Клапан запорно-регулирующий осесимметричный с осевым приводом

Полезная модель Клапан запорно-регулирующий осесимметричный с осевым приводом относится к трубопроводной арматуре для управления перекачкой жидких и газовых сред, в том числе загрязненных, регулирования давления в нагнетательных трубопроводах и может использоваться в различных отраслях промышленности: газовой, нефтяной, химической, металлургической, АЭС, ТЭЦ и ЖКХ.
Полезная модель направлена на упрощение конструкции клапанов осевого потока и повышение их надежности. Данная конструкция со съемной крышкой с запорным узлом и осевым приводом поршня позволяет устанавливать клапан в любом положении относительно оси трубопровода, значительно снизить усилие на перемещение запора при открытии и закрытии, использовать клапан, как с ручным, так и механическим приводом.
Фирмы Моквелд-Голландия и Гудвин-Англия выпускают осесимметричные клапана осевого потока с использованием реечных приводов, где рейки взаимно перемещаются под углом 90 град. В таком приводе необходимо использовать особо прочные материалы, чтобы рейки не заклинились при малейшем износе и перекосе зубьев в узле передачи направления движения, специальные инструменты и сложные станки для изготовления. Поэтому клапана имеют очень высокую цену при покупке и сложную техническую эксплуатацию. Возвратно-поступательное перемещение вертикального штока требует значительной мощности внешних приводов и сложных сальниковых уплотнений линейного движения штока. Для обслуживания или ремонта клапанов необходимо их извлекать из трубопровода.
Кроме этих разработаны модели осесимметричных клапанов с приводом от вертикального штока на поршень с помощью горизонтальной шестерни (прямозубой или эвольвентного сопряжения), эксцентрика, пальца, рычажные и с другими типами приводов. Такие модели не нашли практического применения, но закрепили приоритет авторов.
Наиболее близким техническим решением по назначению, технической сущности и достигаемому результату к заявляемому в качестве полезной модели запорно-регулирующему клапану осевого потока является клапан осевого потока, Патент на полезную модель №112970, Класс МПК: F16K 1/12, содержащий наружный корпус, жестко соединенный с ним обтекатель на съемной крышке и, установленный с возможностью возвратно-поступательного перемещения внутри разгруженного плунжера, размещенного в направляющей втулке обтекателя. Такая конструкция имеет недостатки в передаче вертикального вращательного движения шестерни на горизонтальную зубчатую рейку. Радиальное усилие зубьев шестерни на зубья рейки прижимает ее к поверхности канала движения, увеличивая трение, износ зубьев и требуемое усилие привода, сложность контроля смазки пары шестерня-рейка в канале движения, колебания поршня в плунжере приводят к перекосу передачи в паре шестерня-рейка, повышенному износу.
Техническая задача, решаемая заявляемой полезной моделью, это создание простого, недорогого в изготовлении, обслуживании и ремонте запорно-регулирующего осесимметричного клапана для различных рабочих сред, включая с абразивными составляющими, и высоких давлений с использованием приводов малой мощности.
Техническим результатом создания запорно-регулирующего осесимметричного клапана является упрощение конструкции, повышение его надежности и ремонтопригодности.
Технический результат достигается тем, что запорно-регулирующий осесимметричный клапан с осевым приводом имеет простую конструкцию для повышения его надежности и улучшения ремонтопригодности, за счет выполнения корпуса со съемной крышкой. На ней жестко, посредством пилона, закреплена в клапане обтекаемая втулка с запорным узлом, состоящим из трима и поршня перекрытия, перемещаемого внутри с помощью винтового привода, выходящего через втулку и корпус наружу, что обеспечивает легкость перемещения поршня, возможность разборки, обслуживания и ремонта клапана без снятия из трубопровода. Клапан имеет изогнутую входную часть по форме трубы и прямой выход для соединения с трубопроводом, и посадочное место с фланцем для установки внутрь на пилоне обтекаемой втулки с узлом перекрытия потока с помощью разгруженного осевого запора. Пилон установлен на крышке, прикручиваемой к фланцу с уплотнением болтами, он поддерживает внутри клапана обтекаемую втулку, в которой закреплен трим (сепаратор). В нем перемещается запорный поршень, соединенный с винтовой насадкой осевого привода, при этом вращение вала осевого привода, проходящего вдоль оси клапана через уплотнения в центре закрытого конца втулки и в изогнутой части корпуса клапана, требует незначительных усилий механического привода и простого уплотнения. Винтовая насадка и шток поршня имеют карданное соединение для возможности радиального колебания перекрывающего поршня при движении и воздействии на него турбулентного потока рабочей среды. Такой осевой привод позволяет устанавливать клапан не только вертикально вверх крышкой, а в любой ориентации по оси для улучшения условий монтажа, эксплуатации, техобслуживания и ремонта.
Клапан запорно-регулирующий осесимметричный (см. Фиг. 1) содержит наружный корпус 1, герметичное уплотнение 2 съемной крышки 3, с жестко соединенными с ней пилоном 4 и обтекаемой втулкой 5, во внутренней полости которой размещен трим 6, внутри его перекрывающий поршень 7 с разгружающими отверстиями 8, карданное соединение 9, штока поршня 18 с винтовой насадкой 16, центрирующая трубка 17 и вал привода 10, проходящий через уплотнение глухого конца втулки 11 и уплотнение 12 в изогнутой входной части корпуса, маховик ручного вращения вала привода 13, посадочное седло 14, уплотнение 15 триммера с втулкой, уплотнение 19 поршня с триммером, стопорное кольцо 20.
Клапан запорно-регулирующий осесимметричный с осевым приводом работает следующим образом:
- в открытом положении клапан находится внутри втулки, через полость А поток рабочей среды проходит осесимметрично между обтекаемой втулкой 5 и внутренней поверхностью корпуса 1 и съемной крышки 3. Поршень 7 за счет разгружающих отверстий 8 разгружен, давление в полостях А и Б выравнено, соответственно нагрузка на привод минимальная;
- для закрытия клапана вал привода 10 вращается, винтовая насадка через карданное соединение перемещает поршень 9 до упора в уплотнение седла 14, герметично отсекает полость А от полости Б, с помощью уплотнений 19, 15 и 11. Рабочее давление среды в закрытом положении действует через прорези триммера на боковые поверхности поршня, поэтому сопротивление его открытию минимально;
- для ремонта, техобслуживания уплотнений, контроля состояния пары триммер-поршень необходимо установить поршень в положение «открыто», винтовая насадка 16 войдет в центрирующую трубку 17. После этого освободить стопорное кольцо 20 вала снаружи изогнутой входной части клапана, выкрутить вал из винтовой насадки карданного соединения с поршнем и вытащить его из уплотнения втулки 11 и уплотнения корпуса клапана 12. После чего откручивают болты крепления крышки с пилоном и втулкой. Трим 6, устанавливаемый торцом вплотную к поверхности кольцевого посадочного седла 14, скользит по ней при разъединении крышки с корпусом. Таким образом отработавший плановый срок узел меняют на готовый к замене.