РАГРУЖЕННЫЙ КЛАПАН
COUNTERBALANCE VALVE

Изобретение относится к области арматуростроения и предназначено для перекрытия потока рабочей среды в трубопроводе. Внутри золотника выполнена система поршней, позволяющая управлять осевой силой в герметизирующем стыке при изменении давления герметизируемой среды.
Известны конструкции клапанов (прототип) [Щучинский С.X. Электромагнитные приводы исполнительных механизмов. - М.: Энергоатомиздат, 1984, 152 с., стр.129, рис.4.3 б и д], в которых используется разгружающий элемент, выполненный в виде поршня, жестко связанного со штоком клапана и способного воспринимать давление герметизируемой среды, компенсируя его посредствам того же давления.
Недостатками таких конструкций являются большие габариты, необходимость дренажа, высокие требования к точности изготовления.
Известны конструкции клапанов, в которых используется упор, ограничивающий ход золотника, например Авторское свидетельство №479917, кл. F16K 1/34, 1973, Бюл. № 29.
Недостатком такой конструкции является низкий ресурс клапана по причине снижения герметизирующей способности в результате износа седла, который нельзя компенсировать дополнительным ходом золотника из-за наличия упора (т.е. происходит ограничение хода золотника относительно седла).
Изобретение направлено на повышение надежности и увеличение ресурса работы клапанного уплотнительного соединения.
Указанная цель достигается тем, что в клапане, содержащем упруго посаженный на штоке золотник, седло, ограничитель хода штока, в отличие от прототипа, золотник выполнен полым с расположенными внутри полости ограничителями хода и поршнями, между которыми имеется разделительная среда.
На фиг.1 приводится предлагаемая конструкция для разгрузки оболочечного элемента от усилия, связанного с давлением герметизируемой среды. В основе этой конструкции лежит использование разделительной среды большой вязкости, которую легко герметизировать, например густое масло.
Конструкция состоит из золотника 1, внутри которого перемещается малый поршень 2 и большой поршень 3, жестко связанный со штоком 4. На штоке с помощью, например, штифта зафиксирован ограничитель 5. Для предупреждения выпадения большого поршня используется накладка 6, жестко связанная с золотником 1, а для выпадения малого поршня используется упор, например выступ 11. Между золотником 1 и ограничителем 5 установлена предварительно сжатая пружина 7. Полость между малым и большим поршнями заполнена разделительной средой 8. Концентрично ограничителю 5 выполнен упор 10, ограничивающий ход штока 4.
Устройство работает следующим образом.
В ходе поступательного движения штока вниз перекрывается зазор между золотником 1 и седлом 9. При перекрытии зазора золотник 1 касается седла 9, как это показано на фиг.1; между ограничителем 5 и упором 10 в момент касания имеется зазор 8.
Дальнейшее движение штока 4 вызовет нагружение седла 9 усилием герметизации, величина которого определяется предварительным сжатием пружины 7, ее жесткостью и зазором 5, выбираемым по окончании движения. При этом затвор сместится относительно штока и связанного с ним большого поршня, малый поршень опустится, а большой поршень отойдет от накладки 6, как это показано на фиг.2.
После подачи герметизируемой среды ее давление через малый поршень и разделительную среду передается на большой поршень и шток, а также одновременно и на внутреннюю поверхность золотника.
Подбирая диаметр большого поршня, можно обеспечить либо разгрузку седла, либо его самоуплотнение.
В некоторых случаях, когда необходимо повысить надежность вторичных уплотнительных соединений, разделяющих герметизируемую среду и разделительную среду, в качестве разделительной среды может использоваться, например, пастообразная композиция, состоящая из масла, смешанного с мелкозернистым наполнителем, обладающая свойствами неньютоновской жидкости. Жидкость, например касторовое масло, смешивается с мелкозернистым наполнителем с частичками, например, 5-20 мкм (это может быть, например, графит).