Привод Советский патент 1979 года по МПК F16K31/143 F15B15/00 

1

Изобретение относится к области трубопроводной арматуры, преимущественно для управления запорным клапаном, перекрывающим проход в трубопроводах энергетических установок, и может быть использовано в химической, нефтяной и других отраслях народного хозяйства.

Известен привод, содержащий два цилиндра, разделенные проставкой с каналами, в одном из которых размещен основной поршень, жестко связанный со штоком, а в другом - подпружиненный дополнительный поршень, кинематически связанный со штоком и снабженный хвостовиком, свободно проходящим через расточку проставки, и переключающие устройства 1.

Недостатком этого привода является то, что он не обеспечивает последовательного срабатывания двух коаксиально расположенных золотников запорного клапана, что значительно снижает надел ность его работы.

Целью изобретения является повышение надежности клапана и уменьшение габаритов.

Это достигается тем, что шток выполнен в виде двух кинематически связанных телескопических стержней, каждый из которых соединен с соответствующим золотником клапана, а каждое переключающее устройство выполнено в виде подпружиненных штырей с прорезями, один из которых установлен на наружном стержне, другой - на дополнительном поршне, а на каждой из

торцовых сторон проставки установлена направляющая для взаимодействия с соответствующим штырем, причем в основном и дополнительном поршнях выполнены расточки для прохода направляющих, при

этом основной поршень жестко закреплен на внутреннем стержне, подпружинен в сторону проставки и снабжен уплотняющим элементом в виде подпружиненной прокладки для взаимодействия на части хода

поршня с одним из каналов проставки.

На фиг. 1 показан предлагаемый привод в сборе с запорным клапаном, общий вид; на фиг. 2 - привод, разрез; на фиг. 3 - запорный клапан, разрез; на фиг. 4 - сечение

А-А на фиг. 1; на фиг. 5 - сечение Б-Б на фиг. 4.

Привод 1 содержит цилиндры 2 и 3, между которыми неподвижно закреплена проставка 4 с каналами 5 и 6. В верхнем

цилиндре 2 размещен основной поршень 7, жестко связанный со штоком, который выполнен в виде телескопических внутреннего 8 и наружного 9 стержней, кинематически связанных друг с другом. В нижнем

цилиндре 3 установлен дополнительчый

поршень 10, подпружиненный пружиной 11, снабженный хвостовиком 12, свободно проходящим через расточку 13 проставки 4, и кинематически связанный с телескопическим наружным стержнем 9.

Внутренний и наружный стержни 8 и 9 взаимодействуют с переключающими устройствами, состоящими из штырей 14 и 15 и возвратных пружин 16 и 17, поджатых гайками 18 и 19. Стержни 8 и 9 соединены соответственно с золотниками 20 и 21 запорного двухзолотникового клапана 22. На щтырях 14 и 15 выполнены нрорези 23 и 24 соответственно, причем штырь 14 установлен на наружном стержне 9, а щтырь 15- на дополнительном поршне 10.

На торцовых поверхностях 25 и 26 проставки 4 установлены направляющие 27 и 28, взаимодействующие с соответствующими штырями 14 и 15 переключающих устройств. Направляющая 27 проходит через расточку 29 основного порщня 7, а направляющая 28 - через расточку 30 дополнительного поршня 10. Основной поршень 7, жестко закрепленный на внутреннем стержне 8, подпружинен в сторону проставки 4 пружиной 31 и снабжен подвижным уплотняющим элементом 32 с прокладкой 33 и пружиной 34, перекрывающим на части хода поршня 7 канал 6 проставки 4. Привод 1 установлен на запорный клапан 22 при помощи колонок 35.

Внутренний 8 и наружный 9 стержни соединены с золотниками 20 и 21 посредством соответствующих муфт - внутренней 36 и наружной 37, причем внутренняя муфта 36 имеет возможность перемещаться вдоль оси относительно наружной муфты 37. Каждая из муфт 36 и 37 состоит из двух частей. Обе части наружной муфты 37 скреплены между собой винтами 38. В крышках верхнего и нижнего цилиндров выполнены каналы 39 и 40.

Канал 5 перекрывается кольцом 41, выполненным на поршне 10. На наружном стержне 9 имеется кольцевая проточка 42, которая взаимодействует со щтырем 15. В корпусе золотника 20 выполнено седло 43. На направляющей 27 имеется копирная поверхность 44, с которой взаимодействует штырь 14. На внутреннем стержне 8 выполнена, кольцевая расточка 45. Направляющая 28 имеет копирную поверхность 46, с которой взаимодействует щтырь 15. Поршни образуют в цилиндрах внутренние полости 47 и 48.

Работает привод следующим образом.

В каналы 5 и 39 одновременно подводится управляющее давление, а каналы 6 и 40 сообщаются с атмосферой (переключения могут, например, осуществляться при помощи двух трехходовых или одного четырехходового распределителя).

Под действием управляющего давления основной поршень 7 перемещается вниз

совместно с внутренним 8 и наружным 9 стержнями, с которыми он связан штырем 14 переключающего устройства. Дополнительный поршень 10 в этот момент не перемещается, так как он поджат пружиной И и канал 5 перекрыт кольцом 41, установленным на самом порщне.

Пройдя расстояние /- h, основной поршень 7 своим торцом упирается в торец

хвостовика 12 дополнительного порщня 10,

при этом кольцевая проточка 42 наружного

стержня 9 оказывается напротив щтыря 15

переключающего устройства.

При этом I - величина хода золотника

20 до контакта его с седлом 43, а Л - составная величина хода / (выбирается конструктивно), на котором основной и дополнительный порщни 7 и 10 движутся вместе. На участке хода h происходят сжатие

пружины 11; разуплотнение канала 5; срабатывание переключающих устройств за счет взаимодействия направляющих 27 и 28 со штырями 14 и 15; переключение канала 6 прокладкой 33 уплотняющего элемента 32 (в конце хода /, например, на расстоянии / - 2 мм); контактирование золотника 20 с седлом 43 и остановка основного поршня 7, связанного с золотником 20 при помощи внутреннего стержня 8 и муфты 36.

При совместном движении поршней 7 и 10 срабатывают переключающие устройства: щтырь 14 взаимодействует с копирной поверхностью 44 направляющих 27, сжимая пружину 16, и выходит из кольцевой расточки 45, разобщая внутренний 8 и наружный 9 стержни; штырь 15 сходит с копирной поверхности 46 направляющей 28 и под действием пружины 17 перемещается

вправо, входя в проточку 42 наружного

стержня 9 и соединяя при этом наружный

стержень 9 с дополнительным поршнем 10.

Окончательное срабатывание привода 1

происходит при последующем движении дополнительного поршня 10 под действием на него управляющего давления, подводимого по каналу 5 в полость 47 и связанного с порщнем 10 наружным стержнем 9 на расстоянии К,-К (при этом основной поршень

7 и внутренний стержень 8 неподвижны), где К - ход золотника 21 до контакта его с седлом 43, при этом происходит окончательное срабатывание запорного клапана 22, обеспечивающее перекрытие потока и

исключение эрозионного износа уплотняющих поверхностей золотников 20 и 21); /Ci - расстояние между уплотняющими поверхностями золотников 20 и 21 при открытом запорном клапане 22.

Для открытия клапана управляющее давление подается в каналы 6 и 40, а каналы 5 и 39 соединяются с атмосферой. При этом дополнительный поршень 10 движется вверх, перемещая наружный стержень 9, связанный с ним штырем 15 и золотник 21. Основной поршень 7 под действием пружины 31 остается в нижнем положении, так как канал 6 перекрыт подпружиненным УПЛОТНЯЮЩИМ элементом 32 с прокладкой 33.

Ход поршня 10 пои неподвижном поршне 7 равен величине К, т. е. он движется до упора торца хвостовика 12 в торец основного поршня 7, когда штыоь 14 встанет напротив кольцевой расточки 45 внутреннего строжня 8.

В дальнейшем происходит совместное пепемешение поршней 7 и 10. На участке хода h при этом происходят снятие с седла 43 золотника 20 и совместное движение его с внутренним 8 и наружным 9 стержнями вверх; сжатие пружины 31; разуплотнение канала 6; срабатывание переключающих устройств за счет взаимодействия направляющих 27 и 28 со штырями 14 и 15; перекрытие канала 5 кольцом 41, закрепленным на дополнительном поршне 10, который при этом упирается в проставку 4.

При совместном движении поршней 7 и 10 вверх срабатывают переключающие устройства: штырь 15 взаимодействует с копиркой поверхностью 46 направляющей 28, сжимая пружину 17, и выходит из кольцевой проточки 42, разобщая внутренний 8 и наружный 9 стержни; штырь 14 сходит с копирной поверхности 44 направляющей 27 и под действием пружины 16 перемещается вправо, входя в расточку 45 внутреннего стержня 8, соединяя его при этом с наружным стержнем 9.

Окончательное срабатывание привода 1 на открытие клапана происходит при последующем движении основного порщня 7 под действием на него управляющего давления, подводимого по каналу б в полость 48, на ход I - h. При этом осуществляется совместный подъем золотников 20 и 21, освобождающих проход рабочей среде, движущейся через клапан 22.

Данное изобретение позволяет повысить надежность привода и уменьшить его габариты.

Формула изобретения

Привод, преимущественно для управления запорным двухзолотниковым клапаном,

содерл ащий два цилиндра, разделенные проставкой с каналами, в одном из которых размещен основной поршень, жестко связанный со щтоком, а в другом - подпружиненный дополнительный поршень, кинематически связанный со штоком и снабженный хвостовиком, свободно проходящим через расточку проставки, и переключающие устройства, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения надежности клапана и

уменьшения габаритов, щток выполнен в виде двух кинематически связанных телескопических стержней, каждый из которых соединен с соответствующим золотником клапана, а каждое переключающее устройство выполнено в виде подпружиненных штырей с прорезями, один из которых установлен на наружном стержне, другой - на дополнительном поршне, а на каждой из торцовых сторон проставки установлена направляющая для взаимодействия с соответствующим щтырем, причем в основном и дополнительном порщнях выполнены расточки для прохода направляющих, при этом основной поршень жестко закреплен

на внутреннем стержне, подпружинен в сторону проставкм и снабжен уплотняющим элементом в виде подпружиненной прокладки для взаимодействия на части хода порщня с одним из каналов проставки.

Источники информации,

иринятые во внимание при экспертизе 1 Авторское свидетельство СССР № 374474, кл. F 16К 31/143, 1971.

1риъ.1

J

Фиъ.З

Л-/

L

;л / :-;-/ХЖчх,

Б-S

s