Запорный клапан Советский патент 1984 года по МПК F16K39/02 

о: vj

1C

оо со Изобретение относится к арматуростроению, преимущественно к запорно-регулирующим клапанам для жидких и газообразных сред различных параметров. Известен клапан с внутренней разгрузкой, содержащий основной и разгрузочный затворы, укрепленные на штоке, связанном е приводом, и пружину, снижающую осевые вибрации штока (МНедостатком этого устройства являются большие энергозатраты на привод, в связи с тем, 4JO в закрытом положении требуются дополнительные усилия на привод для созДания герметизации. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является запорный клапан, в корпусе которого установлены закрепленные на штоке основной затвор с узлом фиксации его относительно штока и размещенный в его полости разгрузочный затвор 2. Известное устройство характеризуется недостаточной надежно(:тью, связанной с ненадежным функционированием узла фиксации основного затвора. Целью изобретения является повышение надежности. Указанная цель достигается тем, что в запорном клапане,, в корпусе которого установлены закрепленные на штоке основной затвор с узлом фиксации его относительно штока и размещенный в полос; и основного затвора разгрузочный затвор, на внутренней боковой поверхности основного затвора выполнены выемки с осевым смещением одна относительно другой, узел фик сации выполнен в виде полого поршня с pqдиальными отверстиями, в которых размещен упорный элемент с узлом поджатия его к основному затвору, установленный с возможностью взаимодействия с выемками, а разгрузочный затвор размещен коаксиально штоку, причем его торцовая поверхность смещена относительно торцовой поверхности штока на величину, большую величины смещения выемок основного затвор Кроме того, элемент поджатия ynopHdro э темента к основному затвору выполнен; в виде подпружиненной втулки, размещенной в полости поршня. На фиг. 1 , изображен-запорный клапан при закрытом положении основного затвора, в разрезе; на фиг. 2 - то же, при открытом положении основного затвора. Запорный клапан содержит основной затвор 1, установленный в полости корпуса 2 с возможностью взаимодействия с седлом 3, и разгрузочный затвор 4, который размещен коаксиально штоку 5, На внутренней боковой поверхности основного затвора 1 выполнены выемки 6, например, в виде кольцевых расточек, а сам затвор установлен -на штоке 5 и зафиксирован относительно него узлом фиксации, выполненным в виде полого поршня 7 с радиальными отверстиями 8, в которых размещен упорный элемент 9, выполненный в виде шариков, взаимодействующих с выемками 6, поджатый к поверхности основного затвора 1 втулкой 10 с набором тарельчатых пружин И, установленных в полости поршня 7. Выемки-6 на внутренней боковой поверхности затвора 1 выполнены с осевым смещением, а торцовая поверхность разгрузочного затвора 4 смещена относительно торцовой поверхности штока 5 на величину, большую величины смещения выемок 6. Усилие поджатия упорного элемента 9 определяется положением поджимающей пружины 11 гайкой 12. Для упрощения подбора материалов запорного клапана выемки 6 могут быть выполнены в направляющей втулке 13. В теле nopiuHH 7 выполнены отверстия 14 для прохода среды. Боковая поверхность основного затвора 1, расположенная цежду выемками 6, выполнена конической с углом конуса, направленным в сторону крепления штока 5 к приводу. Глубина одной из выемок 6, расположенная ближе к месту крепления штона 5 к приводу, меньше глубины другой из выемок 6. Устройство работает следующим обраВ режиме открытия, при. увеличении на штоке 5 усилия от привода шток 5 через поршень 7 воздействует на упорный элемент (шарики) 9, которые, поднимаясь по конической поверхности, сопряженной с выемками 6, перемещаются по направлению к штоку 5 и через, втулку 10 сжимают пружины 11. При. этом разгрузочный затвор 4 остается, прижатым к седлу 3 давлением среды. Шток 5 свободно перемещается относительно разгрузочного затвора 4 (фиг. 1). В этом режиме работы усилие от давления среды на основной затвор 1 и разгрузочный затвор 4 больше усилия сжатия пружин 11. Перед попаданием шариков 9 в верхнюю выемку 6 при дальнейшем подъеме штока 5 происходит зацепление разгрузочного затвора 4 што-. ком 5 и подъем с последующей фиксацией упорного элемента 9 в верхней выемке 6 посредством пружин 11. При дальнейшем подъеме штока 5 открывается основной затвор 1 (фиг. 2), происходит соединение полости над основным затвором 1 с полостью под затвором 4 и выравнивание давлений на нем, что приводит к снижению усилия на штоке 5, необходимого для подъема основного затвора 1, и процесса регулирования. В режиме регулирования, когда основной затвор 1 находится в промежуточном положении, усилие, необходимое для перемещения затвора 1, меньше, чем усилие

фиксации упорного элемента 9 посрелством упругих, пружин II, что обеспечивает жесткое монолитное соединение штока 5 и основного затвора I.

В режиме закрытия основной затвор I прижимается к седлу 3. Усилие на штоке 5 растет, приближаясь к усилию, большему, чем усилие пружин 11, разжимающее упорный элемент (шарики) 9, последний под воздействием усилия от поршня 7 сжимает пружины 11 и выходит из верхней 1выемки 6. Происходит перемещение упорного элемента (шариков) 9 в нижнюь выемку. При этом опускается вниз хвостовик штока 5, освобождая разгрузочный затвор 4, который потоком среды закрывает разгрузочное отверстие и прекращает перемешение среды. Образующийся перепад давлений обеспечивает герметизацию основного затвора 1 и разгрузочного затвора 4.

Технико-Экономическая эффективность

изобретения заключается в повы.шении. его надежности и возможности работы устройства на сильно пульсирующих потоках.

фиг.1

12

W /J

фиг, г

1. ЗАПОРНЫЙ КДАПАН, в корпусе которого установлены закрепленные на штоке основной затвор с узлом фиксации его относительно штока и размешенный в полости основного затвора разгрузочный затвор, отличающийся тем, что. с целью повышения надежности, на внутренней боковой поверхности основного затвора выполнены выемки с осевым смешением одна относительно другой, узел фиксации выполнен в виде полого поршня с радиальными отверстиями, в которых размешен упорньт элемент с элементом поджатия его к-основному затвору, установленный с возможностью взаимодействия ,с выемками, а разгрузочный затвор размешен коаксиально штоку, причем его торцовая поверхность смещена относительно торцовой поверхности штока на величину, больп1ую величины смешения выемок, основного затвора. 2. Клапан по п. I, отличающийся тем, что элемент поджатия упорного элемента о S к основному затвору выполнен в виде подпружиненной втулки, размешенной в полос(Л ти поршня.