование золотника 3 относительно уплотнительного седла 5 корпуса 1.

Передача усилия уплотнения от штока 7 на плоский торец 12 во внутренней полости золотника 3 происходит через сферический торец 11 головки 10 упорной втулки 9, что также способствует самоустановке золотника 3.

Клапан после передачи усилия уплотнения от привода через шток 7 на золотник 3 герметичен по узлу уплотнения: уплотнительный поясок 4 золотника 3 - уплотнительное седло 5 корпуса 1.

При открывании проходного сечения клапана шток 7 перемещается вверх, сжимая сильфон и поднимая золотник 3. Клапан открыт.

Таким образом, создание конструкции клапана, имеющего раздельное центрирование штока и золотника относительно корпуса с расположением упорной втулки и концевой втулки, снабженной направляющим фланцевым буртом, во внутренней полости золотника с возможностью самоустановки золотника в осевом направлении и передачей усилия от привода через сферический торец упорной втулки штока, позволяет повысить надежность клапана путем увеличения степени герметичности узла уплотнения клапана.

1. Клапан, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, сильфон, узел уплотнения, включающий в себя золотник и уплотнительное седло корпуса, крышку и шток, соединенный с приводом, отличающийся тем, что золотник выполнен в виде полого цилиндра с направляющей обечайкой, во внутренней полости которой размещен выходной конец штока, на котором жестко закреплена упорная втулка, герметично соединенная с концевой втулкой, снабженной направляющим элементом, выполненным в виде цилиндрической обечайки с фланцевым буртом, контактирующим с внутренней поверхностью корпуса, причем внутренняя поверхность цилиндрической обечайки герметично соединена с нижним концом сильфона.

2. Клапан по п. 1, отличающийся тем, что фланцевый бурт цилиндрической обечайки выполнен со сферической направляющей.

3. Клапан по п. 1, отличающийся тем, что наружный диаметр цилиндрической обечайки меньше внутреннего диаметра направляющей обечайки золотника, а наружный диаметр фланцевого бурта соответствует внутреннему диаметру корпуса и наружному диаметру направляющей обечайки.

4. Клапан по п. 1, отличающийся тем, что соединение упорной втулки с концевой втулкой выполнено резьбовым и герметизировано сварным швом-усом.

5. Клапан по п. 1, отличающийся тем, что упорная втулка снабжена головкой со сферическим торцом, контактирующим с плоским торцом полого цилиндра золотника.

6. Клапан по п. 1, отличающийся тем, что направляющая поверхность фланцевого бурта наплавлена твердым сплавом.

7. Клапан по п. 1, отличающийся тем, что торцы упорной втулки и полого цилиндра золотника наплавлены твердым сплавом.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройству питания и продувки форсунки камеры сгорания турбомашины. Устройство (1) подвода и продувки для форсунки камеры турбомашины, которое содержит: трубку (2) с первым отверстием (3) и вторым отверстием (4), блокирующую систему (5) для блокирования трубки, позволяющую регулировать прохождение текучих сред в трубку (2).

Клапан предохранительный относится к предохранительной арматуре, устанавливаемой на емкостях, связанных с длительным или временным хранением веществ, величина давления паров которых может выходить за пределы предусмотренных величин.

Изобретение относится к области авиадвигателестроения и касается предохранительного клапана двойного действия, используемого в системе суфлирования масляных полостей подшипниковых опор ротора авиационного газотурбинного двигателя для поддержания заданных режимов давления воздуха в масляных полостях.

Изобретение относится к области машиностроения, касается устройства элементов систем газотурбинных двигателей (ГТД) и может быть использовано в маслосистемах авиационных ГТД для поддержания заданного давления воздушно-газовой смеси в системе суфлирования масляных полостей.

Изобретение относиться к транспорту и хранению нефти и нефтепродуктов, в частности к оборудованию резервуаров в нефтяной, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности.

Изобретение относится к арматуростроению и предназначено для регулирования давления и вакуума в резервуарах для хранения, транзита и раздачи нефти, нефтепродуктов и химических жидкостей.

Изобретение относится к строительству. Технический результат заключается в расширении арсенала нормально закрытых обратных клапанов, используемых, преимущественно, для установки на вертикальные трубы систем водоснабжения и отопления (стояки) для ликвидации («подрыва») вакуума, образующегося при их опорожнении, исключая при этом попадание внутрь грязи и надежно предохраняя от сброса давления текучей среды, которые также позволяют проводить разборку с использованием простых сантехнических инструментов для осуществления профилактических работ.

Изобретение относится к области техники клапанных систем, применяемых для работы в условиях космоса. .

Изобретение относится к машиностроению и предназначено, в частности, для защиты вертикальных резервуаров от разрушения при сверхдопустимом повышении давления в резервуаре.

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для защиты вертикальных резервуаров от разрушения при сверхдопустимом повышении давления в резервуаре. .

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для взрывозащиты технологического оборудования. В способе взрывозащиты с системой оповещения аварийной ситуации за счет того, что внутри упругих элементов коаксиально им располагают дополнительные упругие элементы, выполненные в виде цилиндрических винтовых пружин, при этом их верхний торец соединяют с основанием демпфирующего устройства, а нижний находится в свободном состоянии и выступает за нижнюю плоскость упругих элементов на расстояние, определяемое усилием, развиваемым ударной взрывной волной, при этом в демпфирующем устройстве, коаксиально охватывая упругие пружинные элементы и не выступая за их нижнюю поверхность, к основанию демпфирующего устройства прикрепляют втулку, выполненную из быстроразрушающегося материала, стекла «триплекс», причем к внешней поверхности этой втулки прикрепляют индикатор безопасности, реагирующий на возникновение аварийной ситуации, выполненный в виде датчика, реагирующего на деформацию, тензорезистора, выход которого соединяют с усилителем сигнала, тензоусилителем, а выход тензоусилителя соединяют с входом устройства системы оповещения об аварийной ситуации.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для взрывозащиты технологического оборудования. Cпособ взрывозащиты заключается в том, что в верхней цилиндрической части корпуса клапана, содержащего теплоизолирующий и разрывной элементы, футерованный грузовой затвор, перекрывающий отверстие в корпусе защищаемого объекта, размещают герметизирующую мембрану, прижимаемую к корпусу клапана посредством крышки, шарнирно соединенной с рычагом, взаимодействующим с отбойником.

Регулятор расхода относится к запорной арматуре, а именно к отключающим и отсечным клапанам для газонефтепроводов, по которым перекачиваются жидкости под давлением.

Изобретение относится к поддерживающей конструкции. Раскрыта крышка безопасности.

Изобретение относится к защитным устройствам, применяющимся на взрывоопасных и радиоактивных объектах, таким как легкосбрасываемые панели и кровли, противовзрывные ограждения и заслонки, клапаны избыточного давления.

Изобретение относится к защитным устройствам, применяющимся на взрывоопасных и радиоактивных объектах, таким как легкосбрасываемые панели и кровли, противовзрывные ограждения и заслонки, клапаны избыточного давления.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для взрывозащиты технологического оборудования. Взрывозащитный клапан содержит корпус клапана, теплоизолирующий и разрывной элементы, футерованный грузовой затвор, подвижно соединенный с корпусом клапана.

Разрывной диск (10) реверсивного действия, имеющий элемент (16) инициирования реверсирования, образованный лазером, предусмотренный в выступающем участке (12) диска. Элемент инициирования реверсирования содержит, по меньшей мере, первую подвергнутую воздействию лазера область (22), которая имеет уменьшенную толщину относительно остального выступающего участка.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам, предназначенным для предотвращения разрушения рабочих емкостей от избыточного давления при возникновении пожара, например, для аварийного перекрытия систем трубопроводов сверхвысокого давления и сброса рабочего газа в окружающую среду.

Изобретение относится к системам безопасности в чрезвычайных ситуациях. Стенд содержит взрывную камеру, в верхнем основании которой имеется отверстие, перекрываемое легкосбрасываемым разрушающимся элементом, состоит из взрывной камеры, представляющей собой металлический сосуд объемом, равным 500÷1000 см3, с толщиной стенок 7÷8 мм, причем в верхнем основании сосуда имеется отверстие, перекрываемое легкосбрасываемым элементом, а площадь отверстия может меняться путем ввинчивания сменных колец.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для взврывозащиты технологического оборудования. Взрывозащитный клапан содержит корпус клапана, теплоизолирующий и разрывной элементы, футерованный грузовой затвор, корпус клапана выполнен в виде нижней цилиндрической, средней конической и верхней цилиндрической частей, в нижней цилиндрической части размещен футерованный грузовой затвор, а в верхней цилиндрической части корпуса клапана размещен теплоизоляционный элемент и герметизирующая мембрана, подвижное соединение футерованного грузового затвора с основанием корпуса клапана выполнено в виде трех вертикально установленных стержней в отверстиях, нижней частью стержни закреплены в основании корпуса клапана, а в верхней части имеют демпфирующее устройство, причем каждое из трех демпфирующих устройств закреплено на горизонтальной перемычке, соединенной со стержнем и выполненной в виде круглого диска, на котором закреплено основание демпфирующего устройства, выполненного из жесткого вибродемпфирующего материала типа «Агат», которое соединено с втулкой, выполненной из твердой металлизированной резины с вкраплениями вибродемпфирующей крошки. Технический результат - повышение эффективности защиты технологического оборудования от взрывов. 3 ил.

Изобретение относится к области арматуростроения и может быть использовано в качестве запорных устройств в трубопроводах, работающих с потенциально опасной средой высоких параметров, например, в атомных энергетических установках. Технический результат, заключающийся в повышении надежности клапана путем увеличения степени герметичности узла уплотнения, достигается за счет того, что в клапане, содержащем корпус с входным и выходным патрубками, сильфон, узел уплотнения, включающий в себя золотник и уплотнительное седло корпуса, крышку и шток, соединенный с приводом, золотник выполнен в виде полого цилиндра с направляющей обечайкой, во внутренней полости которой размещен выходной конец штока, на котором жестко закреплена упорная втулка, герметично соединенная с концевой втулкой, снабженной направляющим элементом, выполненным в виде цилиндрической обечайки с фланцевым буртом, контактирующим с внутренней поверхностью корпуса, причем внутренняя поверхность цилиндрической обечайки герметично соединена с нижним концом сильфона. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

Наверх