Самоуплотняющийся затвор клапана

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических республик

< 979771 (63) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.10.76 (21) 2407650/25 08 (И) М. Кл. с присоединением заявки Но (23) Приоритет

F 16 К 1/00

Государственный номнтет

СССР по делам нзобретеннй н отнрытнй

Опубликовано 0712,82, Бюллетень Йо45 (53) УДД 621.646 (088. 8) Дата опубликования описания 07.12.82 (72) Автор изобретения

В.М;Красильщиков (71) Заявитель (54) САМОУПЛОТНЯЮЩИЙСЯ ЗАТВОР КЛАПАНА

Изобретение относится к арматуростроению и может быть использовано в различных запорных элементах.

Известен самоуплотняющийся затвор клапана, включающий корпус с седлом, полый запорный орган со сквозным отверстием в торце, размещенный в полости запорного органа плавающий поршень и шток привода (1 ).

Недостатком известного устройства является необходимость развития на приводе усилие, равное усилию реакции.седла, что приводит к увеличении мощности привода.

Цель изобретения — уменьшение мощности привода.

Эта цель достигается тем, что в устройстве, включающем корпус с седлом, полый запорный орган со сквозным отверстием в торце, размещенный в полости запорного органа плавающий поршень и шток привода, в полости запорного органа концентрично основному поршню размещен кольцевой плавакваий поршень и упоры, связанные с корпусом и вэаимодействуюцие с верхней торцовой поверхностью кольцевого плавающего поршня, а шток привода установлен в основном поршне с гарантированным осевым зазором.

На чертеже представлен самоуплот5 . няющийся затвор клапана, разрез, Затвор включает корпус 1 с седлом

2, полый запорный орган 3 с выполненным в его торце сквозным отверстием 4, связывающим входную полость высокого давления с рабочей. камерой .5 запорного органа 3. В полости запорного органа 3 размецейы основной плаваюций поршень б и кольцевой плаваюций поршень 7, снабженные уплотнительными элементами. В расточке плаваюцего поршня б установлен с гарантированным осевым зазором Л„, шток 8 привода (на чертеже не показан), а в полости запорного органа

3 размещены упоры 9, связанные с ,корпусом клапана и ограничиваицие перещение кольцевого поршня 7. Кроме того, запорный орган 3 снабжен для его принудительного поднятия в случае отсутствия давления буртом 10.

Наружный диаметр кольцевого поршня 7 выбирают иэ условия обеспечения самоуплотнения затвора при наименьшем рабочем давлении среды, а площадь основного плавающего йоршня б подбирают минимальной для обеспече979771 перемещаться до упора в торец плавающего кольцевого поршня 7, выбирая зазор h2. Поршень б движется за штоком 8 до упора в бурт 10, после чего

1Д движется один шток 8. Выбрав зазор

h, шток остановится, в камере 5 установится давление, равное наружному давлению, затвор открыт.

Для закрывания затвора клапана

15 шток 8 с висящими на нем подвижными деталями свободно перемещают к седлу

2 до тех пор, пока дросселирование среды в зазоре между уплотнительными поверхностями запорного органа и седла не создаст перепад давлений, направленный вверх. Запорный орган

3 с поршнями 6 и 7 останавливается, 1 а шток 8 продолжает двигаться, образуя зазор h между головкой штока

8 и буртом расточки поршня б. Камера

5 постепенно заполняется рабочей

° средой через отверстие 4 и давление в ней растет. Поршень- б начинает двию гаться навстречу штоку 8, а кольцевой поршень 7 - к упорам 9. Совершив полный ход на закрытие, шток 8 привода останавливается, поршень б упирается в шток 8, поршень 7, достигнув упоров 9, также останавливается. После остановки поршней заполнение камеры 5 ускоряется, так .как ее объем больше не увеличивается, давление в ней растет, и когда усилие, действующее на эапорный орган 3 со стороны камеры 5, станет больше усилия

40 от давления со стороны входной полости, эапорный орган двинется вниз, перекрывая седло 2. При выравнивании давления во входной полости и в камере 5 усилие, прижимающее запорный

45 орган 3 к седлу 2, окажется достаточным для обеспечения герметичности затвора, при этом посадка запорного органа происходит плавно, без удара.

Таким образом, и в закрытом и в открытом положении затвора усилие от давления самоуплотнейия в камере распределяется на два поршня, и на шток привода передается лишь часть этого усилия, так как один из поршней, воспринимающих давление в камере, а именно - кольцевой, переда= ет усилие не на шток, а на корпус, что и позволяет разгрузить привод

g0 и TSM самым уменьшить его мощность

65 ния передачи наименьшего усилия на шток 8 привода, т.е. установка до.полнительного плавающего поршня позволяет образовать дополнительную эффективную площадь, усилие от давления на которую передается запорному органу, но не передается приводу, так как замыкается на упоры корпуса.

Диаметр отверстия 4 должен быть таковым, чтобы при открывании затвора и перемещении поршня б вверх йадение давления в камере 5 иэ-эа увеличения ее объема опережало повышение давления в этой камере за счет натекания рабочей среды через отверстие 4.

Гарантированный осевой зазор Ьл, позволяет перемещаться штоку 8, не; поднимая эапорный орган 3, пока перемещение плавающего поршня 6 за счет дросселирования среды в отверстии 4 не создаст подъемную силу на запорном органе 3.

Упоры 9 проходят нерез отверстия в бурте 10 и жестко связаны с неподвижной опорой корпуса,1причем в качестве упоров могут быть использованы винты, ввернутые в крышку корпуса 1 клапана. одежду нижней торцовой поверхность кольцевого поршня 7 и дном камеры 5 образован зазор h, который определя ет величину хода запорного органа 3 при открывании или закрывании затвора клапана.

Работает устройство следующим образом (взаимодействие деталей затвора рассматривается без учета сил трения).

Запорный орган 3 находится на уплотнительной поверхности седла 2, затвор закрыт. При подаче рабочей среды со стороны входной полости под эапорный орган 3 давление в рабочей камере 5 равно давлению во входной полости. Это давление действует на торцы запорного Ьргана и на поршни б и 7, причем вследствие разности площадей торцов запорного органа, находящихся под воздействием давления рабочей среды, усилие на запорном органе, действующее со стороны камеры 5, превышает усилие, действующее на него.со стороны входной полости, и разность этих усилий прижимает запорный орган 3 к седлу 2.

Усилие от давления, действующего на поршень б, передается штоку 8 привода, а усилие давления, действующего на поршень 7, прижимает его к упорам 9 и передается на корпус.

Для открывания затвора шток 8 привода перемещают вверх, при этом под действием давления в камере 5 поршень 6 также перемещается вверх, увеличия объем камеры.5, вследствие чего давление в ней начинает падать.

Когда усилие от давления, действующего на запориый орган со стороны камеры 5, станет меньше, чем усилие от давления, действующего на него со стороны входной полости, запорный орган начнет двигаться вверх и будет

Формула изобретения

Самоуплотняющийся затвор клапана, включающий корпус с седлом, похжй

979771

Составитель Е.Вяэникова

Техред А.Бабинец Корректор Л.Бокшан

Редактор С. Патрушева

Эаказ 9319/22 Тираж 990 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 запорный орган со сквозным отверстием в торце, размещенный в полости запорного органа плавающий поршень и шток привода, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью уменьшения мощности привода, в полости запорного органа концентрично основному поршню размещены кольцевой плавающий поршень и упоры, связанные с корпусом и взаимодействующие с верхней . торцовой поверхностью кольцевого плавающего поршня, а шток привода установлен в основном поршне с гарантированным осевым зазором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р357392, кл. F 16 К 1/00, 1970.