Шаровой запорно-регулирующий клапан Советский патент 1984 года по МПК F16K31/383 

Изобретение относится к общему машиностроению и может быть применено в качестве запорно-регулирующего устройства в трубопроводных системах сжатого воздуха и нейтральных газов на предприятиях угольной, горнорудной и других отраслей промышленности.

Известен клапан с выполненным заодно с запорным органом компенсационным поршнем, который образует с корпусом клапана нагрузочную камеру 1.

К недостатку данного клапана относится большое гидравлическое сопротивление, создаваемое запорной головкой, перемещающейся при открывании клапана в проточную часть, при этом величина сопротивления тем больше, чем больше степень открытия клапана.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является клапан, содержащий установленный в корпусе шаровой запорный орган, управляющая полость над которым связана через отверстие, выполненное в корпусе, с рабочим каналом трехходового крана, попеременно сообщающего управляющую полость с напорной магистралью или с атмосферой (2.

Недостатком известного клапана является дискретный характер регулирования расхода транспортируемой среды. Шаровой запорный орган, переходя из одного крайнего положения в другое, способен или полностью открыть, или полностью закрыть проходной канал клапана.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей клапана за счет обеспечения возможности плавного регулирования расхода рабочей среды.

Указанная цель достигается тем, что в шаровом запорно-регулирующем клапане, содержащем установленный в корпусе шаровой запорный орган, управляющая полость над которым связана через отверстие, выполненное в коорпусе, с рабочим каналом трехходового крана, попеременного сообщающего управляющую полость с напорной магистралью или с атмосферой, в управляющей полости с зазором относительно корпуса установлен стакан, снабженный приводным устройством и обращенный открытым торцом в сторону запорного органа, в днище стакана выполнено отверстие, а на корпусе и днище стакана закреплен гибкий трубчатый элемент, сообщающий между собой отверстия в корпусе и днище стакана.

На фиг. изображен предлагаемый клапан с приводным устройством, использующим вспомогательную энергию, продольный разрез; на фиг. 2 - вариант клапана с приводным устройством, использующим энергию рабочей среды.

Клапан содержит корпус 1 с напорной и сливной магистралями 2 и 3 и седлом 4

и щаровой запорный орган 5. В управляющей полости 6 над запорным органом размещен стакан 7, связанный приводным устройством 8. Стакан обращен своим открытым торцом 9 к запорному органу и образует с,поверхностью запорного органа уплотнительную пару. В корпусе и днище стакана выполнены отверстия 10 и 11, сообщенные .между собой закрепленным на корпусе и днище гибким трубчатым элементом 12. 0 Кроме того, отверстие 10 связано с рабочим канало.м 13 трехходового крана 14, сообщающего управляющую полость с напорной магистралью 2 или с атмосферой.

r Приводное устройство может быть выполнено в виде подпружиненной мембраны 15 с жестким центром 6, полость 17 над которой сообщена через регулятор 18 давления с напорной магистралью 2.

Гибкий трубчатый элемент может быть 0 выполнен в виде сильфона 19.

Клапан работает следующим образом.

В положении «Закрыто управляющая полость 6 с помош.ью крана 14 соединена напорной магистралью. Давлением транспортируемой среды щаровой запорный орган 5 прижат к уплотнительной поверхности седла 4 и перекрывает проходной канал.

Открытие клапана осуществляется пу0 тем соединения управляющей полости 6 через трехходовой кран 14 с атмосферой. При этом давление над шаровым запорным органом 5 падает, и под действием возникшего перепада давления запорный орган приподнимается от седла 4, открывая про5 ходной канал, и прижимается к торцу, удерживаясь в заданном положении в течение всего времени, пока управляющая полость 6 остается соединенной с атмосферой. При этом прекращается выход транспортируемой д среды в атмосферу.

Управление расходом транспортируемой среды после перевода клапана в положение «Открыто осуществляется путем измпнения проходного сечения при перемеще НИИ стакана с прижаты.м к нему запорным органом.

При этом в устройстве (фиг. ) перемещение стакана обеспечивается приводным устройством в соответствии с командной информацией.

0 Во втором варианте изменение проходного сечения клапана производится подачей в полость 17 через регулятор 18 давления транспортируемой среды, давление которой на мембрану 15 создает усилие, направленное противоположно усилию на

5 запорном органе. Положение стакана. 7 с шаровым запорным органом 5 относительно седла 4, а следовательно, и степень открытия проходного сечения клапана определяются соотношением усилий, действующих по разные стороны мембраны 15, а наличие возвратной пружины создает определенное соответствие между давлением полости 17 и этим положением.

Таким образом, стакан и шаровой запорный орган совмещают функции регулирующего органа и исполнительного механизма, использующего энергию транспортируемой среды, вследствие чего уменьшаются габаю

риты и вес устройства в сравнении с известными устройствами.

В обоих вариантах предлагаемого устройства первоначальное открытие проходного канала, т. е. «отрыв шарового запорного органа от седла, а также обеспечение герметичности уплотнения шарового запорного органа на седле в положении «Закрыто осуществляется за счет энергии .самой транспортирующей среды.

ШАРОВОЙ ЗАПОРНО-РЕГУЛИРУЮЩИЙ КЛАПАН, содержащий установленный в корпусе шаровой запорный орган, управляющая полость над которым связана через отверстие, выполненное в корпусе, с рабочим каналом трехходового крана, попеременно сообщающего управляющую полость с напорной магистралью или с атмосферой, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей клапана за счет обеспечения возможности плавного регулирования расхода рабочей среды, в управляющей полости с зазором относительно корпуса установлен стакан, снабженный приводным устройством и обращенный открытым торцом в сторону запорного органа, в днище стакана выполнено отверстие, а на корпусе и днище стакана закреплен гибкий трубчатый элемент, сообщающий между собой отверстия в корпусе и днище стакана.Q