ЗАПОРНЫЙ КЛАПАН Российский патент 2002 года по МПК F16K1/04 F16K31/02 

Изобретение относится к машиностроению, более узко - к запорным клапанам, устанавливаемым на различных магистралях, трубопроводах и других коммуникациях, а более конкретно - к запорным клапанам с управляющим органом, преимущественно электромагнитным приводом.

Изобретение может найти применение в самых широких областях техники, например в энергетике, химической, нефтяной, газовой и других отраслях промышленности и т.п.

Известны запорные клапаны, содержащие корпус с входным и выходным патрубками и с седлом, перекрываемым рабочим органом, при этом входной патрубок через управляющий рабочий орган связан с выходным патрубком (см. патент РФ 2130145, кл. F 16 K 31/04, 1996 г.).

В данном клапане в линии соединения запорного органа с управляющим перекрывным органом установлен промежуточный запорный элемент. Технический результат, поставленный изобретением, в данном клапане не достигается, т.к. не предусмотрены средства для работы на загрязненной среде.

Известны также запорные клапаны, содержащие корпус с входным и выходным патрубками и с седлом, перекрываемым запорным органом, снабженным поршнем, образующим внутри корпуса подпоршневую и надпоршневую полости, первая из которых соединена через форкамеру с входным патрубком, а вторая - с выходным, причем на этой линии связи установлен управляющий перекрывной орган с приводом (см. , например, а.с. 165623, кл. F 16 K 31/02, 1964 г.). Данный клапан выбран за прототип.

Данный клапан может работать на загрязненной среде только тогда, когда для управляющего органа используется посторонняя чистая среда (не рабочая).

Задача данного изобретения - создание малогабаритного клапана с управляющим органом, который мог бы обеспечить эффективную работу на загрязненной среде.

Технический результат изобретения - исключение использования посторонней среды (кроме рабочей) для обеспечения работы на загрязненной среде.

Данный технический результат достигается тем, что запорный клапан содержит корпус с входным и выходным патрубками и с седлом, перекрываемым запорным органом, снабженным поршнем, образующим внутри корпуса подпоршневую и надпоршневую полости, первая из которых соединена через форкамеру с входным патрубком, а вторая - с выходным, причем на этой линии связи установлен управляющий перекрывной орган, а на линии связи форкамеры с подпоршневой полостью последовательно установлена система патрубков и сепарационная камера, при этом первый от форкамеры патрубок расположен под острым углом к оси входного патрубка и имеет входное отверстие на участке, расположенном внутри форкамеры на стороне этого патрубка, противолежащей входному патрубку.

Еще в большей степени данный технический результат достигается тем, что кожух сепарационной камеры размещен параллельно вертикальной оси клапана и имеет внутри последовательно расположенные отбойник и фильтр; корпус управляющего перекрывного opгана жестко сопряжен с кожухом сепарационной камеры, и с корпусом клапана.

Нa фиг.1 схематически изображен описываемый запорный клапан.

На фиг.2 - узел подсоединения патрубков к форкамере.

На фиг.3 показано взаимное расположение корпусов клапана и управляющего органа и корпуса сепарационной камеры.

Запорный клапан содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками и с седлом 4, перекрываемым запорным органом 5. Запорный орган снабжен поршнем 6, образующим внутри корпуса подпоршневую 7 и надпоршневую 8 полости. В зоне основания запорного органа 5 предусмотрена форкамера 9. Подпоршневая полость 7 через эту форкамеру 9 соединена с входным патрубком 2, а надпоршневая полость сообщена с входным патрубком 3 посредством магистрали (линии связи) 10, срез перекрывает элемент 11 управляющего органа 12 с седлом 13 и с электромагнитным приводом 14. На линии 15 связи форкамеры с подпоршневой полостью последовательно установлена система патрубков 16, 17 и сепарационная камера 18. Первый от форкамеры патрубок 16 расположен под острым углом к оси входного патрубка 2 и имеет входное отверстие 19 на участке, расположенном внутри форкамеры на стороне, противолежащей входному патрубку 2. Подпоршневая и надпоршневая полости сообщаются между собой посредством калиброванных отверстий 20, выполненных в поршне 6.

Кожух 21 сепарационной камеры 18 размещен параллельно вертикальной оси запорного клапана и имеет внутри последовательно расположенные отбойник 22 и фильтр 23.

Корпус 24 управляющего запорного органа жестко сопряжен с кожухом 21 сепарационной камеры посредством гайки 25, а с корпусом 1 запорного клапана - посредством кронштейна 26.

В корпусе управляющего органа предусмотрена байпасная магистраль 27, соединяющая участки магистрали 10 и ручной клапан 28, включающий байпасную магистраль 27. Для запорного клапана и управляющего органа предусмотрены соответствующие возвратные пружины 29 и 30.

Работает запорный клапан следующим образом.

Для открытия клапана с помощью электропривода 14 перекрывной элемент 11 управляющего перекрывного органа 12 отжимают от седла 13. Рабочая среда из надпоршневой полости 8 по магистрали 10 поступает в выходной патрубок 3. При этом давление в полости 8 будет уменьшаться, вследствие чего запорный орган 5 отойдет от седла 4 и входной патрубок 2 через форкамеру 7 будет соединен с выходным патрубком 3. Клапан открыт.

Для закрытия клапана прекращают питание электропривода 14, перекрывной элемент 11 садится на седло 13 под действием возвратной пружины. Рабочая жидкость при этом из патрубка 3 через форкамеру 9, патрубки 16, 17 и через сепарационную камеру 18 попадает в подпоршневую полость 7, а затем через калиброванные отверстия 20 в подпоршневую полость 8. Давления в полостях 7 и 8 становятся уравновешенными и запорный орган 5 опускается на седло 4. Клапан закрыт.

При этом описанное выполнение патрубка 16 с отверстием 19 и его взаимное расположение с входным патрубком 2 обеспечат начальное сепарирование рабочей среды, дальнейшее сепарирование будет обеспечивать отбойник 22 и фильтр 23.

Таким образом, в случае работы клапана на загрязненной среде через калиброванные отверстия 20 будет поступать очищенная рабочая среда, что обеспечит долговременную и надежную работу клапана.

При аварийных ситуациях, например при отсутствии электроэнергии, в зоне расположения перекрывного элемента 11 с помощью ручного клапана 27 магистраль 10 включается в работу и подпоршневая полость 8 соединяется с выходным патрубком 3.

В настоящее время изготавливается опытный образец предложенного клапана, работающего на загрязненной среде в широком диапазоне давлений.

Запорный клапан предназначен для применения в самых широких областях техники, например в энергетике, химической, нефтяной, газовой и других отраслях промышленности и т.п. Запорный клапан содержит корпус с входным и выходным патрубками и с седлом, перекрываемым запорным органом, снабженным поршнем. Поршень образует внутри корпуса подпоршневую и надпоршневую полости. Первая из них соединена через форкамеру с входным патрубком, а вторая - с выходным. Причем на этой линии связи установлен управляющий перекрывной орган. На линии связи форкамеры с подпоршневой полостью последовательно установлены система патрубков и сепарационная камера. При этом первый от форкамеры патрубок расположен под острым углом к оси входного патрубка и имеет входное отверстие на участке, расположенном внутри форкамеры на стороне этого патрубка, противолежащей входному патрубку. Изобретение позволяет исключить использование посторонней среды (кроме рабочей) для обеспечения эффективной работы на загрязненной среде. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Запорный клапан, содержащий корпус с входным и выходным патрубками и с седлом, перекрываемым запорным органом, снабженным поршнем, образующим внутри корпуса подпоршневую и надпоршневую полости, первая из которых соединена через форкамеру с входным патрубком, а вторая - с выходным, причем на этой линии связи установлен управляющий перекрывной орган, а на линии связи форкамеры с подпоршневой полостью последовательно установлены система патрубков и сепарационная камера, при этом первый от форкамеры патрубок расположен под острым углом к оси входного патрубка и имеет входное отверстие на участке, расположенном внутри форкамеры на стороне этого патрубка, противолежащей входному патрубку. 2. Запорный клапан по п. 1, отличающийся тем, что кожух сепарационный камеры размещен параллельно вертикальной оси клапана и имеет внутри последовательно расположенные отбойник и фильтр. 3. Запорный клапан по п. 1, отличающийся тем, что корпус управляющего перекрывного органа жестко сопряжен с кожухом сепарационной камеры и корпусом клапана.