Запорный клапан

Полезная модель относится к трубопроводной арматуре, в частности к конструкции запорного клапана, предназначенного для перекрытия трубопровода и обеспечения изменения расхода рабочей среды, и может быть использована в различных отраслях народного хозяйства, преимущественно в трубопроводных системах АЭС. Согласно полезной модели клапан содержит корпус с крышкой, входным и выходным патрубками, сообщенными с полостью, разделенной седлом, имеющим проходное отверстие и взаимодействующим со связанным со штоком запорным элементом с возможностью перекрытия упомянутой полости. Седло установлено в корпусе и зафиксировано в нем посредством втулки, выполненной с отверстиями для прохождения рабочей среды и поджатой к седлу крышкой. Шток выполнен составным в виде двух соосно расположенных частей, подвижно установленных в корпусе, первая часть штока шарнирно связана посредством развальцованной оси с запорным элементом, выполненным в виде полого стакана с расположенным внутри сильфоном, связанным с одной стороны с крышкой, а с другой стороны - с первой частью штока, вторая часть которого установлена посредством направляющих и связана с органом управления с возможностью обеспечения осевого перемещения запорного элемента при открытии и закрытии клапана. Технический результат заключается в повышении степени герметизации соединения за счет применения сильфона и обеспечения, тем самым, возможности увеличения длины возвратно-поступательного осевого перемещения штока клапана, а также диапазона регулирования проходного сечения клапана, седло которого зафиксировано в корпусе посредством втулки, выполненной с отверстиями и поджатой к корпусу крышкой, что существенно упрощает процесс монтажа-демонтажа деталей клапана в процессе эксплуатации. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Полезная модель относится к трубопроводной арматуре, в частности к конструкции запорного клапана, предназначенного для перекрытия трубопровода и обеспечения изменения расхода рабочей среды, и может быть использована в различных отраслях народного хозяйства, преимущественно в трубопроводных системах АЭС.

Известна задвижка, содержащая корпус с размещенными в нем и связанными со шпинделем клиновидными дисками с наружными уплотнительными поверхностями (см. SU 1513279, кл. F16К 3/14, опубл. 07.10.1989).

Указанная задвижка не обеспечивает достаточную герметичность уплотнения.

Известна также запорная задвижка, содержащая корпус с приваренными седлами, установленный в корпусе клиновой затвор в виде двух самоустанавливающихся тарелок с наружными уплотнительными поверхностями, соединенных с поступательно перемещаемым шпинделем посредством байонетного замка, причем между тарелками во взаимно расположенных канавках установлено распорное кольцо (см. SU 1222206, кл. F16К 3/14, опубл. 30.03.1986).

Недостатком ее является возможное появление ситуаций в процессе эксплуатации изделия, заключающихся в неравномерном усилии прижатия тарелок к седлам, а, следовательно, она не обеспечивает достаточной герметичности при работе и это не позволяет использовать ее в системах, требующих обеспечения особой безопасности при эксплуатации.

Из уровня техники известен также дроссельно-регулирующий клапан, который содержит корпус с входным и выходным патрубками, разделенными шиберным затвором с возможностью сообщения входного и выходного отверстий между собой, средство для управления шиберным затвором, имеющее шток, связанный с шиберной заслонкой и с управляющей системой, при этом шток установлен в корпусе посредством уплотнительного узла, выполненного в виде сильфона, связанного с одной стороны со штоком в зоне шиберного затвора, а с другой стороны - с корпусом с возможностью обеспечения продольного перемещения штока при открытии и закрытии шиберного затвора (см. RU 39172 U1, кл. F16К 3/14, опубл. 21.03.2004). К недостаткам известного клапана относятся относительно сложная конструкция и, как следствие, не высокая надежность в работе.

Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является повышение надежности, упрощение технологии изготовления и расширение технических возможностей путем сочетания преимуществ седельного клапана, работающего в режиме осевого перемещения, с возможностями сильфона, используемого в качестве уплотнительного элемента и обеспечивающего герметичность подвижного соединения, преимущественно в трубопроводных системах АЭС.

Технический результат заключается в повышении степени герметизации соединения за счет применения сильфона и обеспечения, тем самым, возможности увеличения длины возвратно-поступательного осевого перемещения штока клапана, а также диапазона регулирования проходного сечения клапана, седло которого зафиксировано в корпусе посредством втулки, выполненной с отверстиями и поджатой к корпусу крышкой, что существенно упрощает процесс монтажа-демонтажа клапана в процессе эксплуатации.

Для достижения указанного технического результата запорный клапан содержит корпус с крышкой, входным и выходным патрубками, сообщенными с полостью, разделенной седлом, имеющим проходное отверстие и взаимодействующим со связанным со штоком запорным элементом с возможностью перекрытия упомянутой полости, при этом седло установлено в корпусе и зафиксировано в нем посредством втулки, выполненной с отверстиями для прохождения рабочей среды и поджатой к седлу крышкой, шток выполнен составным в виде двух соосно расположенных частей, подвижно установленных в корпусе, первая часть штока шарнирно связана посредством развальцованной оси с запорным элементом, выполненным в виде полого стакана с расположенным внутри сильфоном, связанным с одной стороны с крышкой, а с другой стороны - с первой частью штока, вторая часть которого установлена посредством направляющих и связана с органом управления с возможностью обеспечения осевого перемещения запорного элемента при открытии и закрытии клапана.

Предпочтительно выполнение клапана, у которого направляющие, связанные со второй частью штока, были бы установлены в пазах, выполненных в промежуточной детали, соединенной с корпусом.

Указанные признаки являются существенными и взаимосвязанными между собой причинно-следственной связью с образованием совокупности существенных признаков, необходимых для повышения степени герметизации соединения за счет применения сильфона и обеспечения, тем самым, надежности эксплуатации запорного клапана в сложных условиях.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, где

На фиг.1 - продольный разрез клапана.

На фиг.2 - разрез А-А по фиг.1.

На фиг.3 изображен общий вид клапана.

Согласно полезной модели клапан содержит корпус 1 (фиг.1, 2) с крышкой 2, входным 3 и выходным 4 патрубками, сообщенными с полостью 5, разделенной седлом 6, имеющим проходное отверстие 7 и выполненным с рабочей поверхностью для взаимодействия со связанным со штоком 8 запорным элементом 9 с возможностью перекрытия упомянутой полости 5.

Седло 6 установлено в корпусе 1 и зафиксировано в нем посредством втулки 10, выполненной с отверстиями 11 для прохождения рабочей среды и поджатой к седлу 6 крышкой 2.

Шток 8 выполнен составным в виде двух соосно расположенных частей 12 и 13, подвижно установленных в корпусе 1. Первая часть 12 штока 8 шарнирно связана посредством развальцованной оси 14 запорным элементом 9, выполненным в виде полого стакана с расположенным внутри сильфоном 15.

Сильфон 15, выполняющий функцию уплотнения, связан с одной стороны с первой частью 12 штока 8, вторая часть 13 которого связана посредством направляющих 16 с корпусом 1 с возможностью обеспечения осевого перемещения и связана с органом управления 17 (фиг.3) с возможностью осевого перемещения запорного элемента 9 при открытии и закрытии клапана.

При этом направляющие 16 связаны с корпусом 1 посредством промежуточной детали 18, соединенной шпильками 19 через крышку 2 с корпусом 1. Направляющие 16 представляют собой шпонки, которые установлены на второй части 13 штока 8 и расположены в пазах 20 промежуточной детали 18.

Принцип работы клапана заключается в следующем: при вращении органа управления 17, в частности маховика осуществляется вращательное движение втулки штока 8, которое преобразуется в поступательное движение штока 8 клапана с запорным элементом 9. Далее, запорный элемент 9 при своем перемещении полностью открывает или закрывает проходное отверстие в седле 6 клапана, обеспечивая пропуск или отсечение протекающей через клапан рабочей среды. При этом система управления посредством органа управления 17 задает величину перемещения штока 8 от минимальной до максимальной. Возможно выполнение системы управления, обеспечивающей дроссельно-регулирующий режим работы запорного клапана. В этом случае, шток 8, шарнирно связанный с запорным элементом 9 седельного клапана, перемещая его, открывает проходное отверстие 7 седла 6 клапана на требуемую величину подачи рабочей среды. Далее рабочая среда проходит через отверстия 11 во втулке 10 и направляется в выходной патрубок 4. Принцип работ седельного клапана прост и надежен независимо от вида рабочей среды, обладает широкими техническими возможностями, однако требует обеспечения значительных осевых перемещений запорного элемента 9, а, следовательно, и штока 8. Применение в качестве уплотнения сильфона 15 позволило решить задачу, связанную с обеспечением больших величин осевого перемещения штока 8. Совмещение в запорном клапане достоинств седельного клапана в качестве регулирующего средства подачи рабочей среды с преимуществами сильфона 15, обеспечивающего гарантированное герметичное уплотнение штока 8 относительно корпуса 1, позволило в итоге получить сверх суммарные достоинства устройства, обеспечивающего надежное и стабильное его использование в трубопроводной арматуре различных ТЭЦ.

Особенно эти преимущества проявились при использовании клапана в трубопроводных системах АЭС, а также и в химической и нефтегазовой промышленности. Изготовление запорного элемента 9 и седла 6 из коррозионностойкой или углеродистой стали позволяет надежно функционировать клапану с разными рабочими средами, представляющими собой: теплоноситель первого контура, парогазовую смесь, пар, дистиллят, воду контура многократной принудительной циркуляции, воду охлаждения контура системы управления защиты, кислоту, щелочи, газовые сдувки, воздух или азот, инертные газы, растворы дезактивации и промывки, масла или конденсат, техническую воду (содержание хлоридов до 300 мг/л, кислорода до 20 мг/л) и т.п.

Клапан седельного типа предложенной конструкции относится к классу ремонтируемых, восстанавливаемых изделий с регламентированной дисциплиной восстановления, назначенной продолжительностью эксплуатации. В частности, быстро и просто происходит демонтаж седла, запорного элемента и уплотнений.

Запирающий клапан устанавливается в технологических линиях электростанций, в частности в линиях непрерывной продувки котла (парогенератора), а также в трубопроводных системах атомных станций и для химической и нефтегазовой промышленности.

Полезная модель соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость», поскольку ее реализация возможна при использовании существующих средств производства с применением известных технологических операций.

1. Запорный клапан, содержащий корпус с крышкой, входным и выходным патрубками, сообщенными с полостью, разделенной седлом, имеющим проходное отверстие и взаимодействующим со связанным со штоком запорным элементом с возможностью перекрытия упомянутой полости, при этом седло установлено в корпусе и зафиксировано в нем посредством втулки, выполненной с отверстиями для прохождения рабочей среды и поджатой к седлу крышкой, шток выполнен составным в виде двух соосно расположенных частей, подвижно установленных в корпусе, первая часть штока шарнирно связана посредством развальцованной оси с запорным элементом, выполненным в виде полого стакана с расположенным внутри сильфоном, связанным с одной стороны с крышкой, а с другой стороны - с первой частью штока, вторая часть которого установлена посредством направляющих и связана с органом управления с возможностью обеспечения осевого перемещения запорного элемента при открытии и закрытии клапана.

2. Клапан по п.1, отличающийся тем, что направляющие, связанные со второй частью штока, установлены в пазах, выполненных в промежуточной детали, соединенной с корпусом.