ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЙ КЛАПАН
GAS-DISTRIBUTING VALVE

Изобретение относится к области машиностроения и направлено на создание конструкций клапанов, работающих при высоких температурах и давлении.
Известна конструкция клапана для регулирования расхода горячего газа, состоящая из корпуса с входным и выходным патрубками, с установленным в выходном патрубке седлом с расходным отверстием. Заслонка, соосная седлу, выполнена, в свою очередь, с расходным отверстием, которое образует с расходным отверстием седла расходное сечение клапана. С целью уменьшения шарнирного момента на валу привода заслонка установлена по отношению к седлу с кольцевым зазором в зоне расходного отверстия (см. п. 2422709, РФ, кл. F16K 5/04, F16K 5/10, 2011 г.).
Недостаток этой конструкции заключается в том, что через зазор между седлом и заслонкой происходят непроизводительные утечки горячего газа, даже при закрытом клапане, что ведет к увеличению расхода рабочего тела.
Известна конструкция газораспределительного клапана, содержащая установленную с возможностью поворота вокруг оси в корпусе заслонку, связанную с валом и контактирующую с седлом, имеющим проходное отверстие, при этом заслонка установлена по отношению к валу и седлу с возможностью радиального перемещения (см. п. 2407937, РФ, кл. F16K 11/085, F16K 5/04, 2010 г.). Данная конструкция решает проблему ликвидации непроизводительных утечек и выбрана за прототип.
Недостаток этой конструкции заключается в том, что еще до начала эксплуатации клапана, например при транспортировке, неизбежно соударение заслонки о седло. Это соударение может привести к разрушению как седла, так и заслонки, так как эти детали обычно изготавливаются из хрупких материалов, таких как вольфрам, вольфрамовые сплавы или графит.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности работы клапана путем исключения разрушения регулирующей пары при транспортировке.
Указанная задача решается тем, что в газораспределительном клапане, содержащим установленную с возможностью поворота вокруг оси в корпусе заслонку, связанную с валом и контактирующую с седлом, имеющим проходное отверстие, при этом заслонка установлена по отношению к валу и седлу с возможностью радиального перемещения, в седле за проходным отверстием его установлена герметизирующая заглушка, выполненная с прорывной кольцевой насечкой, между заслонкой и герметизирующей заглушкой установлен поджимной узел, состоящий из подпружиненного штока, установленного с возможностью перемещения в стакане, при этом контактирующий с заслонкой шток сопряжен своими боковыми стенками с боковыми стенками проходного отверстия седла, причем стакан, сопряженный своей торцевой стенкой с герметизирующей заглушкой, в месте контакта с ней выполнен эквидистантно поверхности заглушки, соосно с проходным сечением седла, а торцевая стенка стакана расположена внутри образующей окружности кольцевой насечки.
На чертеже изображен общий вид газораспределительного клапана.
Газораспределительный клапан состоит из корпуса 1, защищенного от прогрева теплозащитным эрозионностойким покрытием 2, заслонки 3, связанной не жестко с валом 4. Корпус 1 имеет подводящий патрубок 5 и седло 6. В седле 6 установлена герметизирующая заглушка 7 с прорывной кольцевой насечкой 8. Между заслонкой 3 и герметизирующей заглушкой 7 установлен поджимной узел, состоящий из штока 9 и стакана 10, между которыми установлена пружина 11. Шток 9, контактирующий с заслонкой 3, плотно прилегает к поверхности проходного отверстия седла 6, т.е. сопряжен своими боковыми стенками с боковыми стенками проходного отверстия седла 6. Торцевая стенка стакана 10 выполнена эквидистантно поверхности заглушки 7 и расположена внутри образующей прорывной кольцевой насечки 8. Усилие пружины подбирается таким образом, чтобы при любых условиях заслонка 3 не вступала в контакт с седлом 6, а именно усилие пружины 11 после ее установки в клапан должно превышать усилие, равное n·P, где n - перегрузка при транспортировке, P - вес заслонки 3 и штока 9. Это усилие должно быть меньше усилия прорыва заглушки, которое определяется по формуле Fпр=f·p, где f - площадь заглушки 7, ограниченная кольцевой насечкой 8, p - давление, при котором прорывается заглушка 7.
При транспортировке до включения клапана в работу на заслонку 3 действуют перегрузки, которые стремятся отжать ее в сторону седла 6, но благодаря тому, что усилие пружины 11 превышает силу отжатия седла 6 заслонка 3 остается на месте. Так как шток 9 и седло 6 в проходном отверстии седла 6 плотно прилегают друг к другу, исключается боковое перемещение штока 9, которое может привести к разрушению заглушки 7 за счет резонансных колебаний. При поступлении горячих газов в клапан их давление действует на заглушку 7 и при достижении давления прорыва она разрушается по кольцевой насечке 8. Поджимной узел свободно вылетает из седла, заслонка 3 плавно поджимается к седлу 6 и клапан включается в работу.
Таким образом, как видно из вышеизложенного, обеспечивается повышение надежности работы клапана за счет исключения разрушения регулирующей пары в процессе транспортировки.