Самоуплотняющийся дисковый клапан Советский патент 1984 года по МПК F16K39/04 

сх

05 Изобретение относится к общему машиностроению, а именно к регулирующей трубонроводной арматуре, и может быть использовано в клапанах для регулирования больщих расходов и перепадов давлений жидкой или газообразной среды в различных технологических процессах, например, на тепловых электрических станциях для регулирования питания водой паровых котлов. Известно запорное устройство, содержащее корпус, в котором установлены седло и запорно-регулирующий орган, постоянно взаимодействующий с седлом посредством порщня с толкателем, установленными в кольцевой полости, выполненной в седле 1. Недостатками этого устройства являются сложность конструкции, ремонта и новыщенный износ при открытии. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является самоуплотняющийся дисковый клапан, содержацд.ий корпус, в котором расположены седло и запорно-регулирующий орган, постоянно взаимодействующий с седлом и связанный через щпиндель с разгрузочным плунжером, установленным в камере с образующим своими активными поверхностями с внутренними поверхностями камеры полости, сообщенные со сливной и напорной частями трубопровода 2. Недостатком известного клапана является то, что в зависимости от закрытого или открытого положений клапана усилия прижатия запорно-регулирующего органа к седлу отличаются (при открытом положении значительно меньще, при закрытом - больще), а поскольку площадь а.ктивной поверхности плунжера для разгрузки выбирают из условия наименьщего усилия, чтобы не произощло отрыва запорно-регулирующего органа от седла, при полном закрытии клапана усилие прижатия намного больще оптимального, что создает тяжелые условия работы элементов клапана при его открытии и приводит к повыщенному их износу, т.е. снижает долговечность. Кроме того, увеличивается расход мощности на привод. Целью изобретения является повышение долговечности и снижение мощности привода за счет создания оптимального усилия прижатия запорно-регулирующего органа к седлу. Поставленная цель достигается тем, что в самоуплотняющемся дисковом клапане, содержащем корпус, в котором расположены седло и запорно-регулирующий орган, постоянно взаимодействующий с седлом и связанный через шпиндель с разгрузочным плунжером, установленным в камере и образующим своими активными поверхностями с внутренними поверхностями камеры полости, сообщенные со сливной и напорной частями трубопровода, в запорно-регулирующем органе выполнена прорезь, а в седле - кольцевая канавка и проточка, посредством которой канавка в закрыто.м положении клапана сообщена с напорной частью трубопровода, причем канавка выполнена с ращиренным участком, 1 осредством которого через прорезь в запорно-регулирующем органе канавка в открытом положении клапана сообщена со сливной частью трубопровода. На фиг. изображен предлагаемый дисковый клапан, продольный разрез; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1 (положение «Закрыто); на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. i3; на фиг. 5 - разрез А-А на фиг. 1 (положение «Открыто); на фиг. б - разрез Г-Г па фиг. 5;на фиг. 7 - разрез Д-Д на фиг. 6; па фиг. 8 - разрез Е-Е на фиг. 2; на (|)иг. 9 - разрез Ж-Ж на фиг. 5. В корпусе 1 клапана установлено неподвижное седло 2 и постоянно взаимодействующий с ним запорно-регулирующий орган 3. Седло 2 и запорно-регулирующий орган 3 разделяют трубопровод на напорную 4 и сливную 5 части и имеют, соответственно, проходные отверстия 6 и вырезы 7 для пропуска рабочей среды. Плоские уплотнительные поверхности седла 2 и запорно-регулирующего органа 3 притерты друг к другу. Запорно-регулирующий орган 3 через шпиндель 8 связан с разгрузочным плунжером 9, установленным в камере 10. Плунжер 9 имеет две активные поверхности 11 и 12, которые с внутренними поверхностями камеры 10 образуют, соответственно, полости 13 и 14. Послоть 13 сообщена каналом 15 со сливной частью 5 трубопровода, а полость 14 - каналом 16 с напорной частью 4. В седле 2 выполнены кольцевая канавка 17, проточка 18 для сообщения канавки 17 с напорной частью 4 трубопровода и расширенный участок 19 в кольцевой канавке 17 со стороны ее внутреннего диаметра. В запорно-регулирующем органе 3 выполнена прорезь 20, соединяющая расщиренный участок 19 кольцевой канавки 17 со сливной частью 5 трубопровода. Работает клапан следующим образом. Регулируемая рабочая среда под давлением PJ поступает в напорную часть 4 трубопровода и через каналы, образующиеся при совпадении отверстий 6 седла 2 с вырезами 7 запорно-регулирующего органа 3 поступает в сливную часть 5 трубопровода. Поворотом запорно-регулирующего органа 3 посредством щпинделя 8 относительно своей оси изменяют площадь сечения этих каналов, тем самым осуществляют регулирование расхода рабочей среды. Перепадом давлений aP Pi-РЗ напорной и сливной части трубопровода запорнорегулирующий орган 3 прижимается к седлу 2, при этом усилие прижатия зависит от величины перепада лР, площади проходных отверстий, площади соприкосновения

запорно-регулирующего органа 3 с седлом 2 и усилия разгрузки Fpajpp.

Усилие разгрузки Fpajpp определяется перепадом давлений ДР Rj. - Р и площадями активных поверхностей 11 и 12 разгрузочного плунжера 9 и направлено в сторону, противоположную направлению действия усилия прижатия запорно-регулирующего органа 3 к седлу 2. Усилие разгрузки Fpairp. воспринимается плунжером 9 и передается через щпиндель 8 на запорнорегулирующий орган 3, уменьшая усилие прижатия его к седлу 2.

Поскольку усилие прижатия Р„р зависит от площади соприкоснования запорно-регулирующего органа 3 с седлом 2, а она в зависимости от положения клапана «Открыто или «Закрыто изменяется и на значительную величину, изменяется и усилие прижатия Р,р при переходе из одного положения в, другое. Выбор же площадей активных поверхностей 11 и 12 разгрузочного плунжера 9 осуществляют из условия наименьшего усилия прижатия Ffip запорно-регулирующего органа 3 к седлу 2, т.е. усилия прижатия в момент полного открытия клапана, оптимального Fnp , в противном случае может произойти отрыв запорно-регулирующего органа 3 от седла 2. Но в этом случае в закрытом положении клапана усилие прижатия запорно-регулирующего органа 3 к седлу 2 будет значительно больше оптимального,

в,ie-.oT ui собои 1101я..чп||,1и и.ичч- TJщихся дета.1ей и рост мощности приио.;;.

Для устранения этого в 11ервонача. ьиы; MOMeHt вывода клапана из закрытого по.-К ; жения фи повороте за порно-рогу.-щрующегс органа 3 проточка 18 сообщает напорную часть 4 трубопровода с кольцевой канавкой 17. Рабочая жидкость, находясь в ней, создает дополнительное усилие разгрузки разгр. действующее непосредственно на запорно- О регулирующий орган 3, снижая усилие прижатия Fnp и приближая его к оптимальному. При дальнейщем повороте запорно-регулирующего органа 3 и открытии клапана до половины проходных отверстий 6 проточка

18 перекрывается и кольцевая канавка 17 разобщается с напорной частью 4, а посредством расщиренного участка 19 и прорези 20 сообщается со сливной частью 5 трубопровода. В результате чего прекращает действие дополнительное усилие разгрузки и в

момент полного открытия клапана оно равно О, т.е. в обоих крайних положениях усилие прижатия Fpp приближено к оптимальному значению.

Технико-экономическая эффективность заключается в том, что предлагаемая конструкция клапана создает одинаковые условия работы при открытии и закрытии его элементам, исключая работу их с повыщенны.м трением, а этом, в свою очередь, значительно повышает их долговечность и сокращет мощность привода клапана.

Фиг.-f

А-А

1

7

V

5-Б

Фиг. 2

Фаг.

САМОУПЛОТНЯЮЩИЙСЯ ДИСКОВЫЙ КЛАПАН, содержащий корпус, в котором расположены седло и запорно-регулирующий орган, постоянно взаимодействующий с седлом и связанный через щпиндель с разгрузочным плунжером, установленным в камере и образующим своими активными поверхностями с внутренними поверхностями камеры полости, сообщенные со сливной и напорной частями трубопровода, отличающийся тем, что, с целью повышения долговечности и снижения мощности привода за счет создания оптимального усилия прижатия запорно-регулирующего органа к седлу, в запорно-регулирующем органе выполнена прорезь, а в седле -кольцевая канавка и проточка, посредством которой канавка в закрытом положении клапана сообщена с напорной частью трубопровода, причем канавка выполнена с расщиренным участком, посредством которого через прорезь в запорно-регулирующем органе канавка в открытом положении клапана сообщена со сливной частью трубопровода. (Л

3-6

/7

78

73

Фиг.4

Фаг. 5

Д-Д

Фи-г.6

17

18

Фаг. 6

Фаг. 7

17 J

20

Фиг. 9