Запорное устройство Советский патент 1992 года по МПК F16K3/28 E02C1/04 

Изобретение относится к арматурост- роениго, а более конкретно к пневмогидрав- лическим запорным устройствам, и может быть использовано на объектах газовой и химической промышленности в системах высокого давления агрессивных и ядовитых сред.

Известно запорное устройство, содержащее корпус с двумя затворами, смонтиро- ванными на одном шпинделе-штоке; уплотнительный элемент помещен в выточке шпинделя-штока (заявка № 4756517/29 от 9.11.89). В процессе эксплуатации воз1 можно выдавливание уплотнения в зазор между сопрягаемыми деталями, в результате чего вероятны надрезы уплотнительного элемента и. как следствие, сокращение срока службы клапана снижение его надежности.

Известно устройство с двумя затворами и приводными механизмами описанными в заявке ЕПВ (ЕР) № 0205627, кл. F 16 К 1/44, 1986. Известное устройство ненадежно из- за слабой заделки уплотнительных элементов, что в условиях высоких давлений приводит к выбросу уплотнения потоком среды и нарушению герметичности клапана.

Целью изобретения является повышение надежности за счет обеспечения защиты уплотнительного кольца от механического повреждения

Указанная цель достигается тем, что в известном запорном устройстве содержащем цилиндрический корпус с выточками

VI

сл

СП О

ю

под уплотнительные кольца на внутренней noBepxHdefM и с спускным и выпускным штуцерами, приводной элемент, конический клапан со штоком, размещенный над впускным штуцером, и дополнительный клапан с осевым отверстием, через которое пропущен шток конического клапана, дополнительный клапан установлен с возможностью перекрытия выпускного штуцера и выполнен в виде золотника с соосной цангой на его нижнем торце, выполненной с кольцевым выступом на внутренней поверхности и кольцевым упором в нижней части, и втулкой с продольными каналами, надетой на цангу с зазором относительно золотника и контактирующей с кольцевым упором цанги, на внутренней поверхности корпуса выполнен выступ, приводной элемент выполнен в виде ходового винта, нижний торец которого связан с золотником с возможностью взаимодействия с верхним торцом штока, выполненного с дисковым упором в нижней части, взаимодействующим с выступом на корпусе, и утолщением, взаимодействующим с кольцевым выступом на внутренней поверхности цанги, а уплотнительные кольца размещены в корпусе над и под выпускным штуцером,

На чертеже изображен разрез предлагаемого клапана в закрытом положении.

Клапан включает корпус 1, входной штуцер с клапанным седлом 2, конический клапан 3, имеющий дисковый упор 4 и утолщение 5 на штоке, золотниковый затвор, содержащий втулку б с каналами 7 для прохода флюида, золотник 8, имеющий цангу 9. уплотнительные кольца 10,11. Привод клапана осуществляется при помощи механизма, имеющего ходовой винт 12, гайку 13, крышку 14, гайку 15, рукоятку 16. Проточка корпуса 1 имеет торец 17, имеются также полости А, В, выходное отверстие В.

Клапан работает следующим образом. В закрытом положении (показано на чертеже) конический клапан 3 контактирует с седлом 2, и газ с входа не может попасть в полость А, одновременно поршень золотникового затвора занимает такое положение, что уплотнение 10 находится выше нижнего края золотника 8 (выше технологического зазора), а уплотнение 11 - ниже верхнего торца золотника 8 золотникового затвора. Таким образом, имеющийся s полости А флюид ни снизу по каналам 7, ни сверху из полости Б (где он может скапливаться через неуплотняемый зазор штока конического клапана 3 в золотнике 8) не может попасть на выход. Таким образом, в данном положении протечки флюида в клапане предотвращаются двумя затворами, уплотнение в

которых осуществляется в первом - металлом по металлу, во втором - при помощи эластичного кольца.

Для открытия клапана рукоятку 16 вращают против часовой стрелки, при этом в результате взаимодействия ходового винта 12 и гайки 13 поршень золотникового затвора смещается вверх, цанга 9 золотника 8 перемещает вверх втулку 6 и конический

0 клапан 3, флюид с входа проходит в полость А. Далее золотник 8 и втулка 6, двигаясь вверх, проходят своим стыком- микрозазором мимоуплотнительного элемента 10 (см. фиг.2). Это движение обеих деталей вверх

5 будет происходить до тех пор, пока конический клапан 3 своим дисковым упором 4 не коснется торца 17 проточки корпуса 1. В этом случае конический клапан 3 остановится, золотник 8 золотникового затвора будет

0 продолжать свое движение вверх, так как кольцевое утолщение 5 штока конического клапана 3 выходит из зацепления с внутренним выступом цанги 9, и лепестки цанги 9 о силу своей упругости сойдутся внутрь, в ре5 зультате чего произойдет ее расцепление с втулкой 6, после чего последняя остановится, ранее пройдя своим верхним торцом уплотнение 10. Золотник 8 движется вверх до тех пор, пока нижний его торец не пройдет

0 выходное отверстие В в корпусе 1, пропуская флюид на выход. Клапан открыт: флюид с входа поступает в по°лость А и по каналам 7 в отверстие В на выход.

Рабочий ход на закрытие клапана осу5 ществляется следующим образом.

При вращении рукоятки 16 по часовой стрелке ходовой винт 12 ввинчивается в гайку 13 и перемещает золотник 8 конического клапана вниз до соприкосновения с верх0 ним торцом втулки 6.

После этого обе эти детали движутся вниз и проходят своим микрозазором мимо уплотнительного кольца 10, как показано на фиг.2. В этот момент эластичное кольцо

5 струей флюида из микрозазора отжимается от края микрозазора, что предохраняет его от порезов или вырывания. После прохода стыка между деталями 6 и 8 золотниковый затвор вступил в работу, флюид на выход

0 поступать не может, так как отверстие В корпуса 1 отсекается уплотнениями 10 и 11 от полостей А и Б.

При дальнейшем вращении рукоятки 16 вниз перемещаются втулка 6, золотник 8 и

5 конический клапан 3. После того как конус клапана 3 сядет на седло 2, детали 6 и 8 еще продолжают двигаться вниз дотех пор, пока стержень клапана 3 не упрется своим верхним концом в нижний торец ходового винта 12, после этого клапан 3 придавливают к

седлу 2 до степени герметизации. При этом несколько раньше утолщение 5 штока клапана 3 войдет в цангу 9, и ее лепестки войдут в зацепление с нижним торцом втулки 6. С этого момента золотник 8, втулка 6 и стер- жень затвора 3 сблокированы между собой, в результате чего микрозазор между деталями 8 и 7 практически отсутствует.

Теоретическая проработка и опытная проверка макета клапана показали, что за- являемая конструкция клапана обеспечивает более надежное перекрытие потока при одновременном обеспечении защиты уп- лотнительного эластичного элемента от раз- рушения или вырыва в процессе эксплуатации, обеспечивается полная герметичность отключения трубопровода.

Формула изобретения Запорное устройство, содержащее ци- линдрический корпус с выточками под уп- лотнительные кольца на внутренней поверхности и с впускным и выпускным штуцерами, приводной элемент,-конический клапан со штоком, размещенный над впускным штуцером, и дополнительный

клапан с осевым отверстием, через которое пропущен шток конического клапана, о т л и чающееся тем, что, с целью повышения надежности за счет обеспечения защиты уп- лотнительного кольца от механического повреждения, дополнительный клапан установлен с возможностью перекрытия выпускного штуцера и выполнен в виде золотника с соосной цангой на его нижнем торце выполненной с кольцевым выступом нэ внутренней поверхности и кольцевым упором в нижней части, и втулкой с продольными каналами, надетой на цангу с зазором относительно золотника и контактирующей с кольцевым упором цанги, на внутренней поверхности корпуса выполнен выступ, приводной элемент выполнен в виде ходового винта, нижний торец которого связан с золотником с возможностью взаимодействия с верхним торцом штока, выполненного с дисковым упором в нижней части, взаимодействующим с выступом на корпусе, и утолщением, взаимодействующим с кольцевым выступом на внутренней поверхности цанги, а уплотнительные кольца размещены в корпусе над и под выпускным штуцером.

Использование: в объектах газовой и химической промышленности в системах высокого давления агрессивных и ядовитых сред. Сущность изобретения: цилиндрический корпус имеет на внутренней поверхности выточки под уплотнителычые кольца и впускной и выпускной штуцеры. Конический клапан со штоком размещен над впускным штуцером. Через осевое отверстие дополнительного клапана пропущен шток конического клапана. Дополнительный клапан перекрывает выпускной штуцер и выполнен в виде золотника с соосной цангой на его нижнем торце Цанга выполнена с кольцевым выступом на внутренней поверхности и кольцевым упором в нижней части. Втулка с продольными каналами надета на цангу с зазором относительно золотника и контактирует с кольцевым упором цанги. На внутренней поверхности корпуса выполнен выступ. Приводной элемент выполнен в виде ходового винта, нижний торец которого связан с золотником с возможностью взаи ГЗА, модеиствия с верхним торцбм штока, выполненного с дисковым упором в нижней части. Упор взаимодействует с выступом на корпусе. Утолщение штока взаимодействует с кольцевым выступом на внутренней поверхности цанги Уплотнительные кольца размещены в корпусе над и под выпускным штуцером 1 ил (Л С

Выход

Микрозазор (щель)