Криогенный запорно-регулирующий клапан Советский патент 1991 года по МПК F16K49/00 

Изобретение относится к арматурост- роению.

Целью изобретения является повышение надежности работы путем уменьшения возможности гидравлического удара при от- крытии и закрытии клапана и улучшение его регулирующей характеристики.

На фиг. 1 показан криогенный запор- но-регулирующий клапан, продольный разрез; нафиг.2-узел I на фиг. 1 (расположение центрирующего сферического пояска и опорных втулок в центральном отверстии затвора); на фиг.З - узел II на фиг.1 (место расположения наклонных отверстий в средней перегородке и зоны малого седла).

Клапан содержит холодный корпус 1 с поперечинами, передней и задней по потоку, перегородками 2 и 3, седлом 4 с магист- ральными входным 5 и выходным 6 патрубками, затвор 7, трубчатый плунжер 8, перемещающийся вдоль оси 9 по пластиковым направляющим втулкам 10 и 11, внутренние сильфоны 12 и 13, расположенные в полости 14 управления корпуса 1 и отсекающие криогенную среду от управляющего газа, и наружный сильфон 15, разделяющий полости 14 и 16 управляющего газа.

Клапан снабжен разгрузочным сильфо- ном 17, закрепленным на задней перегородке 3 корпуса 1, жестко и герметично связанными с подпружиненным затвором, в котором размещен уплотнительный элемент 18, взаимодействующий с седлом 4, и выполнены осевые отверстия-жиклеры 19, сообщающие полость 20 разгрузочного сильфона 17с полостью 21 входного патрубка 5, и центральное отверстие 22 для размещения штока 23, снабженного центрирующим сферическим пояском 24, и опорных втулок 25 и 26, причем на штоке 23 подвижно установлен малый затвор 27 с уплотнительным сильфоном 28, силовой пружиной 29, упорной втулкой 30, жестко связанной с трубчатым плунжером 8, и торцевым уплотнительным элементом 31, вза- имодействующим с малым седлом 32, закрепленным на задней перегородке 3, в которой выполнены наклонные перепускные каналы 33, сообщающие полость 20 разгрузочного сильфона 17 и зону 34 распо- ложения малого седла 32.

Кроме того, между поверхностью центрирующего сферического пояска 24 штока 23 и конической поверхностью 35 опорной втулки 26 выполнен осевой зазор Н, а между торцовой поверхностью 36 штока 23 в зоне малого седла 34 и торцовой поверхностью 37 малого затвора 27 предусмотрен осевой зазор h, причем величины осевых зазоров Н и h связаны соотношением h,

где к - коэффициент пропорциональности, равный .

Гайка 38 фиксирует затвор 7 на шток 23, а гайка 39 - упорную втулку 30 и шток 23 с трубчатым плунжером 8.

Кроме того, предусмотрено дросселирование между козырьком 40 средней перегородки 3 и кромкой 41 трубчатого плунжера 8.

Работа клапана осуществляется следующим образом.

Открытие и закрытие клапана осуществляется затвором 7 при подаче управляющего газа соответственно в полости 14 и 16, разделенные наружным сильфоном 15.

При подаче управляющего газа в полость 14 усилие, возникающее за счет разности эффективности площадей сильфонов 15 и 12, перемещает трубчатый плунжер 8 и жестко связанный с ним шток 23 вправо, постоянно ослабляя поджатие малого затвора 27 силовой пружиной 29 к малому седлу 32 и вызывая нарастающие протечки криогенной среды из полости 20 разгрузочного сильфона 17 через трубчатый плунжер 8 в патрубок 6, а при полном выборе осевого зазора h торцовая поверхность 36 штока 23 упирается в торец 37 малого затвора 27, перемещает его вместе со штоком 23 силовой пружиной 29, упорной втулкой 30 и трубчатым плунжером 8, при этом криогенная жидкость перетекает из полости 20 через наклонные перепускные каналы 33, зону 34 расположения малого седла 32, трубчатый плунжер 8 к магистральному выходному патрубку 6, причем происходит падение давления криогенной среды в полости 20, что вызывает уменьшение удельного давления между затвором 7 и седлом 4. При дальнейшем перемещении указанной системы деталей выбирается осевой зазор Н, шток

23своим центрирующим сферическим пояском 24 контактирует с конической втулкой 26, захватывает затвор 7 - клапан открывается. При этом происходит зависимое дросселирование криогенной среды как между затвором 7 и седлом 4, так и между козырьком 40 задней перегородки 3 и кромкой 41 трубчатого плунжера 8.

Закрытие клапана осуществляется подачей управляющего газа в полость 16, причем трубчатый плунжер 8 с распорной втулкой 30, штоком 23 и силовой пружиной 29 прижимает малый затвор 27 к седлу 32, при этом криогенная среда через отверстия- жиклеры 19 постепенно заполняет полость 20, и затвор 7 плавно закрывается. При даль, нейшем перемещении системы указанных деталей восстанавливаются осевые зазоры h и Н, а центрирующий сферический поясок

24штока 23 контактирует с конической поверхностью опорной втулки 25, клапан закрывается.

Формула изобретения Криогенный запорно-регулирующий клапан, содержащий холодный корпус с поперечными передней и задней по потоку перегородками, седлом и магистральными входным и выходным патрубками, нагруженный пружиной затвор, трубчатый плунжер, перемещающийся вдоль оси по пластиковым направляющим втулкам, внутренние сильфоны, расположенные в полости управления корпуса и отсекающие криогенную среду от управляющего газа, и наружный сильфон, разделяющий полости управляющего газа, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности в работе путем уменьшения возможности гидравлического удара при открытии и закрытии, на задней перегородке закреплен разгрузочный сильфон, соединенный герметично с затвором, в котором выполнены осевые калибровочные отверстия, сообщающие полость разгрузочного сильфона с полостью входного патрубка, и центральное отверстие, через которое пропущен шток, снабженный центрирующим сферическим пояском и опорными втулками с конической

поверхностью, причем на штоке установлен с возможностью перемещения малый затвор с уплотнительным сильфоном, силовой пружиной,упорной втулкой, соединенной с трубчатым плунжером, и торцевым уплотнительным элементом, а на задней перегородке выполнены ответное последнему малое седло и наклонные перепускные каналы, сообщающие полость разгрузочного сильфона и зону расположения малого седла.

Изобретение относится к арматуростро- ению. Цель изобретения - повышение надежности работы путем уменьшения ю I 17 20 3 МЮ29 И 111 Вход 7777Г77 7JJJj) У 27 2830 возможности гидравлического удара при открытии и закрытии клапана. Перемещение затвора 7 осуществляется при подаче управ-. ляющего газа соответственно в полости 14 и 16, разделенные наружным сильфоном 15. При упоре торцовой поверхности штока 23 в торец малого затвора 27 последний перемещается совместно с упорной втулкой 30 и трубчатым плунжером 8, при этом криогенная жидкость перетекает из полости 20 через наклонные перепускные каналы 33 к выходному патрубку 6. В открытом положении шток 23 центрирующим сферическим пояском контактирует с конической втулкой 26, при этом происходит зависимое дросселирование среды как между затвором 7 и седлом 4, так и между козырьком 40 задней перегородки 3 и кромкой 41 плунжера 8.3 ил. 29 и /3/4/5 Командное даЬление у И ON О О Выход Фиг /

Г

N

Фаг. 2

1

33 32

Фиг.З