шаровой клапан

Формула изобретения

1. Шаровой клапан, включающий корпус с крышкой и патрубками входа и выхода среды, размещенные в корпусе седло, шаровой запорный элемент, расположенный в подвеске, шток с ограничителем подъема шарового запорного элемента, сильфонное уплотнение штока с верхней сильфонной втулкой, связанной с корпусом, отличающийся тем, что клапан содержит соединенное с подвеской дополнительное седло, образующее запорные пары с шаровым запорным элементом и седлом корпуса, при этом подвеска соединена с сильфонной втулкой.

2. Клапан по п. 1, отличающийся тем, что подвеска имеет направляющую для шарового запорного элемента.

3. Клапан по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что подвеска соединена с дополнительным седлом гибкой связью.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к арматуростроению, а именно к шаровым клапанам с дистанционным управлением, используемым в условиях биологически вредных и радиоактивных сред.

Известен клапанный узел (патент РФ 2110002, МПК F 16 K 15/04, 1998 г.), содержащий корпус с входным и выходным каналами, в котором размещены клапанное седло, полый шаровой запорный элемент и ограничитель его перемещения, выполненный в виде втулки и контактного выступа.

В известном узле величина хода шарового запорного элемента не регулируется, что не позволяет снизить ударные нагрузки на седло клапана. Конструкцией узла не предусмотрены средства для дистанционной замены деталей без демонтажа всего узла. Эти недостатки в условиях биологически вредных и радиоактивных сред являются значимыми.

Известен вентиль по авторскому свидетельству СССР 1135947, МПК⁶ F 16 K 1/14, 1985 г. , принятый за прототип. Вентиль включает корпус с патрубками входа и выхода среды, размещенные в корпусе седло, шаровой запорный элемент, расположенный в подвеске, шток с закрепленным на нем ограничителем подъема запорного элемента, выполненным в виде сферической опоры, и подвески с торовой поверхностью. Шток герметизирован сильфонным уплотнением. Сильфон связан с корпусом с помощью верхней сильфонной втулки. Подвеска обеспечивает ход шарового запорного элемента в пределах зазора, ограниченного ее размером и размером эксцентриситета между осью седла и осью штока.

С помощью штока и подвески, связанной со штоком, шаровой запорный элемент может дистанционно извлекаться из корпуса для осмотра и восстановления поверхности шара в случае ее повреждения. Но если клапан расположен за биологической защитой, оценить состояние поверхности седла практически невозможно из-за ее недоступности. Кроме того, известный вентиль не может быть использован в качестве обратного клапана или шароклапанной группы для насоса замещения из-за отсутствия направляющей, ограничивающей перемещение шара в горизонтальной плоскости при его посадке на седло.

В известном вентиле дистанционное регулирование величины хода шара, необходимое для уменьшения ударных нагрузок в клапане, осуществить невозможно, т.к. шар размещен в подвеске, размер которой может быть изменен только путем ее замены. Эта операция затруднена при использовании клапана в условиях биологически вредных и радиоактивных сред (требуется демонтаж вентиля с последующей дезактивацией и отмывкой поверхностей).

Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в создании дистанционно управляемого шарового клапана, обеспечивающего надежность работы в условиях биологически вредных и радиоактивных сред в качестве запорного органа, обратного клапана и клапанной группы для насосов замещения.

Задача решается тем, что шаровой клапан, включающий корпус с крышкой и патрубками входа и выхода среды, размещенные в корпусе седло, шаровой запорный элемент, расположенный в подвеске, шток с ограничителем подъема шарового запорного элемента, сильфонное уплотнение штока с верхней сильфонной втулкой, связанной с корпусом, содержит соединенное с подвеской дополнительное седло, образующее запорные пары с шаровым запорным элементом и с седлом корпуса, при этом подвеска соединена с сильфонной втулкой. Кроме того, подвеска соединена с дополнительным седлом гибкой связью и имеет направляющую для шарового запорного элемента.

Шаровой клапан изображен на фиг.1 в разрезе; на фиг.2 - узел А на фиг.1.

Шаровой клапан содержит корпус 1 с крышкой 2 и патрубками входа 3 и выхода 4 среды. В корпусе размещены седло 5, шаровой запорный элемент 6, установленный в подвеске 7, которая содержит дополнительное седло 8 с контактными поверхностями 9 и 10, образующими запорные пары с шаровым запорным элементом 6 - с одной стороны и с седлом 5 корпуса - с другой. Стенки подвески 7 служат направляющей при перемещении шарового запорного элемента. Дополнительное седло 8 соединено с подвеской гибкой связью 11, образованной выступом 12, клиновидным пазом 13, в котором размещены отогнутые участки 14 подвески 7. В корпусе 1 размещен шток 15, на нижнем конце которого штифтом 16 закреплен ограничитель 17 подъема шарового запорного элемента 6. Шток 15 герметизирован сильфонным уплотнением 18, с верхней сильфонной втулкой 19 которого соединена подвеска 7 с помощью винтов 20. Шток установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения. Для чего клапан содержит неподвижную обойму 21, взаимодействующую со штоком 15 по плоским поверхностям (по лыске или шпонке) и вращаемую резьбовую втулку 22, взаимодействующую со штоком по резьбе. Обойма 21 и сильфонная втулка 19 через уплотнение 23 зажаты между корпусом 1 и крышкой 2 с помощью шпилек 24 и гаек 25.

Шаровой клапан работает следующим образом.

В соответствии с конструктивными особенностями клапан может работать или в режиме запорного органа, или обратного клапана, или шароклапанной группы для насоса замещения. Для надежной работы клапана в любом из режимов его сборку проводят следующим образом. В корпус 1 клапана устанавливают подвеску 7 с дополнительным седлом 8 и шаровым запорным элементом 6. Необходимая плотность между дополнительным седлом 8 и седлом 5 корпуса 1 по контактным поверхностям 9 достигается за счет усилия от затяжки шпилек 23, передаваемого через крышку 2, обойму 21, втулку 19, торец подвески 7 и выступ 12 дополнительного седла 8.

В зависимости от выполняемой клапаном функции устанавливают нужную величину подъема шарового запорного элемента 6 с помощью штока 15, который вместе с ограничителем 17 перемещают в вертикальной плоскости вращением резьбовой втулки 22 с помощью привода (не показан).

При работе клапана в режиме запорного органа его открытие осуществляют перемещением штока 15 с ограничителем 17 в верхнее положение вращением резьбовой втулки 22. Среду подают под шаровой запорный элемент 6 через патрубок 3, выход среды - через патрубок 4. Посадку шарового запорного элемента 6 на дополнительное седло 8 (закрытие клапана) осуществляют перемещением штока 15 с ограничителем 17 вниз вращением резьбовой втулки 22 в обратном направлении с последующим увеличением нагрузки на шаровой запорный элемент 6 до обеспечения необходимой плотности по контактирующим поверхностям 9 и 10.

При работе клапана в режиме обратного клапана устанавливают величину подъема шарового запорного элемента 6, обеспечивающую открытие седла 8, достаточного для прохода среды. В случае превышения давления среды в патрубке 4 относительно давления среды в патрубке 3 шаровой запорный элемент 6 перекрывает седло 8 за счет разницы давлений в патрубках 3 и 4 и собственного веса шарового запорного элемента 6.

При работе клапана в режиме клапанной группы насоса замещения устанавливают величину подъема шарового запорного элемента 6, позволяющую обеспечить необходимый расход среды через седло 8 и наименьшие ударные нагрузки шарового элемента на ограничитель 17 и дополнительное седло 8.

После выработки ресурса клапана или при необходимости его осмотра и принятия решения о целесообразности восстановления контактных поверхностей клапанную группу извлекают из корпуса захватом (не показан), устанавливаемым на хвостовую часть резьбовой втулки 22, предварительно отсоединив крышку 2 от корпуса 1 клапана.

При использовании шарового клапана в условиях биологически вредных и радиоактивных сред предложенная конструкция клапана обеспечивает его надежную работу в режиме запорного органа, обратного клапана или шароклапанной группы для насоса замещения, позволяет осуществить дистанционное управление клапаном, а также поузловой монтаж и демонтаж клапанной группы, не отсоединяя клапан от коммуникации.