клапан для работы на криогенных средах

Формула изобретения

КЛАПАН ДЛЯ РАБОТЫ НА КРИОГЕННЫХ СРЕДАХ, содержащий корпус и вакуумный кожух, соединенные между собой герметизирующим гибким элементом, сферический шарнир, соосно закрепленную на корпусе опору шарнира со сферической поверхностью, охватывающую шарнир, отличающийся тем, что опора выполнена из двух соосно расположенных частей, шарнир закреплен на торце вакуумного кожуха, в шарнире выполнено сквозное отверстие, корпус размещен в указанном отверстии с радиальным зазором, при этом одна из частей опоры выполнена съемной.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к криогенной технике и может найти применение в арматуростроении для химического машиностроения, в газовой промышленности при работе на продуктах, имеющих температуру ниже 0^оС.

Известен безопорный клапан с минимальными теплопритоками для высокой и низкой температуры, состоящий из корпуса с тепловым трубчатым типовым мостом вакуумного кожуха и уплотненный посредством фланцев в теплой и холодной зонах.

При возникновении изгибающих усилий от температурных деформаций магистральных трубопроводов и давлении в клапане возможно нарушение герметичности, что снижает надежность клапана и ведет к необходимости использования усилия или дополнительных опор, усложняя таким образом конструкцию клапана.

Известна конструкция для работы на криогенных средах, состоящая из корпуса с вакуумным кожухом и герметичного гибкого элемента (резиновой мембраны) между ними, расположенными в корпусе, затвора, штока, связанного с приводом, причем клапан снабжен отжимной компенсирующей пружиной, установленной между крышкой вакуумного кожуха и отжимным фланцем.

Однако для обеспечения работоспособности такой конструкции требуются уравновешивающиеся пружины, увеличиваются габариты конструкции, а резиновый гибкий элемент для применения в ответственных длительно эксплуатируемых изделиях нежелателен по надежности.

Наиболее близким к изобретению является клапан для криогенных емкостей с вакуумным кожухом, содержащий холодный корпус с седлом, размещенный в корпусе затвор со штоком, привод клапана, связанный со штоком затвора посредством теплового моста.

Тепловой мост в клапане выполнен в виде тяги, коаксиально которой размещена опора, соединяющая привод с корпусом, а тягу со штоком затвора, опора с корпусом и привод с вакуумным кожухом соединены посредством шарниров. В данном клапане между корпусом и кожухом закреплен герметично гибкий элемент в виде сильфона. Клапан содержит шток, соединенный с приводом, сферический шарнир взаимодействует с опорой, закрепленной на корпусе соосно его оси.

За счет сферического шарнира корпус имеет возможность отклонения от вертикальной оси.

Решаемая задача повышение надежности и упрощение конструкции криогенного клапана.

Это достигается тем, что клапан для работы на криогенных средах содержит корпус и вакуумный кожух, соединенные между собой герметизирующим гибким элементом, сферический шарнир, соосно закрепленную на корпусе опору шарнира со сферической поверхностью, охватывающую шарнир. При этом опора выполнена из двух соосно расположенных частей, одна из которых выполнена съемной, шарнир закреплен на торце вакуумного кожуха, в шарнире выполнено сквозное отверстие, а корпус размещен в указанном отверстии с радиальным зазором.

Проведенный анализ уровня техники позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения, следовательно, последнее соответствует критерию "новизна".

Сравнение существенных признаков предложенного устройства и известных решений дает основание считать, что предложенное техническое решение отвечает критериям "изобретательный уровень" и "промышленная применимость".

На фиг.1 изображена конструктивная схема предлагаемого клапана; на фиг.2 узел I на фиг.1.

Корпус 1 клапана заключен в кожух 2. Герметичность между ними обеспечивается гибким упругим элементом, например сильфоном 3, установленным соосно штоку 4. Сферический шарнир 5 выполнен в виде шарового элемента 6, в шарнире 5 выполнено сквозное отверстие 7, а корпус 1 размещен в указанном отверстии с радиальным зазором. Шарнир 5 посредством фланца 8 закреплен на торце вакуумного кожуха 2. На корпусе 1 соосно шарниру 5 закреплена состоящая из двух частей 9 и 10 и охватывающая его опора, причем одна из частей опоры выполнена съемной.

В корпусе 1 имеется седло 11, контактирующее с закрепленным на подвижном штоке 12 клапаном 13, входной патрубок 14 и выходной патрубок 15. Клапан для работы на криогенных средах снабжен приводом 16.

Работа такого клапана заключается в следующем.

Привод 16 под действием управляющего источника энергии перемещает штоки 4 и 12 и соединенный с ними клапан 13 в седле 11, как в известных конструкциях арматуры, закрывая или открывая отверстие в седле для прохода среды.

Благодаря наличию шарнира 5 при тепловых деформациях трубопровода, привариваемого к боковому патрубку 15, корпус 1 вместе со штоком, приводом 16, частями 9 и 10 опоры поворачивается на сферическом шарнире вокруг центра поворота, совпадающего с центром шарового элемента в пределах радиального зазора. При этом вакуумный кожух неподвижен. Тем самым удлиненная часть корпуса 1 не подвержена изгибающим напряжениям и с целью уменьшения теплопритоков теплого привода 16 к холодной нижней части корпуса 1 может быть выполнена минимального расчетного поперечного сечения. Герметичность клапана между корпусом 1 и вакуумным кожухом 2 обеспечивается сильфоном 3, верхний торец которого приварен к фланцу 8 шарнира 5 и при перемещении штока клапана остается неподвижным.

Для обеспечения собираемости клапана, а также для регулировки зазора в шарнире 5 одна из частей (9 или 10) опоры выполняется съемной и устанавливается в корпусе 1 на резьбе.