Самоуплотняющийся затвор клапана Советский патент 1982 года по МПК F16K1/00 

Изобретение относится к арматуростроению и может быть использовано в различных запорных элементах. Известен самоуплотняющийся затво клапана, включающий корпус с седлом полый запорный орган со сквозным отверстием в торца, размещенный а полости запорного органа плаваклтдий поршень и ыток привода 1. Недостатком известного устройств является необходимость развития на приводе усилие, равное усилию реакции, седла, что приводит к увеличению MOLiHOCTH привода. Цель изобретения - уменьшение мо ности привода. Эта цель достигается тем, что в устройстве, включающем корпус с седлом, поль1й запорный орган со сквозным отверстием в торце, размещенный в полости запорного органа плавающий поршейь и шток привода, в полости запорного органа концентрично основному поршню размещен кол цевой плавающий поршень и упоры, связанные с корпусом и взаимодействующие с верхней торцовой поверхнос тью кольцевого плавающего порь-шя, а шток привода установлен в основно поршне с гарантированным осевым зазором. На чертеже представлен самоуплотняющийся затвор клапана, разрез. Затвор включает корпус 1 с седлом 2, полый запорный орган 3 с выполненным в его торце сквозным отверстием 4, связывающим входную полость высокого давления с рабочей,камерой 5 запорного органа 3. В полости запорного органа 3 размещейы основной плавакядий поршень 6 и кольцевой плавающий поршень 7, снабженные уплотнительными элементами. В расточке плавающего поЕяаня 6 установлен с гарантированныгл осевым зазором h, шток 8 привода (на чертеже не показан) , а в полости запорного органа 3 размещены упоры 9, связанные с корпусом клапана и ограничивающие перещение кольцевого поршня 7. Кроме того, запорный орган 3 снабжен для его принудительного поднятия в случае отсутствия давления буртом 10, Наружный диаметр кольцевого поршня 7 выбирают из условия обеспечения самоуплотнения затвора при наименьшем рабочем давлении среда, а площадь основного плавающего порошя б подбирают минимальной для обеспечения передачи наименьшего усилия на шток 8 привода, т.е. установка дополнительного плаваюце.го поршня позволяет образовать дополнительную эффективную плоцадь, усилие от давления на которую передается запорному органу, но не передается приводу так как замыкается на упоры корпуса Диаметр отверстия 4 должен быть таковьал, чтобы при открывании затвора и оперемещении поршня б вверх падение давления в камере 5 из-за увеличения ее объема опережало повыгиение давления в этой камере за счет натёкания рабочей среды через отверстие 4. Гарантированный осевой зазор h, позволяет перемещаться штоку 8, не; поднимая запорный орган 3, пока перемещение плавакадего поршня 6 за счет дросселирования среды в отверстии 4 не создаст подъемную силу на запорном органе 3. Упоры 9 проходят нерез отверстия в бурте 10 и жестко связаны с неподвижной опорой корпуса, причб5м . в качестве упоров могут быть использованы аинты, ввернутые в крышку корпуса 1 клапана. Г .ежду нижней торцовой поверхность кольцевого поршня 7 и дном камеры 5 образован зазор }i, который определя °ет величину хода запорного органа 3 при открывании или закрывании затвора клапана. Работает устройство следующим об разом (взаимодействие деталей ватво ра сассматривается без учета сил трения) . Запорный орган 3 находится на уплотнительной поверхности седла 2, затвор закрыт. При подаче рабочей среды со стороны входной полости под запорный орган 3 давление в рабочей камере 5 равно давлению во входной полости. Это давление действует на торщл запорного Чэргана и на поршни б и 7, причем вследствие разности площадей торцов запорного органа, находящихся под воздействием давления рабочей среды, усилие на заторном органе, действующее со стороны камеры 5, превышает усилие, действующее на него со стороны входной полости, и разность этих усилий при жимает 3 апорный орган 3 к седлу 2. Усилие от давления, действующего на поршень б, передается Штоку 8 припо да, а усилие давления, действующего на поршень 7, прижимает его к упорам 9 и передается на корпус. Для открывания затвора шток 8 привода перемещают вверх, при этом под действием давления в камере 5 поршень 6 также перемещается вверх/ увеличия объем камеры-5, вследствие чего давление в ней начинает падать Когда усилие от давления, действующего на запорный орган со стороны камеры 5, станет меньше, чем усилие от давления, действующего на него со стороны вхбдной полости, запорный орган начнет двигаться вверх и будет перемещаться до упора в торец плавакяцего кольцевого поршня 7, выбирая зазор 112.. Поршень 6 движется за штоком 8 до упора в бурт 10, после чего движется один шток 8. Выбрав зазор h, шток остановится, в камере 5 установится давление, равное наружному давлению, затвор открыт. Дпя закрывания затвора клапана шток 8 с висящими на нем подвижными деталями свободно перемещают к седлу 2до тех пор, пока дросселирование среды в зазоре между уплотнительными поверхностями запорного органа и седла не создаст перепад давлений, направленный вверх. Запорный орган 3с поршнями 6 и 7 останавливается, а шток 8 продолжает двигаться, образуя зазор h между головкой штока 8 и буртом расточки поршня б. Камера 5 постепенно заполняется рабочей средой через отверстие 4 и давление в ней растет. Поршень- 6 начинает двигаться навстречу штоку 8, а кольцевой поршень 7 - к упорам 9. Совершив полный ход на закрытие, шток 8 привода останавливается, поршень б упирается в шток 8, поршень 7, достигнув ; упоров 9, также останавливается. После остановки поршней заполнение камеры 5 ускоряется, так как ее объем больше не увеличивается, давление в ней растет, и когда усилие, действукядее на запорный орган 3 со стороны камеры 5, станетбольше усилия от давления со стороны входной полости, запорный орган двинется вниз, перекрывая седло 2. При выравнивании давления во входной полости и в камере 5 усилие, прижимающее запорный орган 3 к седлу 2, окажется достаточным для обеспечения герметичности затвора, при этом посадка запорного органа происходит плавно, без удара. Таким образом, и в закрытом и в открытом положении затвора усилие от давления самоуплотнейия в камере распределяется на два поршня, и на шток привода передается лишь часть этого усилия, так как один из поршней, воспринимающих давление в камере, а именно - кольцевой, передает усилие не на шток, а на корпус, что и позволяет разгрузить привод и, тем самым, уменьшить его мощность. Формула изобретения . -f Самоуплотняющийся затвор клапана, включающий корпус с седлом, полый

запорный орган со сквозным отверстием в торце, размещенный в полости запорного органа плавающий поршень и шток привода, отличающийс я тем, что, с целью уменьшения мощности привода, в полости запорного органа конгХентрично основному размещены кольцевой плавающий поршень и упоры, связанные с корпусом и взaи лoдeйcтвyюt иe с верхней торцовой поверхностью кольцевого плаваквдего поршня, а шток привода установлен в основном поршне с гарантированным осевым зазором. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР №357392, кл. F 16 К 1/00, 1970.

////у/