КЛАПАН

2001118795
J
Клапан.
Изобретение относится к области арматуростроения, в частности к производству клапанов для перекрытия трубопроводов и систем управления в нефтяной, газовой, судостроительной отраслях промышленности.
Известен клапан (1), содержащий полый запорный орган со сквозным отверстием в торце, размещённые в полости запорного органа плавающие поршни, связанные с корпусом клапана упоры для поршней и шток привода. Конструкция клапана позволяет снизить величину усилия передаваемого от давления среды приводу.
Недостатками клапана являются сложность компоновки и низкая скорость открытия клапана.
Известен клапан для систем высокого давления (2). Клапан содержит корпус с входной и выходной полостями, запорный орган со сквозным отверстием, привод запорного органа, выполненный в виде поршня, разгрузочную камеру запорного органа, ограниченную крышкой, загерметизированную относительно выходной полости, соединённую с входной полостью отверстием в запорном органе и с выходной полостью - каналом, в котором установлен нормально закрытый управляющий клапан с приводом.
Недостатком клапана является громоздкость его конструкции и использование в качестве привода электромагнита.
Изобретение решает задачу упрощения, удешевления конструкции клапана, уменьшения габаритов при одновременном повышении его надёжности и долговечности.
Технический результат достигается тем, что клапан, содержащий корпус с входной и выходной полостями, запорный
орган со сквозным отверстием, привод запорного органа в виде поршня, разгрузочную камеру запорного органа, ограниченную крышкой, загерметизированную относительно выходной полости и соединённую с входной полостью отверстием в запорном органе, а с выходной полостью - каналом, в котором установлен нормально закрытый управляюш;ий клапан с приводом, снабжён штоком, установленным между поршнем и запорным органом с возможностью перемещения относительно них и связываюш;им их между собой, управляюш;ий клапан размещён в крышке, а его привод выполнен в виде поршня, причём, поршневые полости обоих проводов соединены между собой и с одним источником управляюшего давления.
На чертеже изображён общий вид клапана в разрезе.
Клапан содержит корпус (1) с седлом (2), запорный орган (3) с выполненным в его торце сквозным отверстием (4), разгрузочную камеру (5) запорного органа, ограниченную крышкой (6), штоки (7) и (8), пружину (9), привод запорного органа, выполненный в виде поршня (10), образующего поршневую полость (11). В крышке (6) выполнены каналы (18) и (19), соединяющие разгрузочную камеру (5) с выходной полостью (20), в канале (18) на седле (12) размещён нормально закрытый управляющий клапан с приводом, выполненный в виде поршня-золотника (13) с уплотнениями (14) и (15) и поджатый к седлу (12) через шток (16) пружиной (17). Поршневая полость (2) управляющего клапана соединена каналом (22) с поршневой полостью (11) крыщки (6) и обе порщневые полости соединены с общим источником управляющего давления. Между торцом (23) штока (8) и запорным органом (3) образован гарантированный зазор h. Герметизация разгрузочной камеры (5) относительно выходной полости обеспечивается уплотнением (24).
Клапан работает следующим образом.
В закрытом положении клапана запорный орган (3) под действием усилий от пружины (9) через поршень (10) и шток (7) и от давления среды в разгрузочной камере (5) на площадь, равную разности диаметров камеры (5) и уплотнения по седлу затвора, прижат к седлу (2) корпуса (1) с обеспечением герметичности затвора. Герметичность в затворе управляющего клапана обеспечивается усилием пружины (17) через шток (16) на поршеньзолотник (13).
Для открытия клапана в поршневую камеру (11) подаётся давление Рупр. (управляющее) от источника давления, которое одновременно подаётся и в порщневую камеру (21) через канал (22). При этом пружина (9), штоки (7), (8) и (10) смещаются вверх (совершают ход), выбирая зазор h и перекрывая сквозное отверстие (4). Поршень-золотник (13) под воздействием усилия от давления в поршневой камере (21), смещаясь вверх, открывает проходное сечение седла (12) и перепускает среду из разгрузочной камеры (5) через каналы (18) и (19) в выходную полость (20).
Давление среды в разгрузочной камере резко снижается и перепад давления, действующий на запорный орган (3), смещает его в сторону открытия. В случае опережения действия привода запорного органа на щток (7) по сравнению с открытием управляющего клапана, сбрасывающего давление из разгрузочной камеры (5) через каналы (18) и (19) в выходную полость (20), шток (8), выбирая зазор h, подхватывает запорный орган (3), способствую его подъёму на открытие.
При сбросе давления с привода запорного органа под воздействием пружины (9) через поршень (10) и шток (7) на
запорный орган (3) последний смещается в сторону закрытия. При этом шток (8) смещается на величину гарантированного зазора h.
Давление среды в разгрузочной камере (5), благодаря сквозному отверстию (4) возрастает до величины входного давления и запорный орган (3) под воздействием дополнительного усилия, равного произведению давления среды на разность площадей по внутреннему диаметру, камеры (5) и среднему диаметру уплотнения в затворе, продолжает движение на закрытие до упора в седло (2) с обеспечением герметичности затвора, при этом поршень-золотник (13) под действием пружины (17) через шток (16) перекрывает и герметизирует седло (12). Клапан закрыт.