Шаровой клапан

 

Изобретение может быть использовано в шаровых клапанах с двойным уплотнением. Цель изобретения - повышение надежности работы клапана путем предотвращения сверхдопустимого внутреннего давления в полости (П) корпуса. В корпусе 1 с проходным каналом 2 для рабочей жидкости установлена шаровая пробка 3. В расточке 4 корпуса 1 размещено с возможностью перемещения кольцевое седло 5. В седле 5 закреплено уплотнительное кольцо (К) 7, установленное с возможностью взаимодействия рабочей кромкой 8 с пробкой 3. Первое О-образное К 10 размещено в седле 5 с внешним диаметром большим, чем диаметр кромки 8. Второе О-образное К 11 размещено в корпусе 1 с внутренним диаметром, меньшим диаметра кромки 8. Между внутренней поверхностью корпуса 1 и поверхностями седла 5, уплотненными К 10, 11, образована камера 13, к-рая поочередно сообщена с каналом 2 или с внутренней П 15 корпуса 1. П 15 образована между корпусом 1 и пробкой 3. Камера 13 сообщена через многоходовой кран 14, выполненный в виде основного цилиндра (Ц) 16 с размещенным в нем аксиально подвижным основным поршнем 17 и вспомогательного Ц 18 с размещенным в нем аксиально подвижным поршнем 19. Ц 16 разделен поршнем 17 на П 20, 22. П 20 сообщена трубопроводом 21 с каналом 2, П 22 - трубопроводом 23 с П 15. Ц 18 разделен поршнем 19 на П 24, 25. П 24 сообщена через трубопровод 23 с П 15 совместно с П 22, П 25 - с атмосферой или П 20. Поршень 19 нагружен сжатой пружиной 27 в направлении П 24. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А3

„„SU„„147901 (59 4 F 16 К 5 20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К 0АТЕНТУ

Ж

<Р

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 3901397/23-29 (22) 31.05.85 (31) 59-137589 (32) 02.06.84 (33) ЛР (46) 07.05.89. Г>юл. Р 17 (71) Кабусики Кайся Кобе Сейко Се (ЛР) (72) Садаюки Наканиси и Акио Фукунага (.ХР) (53) 621.646(088.8) (56) Патент СНА - 3856261, кл. 251-172, 1974. (54 ) ШАРОВОЙ КЛАПАН (57) Изобретение м. б. использовано в шаровых клапанах с двойным уплотнением. Цель изобретения — повышение надежности работы клапана путем предотвращения сверхдопустимого внутреннего давления в полости (П) корпуса, В корпусе 1 с проходным каналом 2 для рабочей жидкости установлена шаровая пробка 3, В расточке 4 корпуса

1 размещено с возможностью перемещения кольцевое седло 5 ° В седле 5 закреплено уплотнительное кольцо (К) 14790

7, установленное с воэможностью взаимодействия рабочей кромкой 8 с пробкой 3, Первое О-образное К 10 размещено в седле 5 с внешним диаметром большим, чем диаметр кромки 8. Второе О-образное К 11 размещено в корпусе 1 с внутренним диаметром, мень- . шим диаметра кромки 8. Между внутренней поверхностью корпуса 1 и поверхностями седла 5, уплотненными

К 10, 11, образована камера 13, края поочередно сообщена с каналом 2 или с внутренней П 15 корпуса 1. П

15 образована между корпусом 1 и пробкой 3. Камера 13 сообщена через

10 многоходовой клапан 14, выполненный в виде основного цилиндра (Ц) 16 с размещенным в нем аксиально подвижным основным поршнем 17 и вспомогательного Ц 18 с размещенным в нем аксиально подвижным поршнем 19. Ц 16 разделен поршнем 17 на П 20, 22, П

20 сообщена трубопроводом 21 с каналом 2, П 22 — трубопроводом 23 с П

15. Ц 18 разделен поршнем 19 на П

24, 25. П 24 сообщена через трубопровод 23 с П 15 совместно с П 22, П 25 — с атмосферой или K 20. Поршень 19 нагружен сжатой пружиной 27 в направлении П 24. 4 ил.

Изобретение относится к трубопроводной арматуре, в частности к шаровым клапанам с двойным уплотнением.

Целью изобретения является повышение надежности работы клапана 5 (путем предотвращения сверхдоп стимого внутреннего давления в полости корпуса.

На фиг. 1 изображена часть шарового клапана со средством управления перемещения его седла, на фиг. 2 и

3 — средство управления в виде многоходового клапана в различных фазах его работы, на фиг. 4 — вариант выполнения средства управления перемещения седла клапана.

Шаровой клапан содержит корпус 1 с проходным каналом 2 для рабочей жидкости и шаровую пробку 3, установленную в корпусе 1. В корпусе 1 выполнена расточка 4, в которой установлено с возможностью перемещения кольцевое седло 5. В кольцевом седле

5 закреплено внешним кольцом 6 уплотнительное кольцо 7, взаимодействующее рабочей кромкой 8 с поверхностью шаровой пробки 3. Внешнее кольцо 6 прижимается к шаровой пробке 3 равномерно расположенными нажимными пружи30 нами 9, обеспечивающими уплотнение между кольцевым седлом 5 и шаровой пробкой 3. Первые О-образные кольца

10 и 11 установлены на наружной поверхности седла 5 с внешним диаметром

D i большим, чем диаметр D рабочей

2 кромки 8 уплотнительного кольца 7., Второе О-образное кольцо 12 размещено в корпусе с внутренним диаметром

Р, меньшим диаметра D рабочей кромки 8 уплотнительного кольца 7. Между внутренней поверхностью корпуса 1 и поверхностями кольцевого седла 5, yrt- лотненными О-образными кольцами 10I

12, образована камера 13, которая через многоходовой клапан 14 поочередно сообщена с проходными каналом

2 или с внутренней полостью 15 корпуса 1, образованной между корпусом

1 и шаровой пробкой 3. Многоходовой клапан 14 выполнен в виде основного цилиндра 16 с.размещенным в нем аксиально подвижным основным поршнем

17 и вспомогательного цилиндра 18 с размещенным в нем аксиально подвижным вспомогательным поршнем 19, причем основной цилиндр 16 разделен основным поршнем 17 на полости, первая

20 из,которых сообщена трубопроводом

21 с проходным каналом 2, а вторая

22 — трубопроводом 23 с внутренней полостью 15 корпуса 1, а вспомогательный цилиндр 18 разделен вспомогательным поршнем 19 -на поршневую управляющую полость 24, сообщенную через трубопровод 23 с внутренней полостью 15 корпуса 1 совместно со второй полостью 22 основного цилиндра 16, и штоковую полость 25, сообщенную с атмосферой или первой полостью 20 основного цилиндра 16 через

1479010 отверстие 26. Вспомогательный поршень 19 нагружен сжатой пружиной 2! в направлении поршневой управляющей полости 24. Сила сжатой пружины 27 выбирается такой, чтобы переместить вспомогательный поршень 19, когда внутреннее давление в полости 15 достигнет сверхдопустимого значения, а диаметр df вспомогательного поршня

19 выбирается большим диаметра d< основного поршня 17. .Основной цилиндр 16 присоединен к трубопроводу ?8, который соединяет полость 20 или 22 основного цилиндра 15 с камерой 13 в соответствии с положением основного поршня 17.

Шаровой клапан работает следующим образом.

Когда давление Р< в проходном ка- 20 нале 2 станет выше, чем внутреннее давление Р полости 15 корпуса 1, основной поршень 17 основного цилиндра

16 перемещается влево (фиг. 1) и жидкость из проходного канала 2 поступает в камеру 13 через трубопрово--. ды 21 и 28.

При этом самоприжимающаяся сила

Jl — — D -D )(Р -P ) воздействует на сед4 я г 30 ло 5 со стороны камеры 13 и прижимает седло 5 к шаровой пробке 3, поэтому проходной канал 2 герметизируется. Когда внутреннее давление Р полости 15 корпуса 1 станет выше, чем 35 давление Р в проходном канале 2, основной поршень 17 основного цилиндра

16 перемещается вправо (фиг. 4) и внутренняя полость 15 корпуса 1 соединяется с камерой 13 через трубопро- 40 воды -23 и 28. Вспомогательный поршень 19 прижимается и удерживается справа (фиг. 4) посредством сжатой пружины 27 до тех пор, пока давление

Р находится в пределах допустимого 45 давления, так что самоприжимающая сила †-(D2 -D2 )х(Р -P ) воздействует

7!

4 на кольцевое седло 5 со стороны камеры 13 и полость 15 корпуса 1, герметизируется, Если же внутренее давление Р по- лости 15 корпуса 1 возрастет сверх

) допустимого значения Р, то это давление поступает в управляющую полость 55

24 (фиг. 3) и, преодолевая сопротивление сжатой пружины ?7, перемещает вспомогательный поршень 19, который своим штоком передвигает основной поршень 17. При этом камера 13 сообщается с проходным каналом 2 через трубопроводы 21 и 28, а разжимающая

И сила ---(D -D ) (Г -P ) воздействует

4 1 2 на кольцевое седло 5 и отвсдит его от шаровой пробки 3. В результате этого внутреннее давление из полос ти 15 корпуса 1 стравливается через зазор, образовавшийся между седлом

5 и шаровой пробкой 3, и предотвращается возрастание сверхдопустимого внутреннего давления la полости 15 корпуса 1.

Таким образом, полость 15 корпу" са 1 соединена с проходным каналом 2, а его внутреннее давление убывает резко ° Однако действие клапана может быть стабилизировано путем установки дроссельного клапана 29 с обратным клапаном на трубопровод 23, как показано на фиг. 4.

Предотвращение возрастания сверхдопустимого внутреннего давления .в полости 15 корпуса 1 осуществляется без прямой связи с пропускной. способностью многоходового клапана 14 и трубопроводов, поэтому многоходовой клапан 14 и трубопроводы 21, 23 и 28 используются одной пропускной способностью независимо от типа и размера шарового клапана.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Шаровой клапан, содержащий корпус с проходным каналом для рабочей жидкости, установленную в корпусе шаровую пробку, размещенное с возможностью перемещения в расточке корпуса кольцевое седло, уплотнительное кольцо, закрепленное в кольцевом седле и установленное с возможностью взаимодействия рабочей кромкой с шаровой пробкой, первое О-образное кольцо, размещенное в кольцевом седле с внешним диаметром большим, чем диаметр рабочей кромки уплотнительного кольца, второе О-образное кольцо, размещенное в корпусе с внутренним диаметром, меньшим диаметра рабочей кромки уплотнительного кольца, причем между внутренней поверхностью корпуса и поверхностями кольцевого седла, уплотненными первым и вторым

О-образными кольцами, образована камера, которая поочередно сообщена

2Э

13

Щlя. З

Составитель А.Бирюкова

Редактор С.Пекарь Техред A.Åðàâ÷óê Корректор С;Черни

Заказ 2380/59 Тираж 722

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.ужгород, ул. Гагарина, 101

5 14790 с проходным каналом или с внутренней полостью корпуса, образованной между корпусом и шаровой пробкой, через многоходовой клапан, выполненный в

5 виде основного цилиндра с размещенным в нем аксиально подвижным основным поршнем, первая полость которого сообщена с проходным каналом, а вторая-с внутренней полостью корпуса, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности работы, основной цилиндр снабжен вспомогатель10 6 ным цилиндром с размещенным в нем аксиально подвижным вспомогательным поршнем, поршневая управляющая полость которого сообщена с внутренней полостью корпуса совместно с второй полостью основного цилиндра, а штоковая полость сообщена с атмосферой или первой полостью основного цилиндра, причем вспомогательный поршень нагружен сжатой пружиной в направлении поршневой управляющей полости