Шаровой клапан Советский патент 1989 года по МПК F16K5/20 

Изобретение относится к трубопроводной арматуре, в частности к шаро вым клапанам с двойным уплотнением.

Целью изобретения является повышение надежности работы клапана {путем предотвращения сверхдопустимого внутреннего давления в полости корпуса.

На фиг. 1 изображена часть шарового клапана со средством управления перемещения его седлаJ на фиг. 2 и 3 - средство управления в виде многоходового клапана в различных фазах его работы , на фиг. 4 - вариант выполнения средства управления перемещения седла клапана.

Шаровой клапан содержит корпус 1 с проходным каналом 2 для рабочей жидкости и шаровую пробку 3, установленную в корпусе 1. В корпусе 1 выполнена расточка 4, в которой установлено с возможностью перемещения кольцевое седло 5. В кольцевом седле 5 закреплено внешним кольцом 6 уплот- нительное кольцо 7, взаимодействующее рабочей кромкой 8 с поверхностью шаровой пробки 3, Внешнее кольцо 6 прижимается к шаровой пробке 3 равномерно расположенными нажимными пружинами 9, обеспечивающими уплотнение между кольцевым седлом 5 и шаровой пробкой 3. Первые 0-образные кольца 10 и 11 установлены на наружной поверхности седла 5 с внешним- диаметром D| большим, чем диаметр Г) рабочей .

0

5

5

0

0

кромки 8 уплотнительного кольца 7. Второе 0-образное кольцо 12 размещено в корпусе с внутренним диаметром D3, меньшим диаметра D рабочей кромки 8 уплотнительного кольца 7. Между внутренней поверхностью корпуса 1 и поверхностями кольцевого сеДла 5, уплотненными 0-образными кольцами 10- 12, образована каиера 13, которая через многоходовой клапан 14 поочередно сообщена с проходными каналом 2 или с внутренней полостью 15 корпуса 1 , образованной между корпусом 1 и шаровой пробкой 3. Многоходовой клапан 14 выполнен в виде основного цилиндра 16 с размещенным в нем аксиально подвижным основным поршнем 17 и вспомогательного цилиндра 18 с размещенным в нем аксиально подвижным вспомогательным поршнем 19, причем основной цилиндр 16 разделен основным поршнем 17 на полости, первая

20из которых сообщена трубопроводом

21с проходным каналом 2, а вторая

22- трубопроводом 23 с внутренней полостью 15 корпуса 1, а вспомогательный цилиндр 18 разделен вспомогательным поршнем 19 на поршневую управляющую полость 24, сообщенную через трубопровод 23 с внутренней полостью 15 корпуса 1 совместно со второй полостью 22 основного цилиндра 16, и штоковую полость 25, сообщенную с атмосферой или первой полостью 20 основного цилиндра 16 через

отверстие 26. Вспомогательный поршень 19 нагружен сжатой пружиной 27 в направлении поршневой управляющей полости 24, Сила сжатой пружины 27 выбирается такой, чтобы переместить вспомогательный поршень 19, когда внутреннее давление в полости 15 достигнет сверхдопустКмого значения, а диаметр dj вспомогательного поршня 19 выбирается большим диаметра d основного поршня 17.

Основной цилиндр 16 присоединен к трубопроводу 28, который соединяет полость 20 или 22 основного цилиндра с камерой 13 в соответствии с положением основного поршня 17.

Шаровой клапан работает следующим образом.

Когда давление Р, в проходном ка- нале 2 станет выше, чем внутреннее давление РЈ полости 15 корпуса 1, основной поршень 17 основного цилиндра 16 перемещается влево (фиг. 1) и жидкость из проходного канала 2 поступает в камеру 13 через трубопроводы 21 и 28,

При этом самоприжимающаяся сила

-ч. Л

-r-D(2-D| ) (Р( -Р ) воздействует на седло 5 со стороны камеры 13 и прижимает седло 5 к шаровой пробке 3, Поэтому проходной канал 2 герметизируется. Когда внутреннее давление Р полости 15 корпуса 1 станет выше, чем давление Р в проходном канале 2, основной поршень 17 основного цилиндра 16 перемещается вправо (фиг. 4) и внутренняя полость 15 корпуса 1 сое

0

0

поршень 17. При этом камера 13 сообщается с проходным каналом 2 через трубопроводы 21 и 28, а разжимающая

сила r-(Df2 -П|) (Р2 -Р ) воздействует

на кольцевое седло 5 и отвсдит его от шаровой пробки 3. В результате этого внутреннее давление из полоски 15 корпуса 1 стравливается через зазор, образовавшийся между седлом 5 и шаровой пробкой 3, и предотвращается возрастание сверхдопустимого4 внутреннего давления в полости 15 корпуса 1.

Таким образом, полость 15 корпуса 1 соединена с проходным каналом 2, а его внутреннее давление убывает резко. Однако действие клапана может быть стабилизировано путем установки дроссельного клапана 29 с обратным клапаном на трубопровод 23, как показано на фиг. 4.

Предотвращение возрастания сверхдопустимого внутреннего давления в полости 15 корпуса 1 осуществляется без прямой связи с пропускной способностью многоходового клапана 14 и трубопроводов, поэтому многоходовой клапан 14 и трубопроводы 21, 23 и 28 используются одной пропускной способностью независимо от типа и размера шарового клапана.

Формула изобретения

Шаровой клапан, содержащий корпус с проходным каналом для рабочей жид

Изобретение может быть использовано в шаровых клапанах с двойным уплотнением. Цель изобретения - повышение надежности работы клапана путем предотвращения сверхдопустимого внутреннего давления в полости (П) корпуса. В корпусе 1 с проходным каналом 2 для рабочей жидкости установлена шаровая пробка 3. В расточке 4 корпуса 1 размещено с возможностью перемещения кольцевое седло 5. В седле 5 закреплено уплотнительное кольцо (К) 7, установленное с возможностью взаимодействия рабочей кромкой 8 с пробкой 3. Первое О-образное К 10 размещено в седле 5 с внешним диаметром большим, чем диаметр кромки 8. Второе О-образное К 11 размещено в корпусе 1 с внутренним диаметром, меньшим диаметра кромки 8. Между внутренней поверхностью корпуса 1 и поверхностями седла 5, уплотненными К 10, 11, образована камера 13, к-рая поочередно сообщена с каналом 2 или с внутренней П 15 корпуса 1. П 15 образована между корпусом 1 и пробкой 3. Камера 13 сообщена через многоходовой кран 14, выполненный в виде основного цилиндра (Ц) 16 с размещенным в нем аксиально подвижным основным поршнем 17 и вспомогательного Ц 18 с размещенным в нем аксиально подвижным поршнем 19. Ц 16 разделен поршнем 17 на П 20, 22. П 20 сообщена трубопроводом 21 с каналом 2, П 22 - трубопроводом 23 с П 15. Ц 18 разделен поршнем 19 на П 24, 25. П 24 сообщена через трубопровод 23 с П 15 совместно с П 22, П 25 - с атмосферой или П 20. Поршень 19 нагружен сжатой пружиной 27 в направлении П 24. 4 ил.

диняется с камерой 13 через трубопро- 40 кости, установленную в корпусе шароводы 23 и 28. Вспомогательный пор- , шень 19 прижимается и удерживается справа (фиг. 4) посредством сжатой пружины 27 до тех пор, пока давление

давления, так что самоприжимающая

1Г

вую пробку, размещенное с возможностью перемещения в расточке корпуса кольцевое седло, уплотнительное кольцо, закрепленное в кольцевом седле Рл находится в пределах допустимого 45 и установленное с возможностью взаимодействия рабочей кромкой с шаровой пробкой, первое 0-обраэное кольцо, размещенное в кольцевом седле с внешним диаметром большим, чем диа- 5Q метр рабоч ей кромки уплотнительного кольца, второе О-образное кольцо, размещенное в корпусе с внутренним диаметром, меньшим диаметра рабочей кромки уплотнительного кольца, при- ление поступает в управляющую полость $$ чем между внутренней поверхностью 24 (фиг, 3) и, преодолевая сопротив- корпуса и поверхностями кольцевого ление сжатой пружины 27, перемещает седла, уплотненными первым и вторым вспомогательный поршень 19, который 0-образными кольцами, образована ка- своим штоком передвигает основной мера, которая поочередно сообщена

сила -T-(D|-Dj )х(Р2-Р ) воздействует

на кольцевое седло 5 со стороны камеры 13;и полость 15 корпуса 1 герметизируется ,

Если же внутренее давление Р полости 15 корпуса 1 возрастет сверх допустимого значения Р- , то это давс проходным каналом или с внутренней полостью корпуса, образованной между корпусом и шаровой пробкой, через многоходовой клапан, выполненный и виде основного цилиндра с размещенным в нем аксиально подвижным основным поршнем, первая полость которого сообщена с проходным каналом, а вторая- с внутренней полостью корпуса, от- ю личающийся тем, что, с целью повышения надежности работы, основной цилиндр снабжен вспомогательаСоставитель А.Бирюкова Редактор С.Пекарь Техред А.Кравчук Корректор С%Черни

Заказ 2380/39

Тираж 722

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР- 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

ным цилиндром с размещенным в нем аксиально подвижным вспомогательным поршнем, поршневая управляющая полость которого сообщена с внутренне полостью корпуса совместно с второй полостью основного цилиндра, а што- ковая полость сообщена с атмосферой или первой полостью основного цилиндра, причем вспомогательный поршень нагружен сжатой пружиной в направлении поршневой управляющей полости.

U-/J

я

Подписное