ТРЕХХОДОВОЙ КЛАПАН

Заявляемая полезная модель относится к арматуростроению, а именно к управляемым вручную трехходовым клапанам для распределения потоков сред.
Известен трехходовой клапан (патент РФ №2537658 опубл. 10.01.2015), содержащий корпус в входным, выходным и отводным патрубками. Патрубки перекрываются клапанными тарелками, установленными на поворотном рычаге. Рычаг соединен с тарелками с помощью штока.
Ранее известен трехходовой кран, из источника: Д.Ф. Гуревич, О.Н. Шпаков «Справочник конструктора трубопроводной арматуры» - Л. Машиностроение. 1987 г., с. 70-72. Данный кран содержит корпус с тремя муфтовыми патрубками, коническую пробку с тремя проходными отверстиями, сальниковое уплотнение между корпусом и пробкой и накидную гайку. Проходное отверстие в конической пробке имеет трапецеидальную форму.
Недостатком выше описанных аналогов является сложность их изготовления. Кроме того, они не обеспечивают достаточной надежности при эксплуатации, так как, в результате гидравлических сопротивлений возможно увеличение давления в трубопроводе и, как следствие, снижение работоспособности уплотнений арматуры.
Наиболее близким техническим решением, принятым в качестве прототипа, является трехходовой кран (свидетельство на ПМ №22378 опубл. 27.03.2002).
Данный кран содержит корпус с тремя муфтовыми патрубками, коническую пробку с тремя четырехсторонними окнами, выполненными криволинейными по радиусу, сальниковое уплотнение между корпусом и пробкой и накидную гайку.
Благодаря такой конструкции трехходового крана достигается снижение гидравлических сопротивлений, однако в процессе эксплуатации таких кранов, во время длительного вращения штока, возможно разуплотнение прокладки. В случае использования данного крана при изменяющихся температурах переключаемого продукта, в результате температурных деформаций, возможна потеря герметичности.
Задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение - при максимально простой конструкции обеспечить надежность в эксплуатации трехходового клапана. При этом обеспечивается технический результат, который состоит в повышении герметичности при температурных деформациях.
Согласно заявленному техническому решению снижается риск потери герметичности по штоку, так как коническая пробка поджимается к уплотнительной поверхности тарельчатыми пружинами. Пружины позволяют компенсировать тепловые деформации, а также обеспечивают постоянную силу прижатия конической пробки к уплотнительной поверхности корпуса. Использование двух тарельчатых пружин создает уплотнение независимо от направления потока, а также позволяет выровнять нагрузки и скомпенсировать износ клапанной пары при изменениях температуры и давления. Тарельчатые пружины не только поддерживают необходимый уровень нагрузки на уплотнение, но и увеличивают срок его службы.
Корпус трехходового клапана изготовлен из нержавеющей стали, а пробка из бронзы. Разнородность материалов способствует более быстрому притиранию уплотнительных поверхностей, что в совокупности с вышесказанными признаками, способствует снижению усилия, необходимого для получения требуемой степени герметизации.
Заявленное техническое решение отличают от прототипа такие признаки, как наличие тарельчатой пружины и применение разнородных материалов клапанной пары. Эти признаки в совокупности дают возможность обеспечить требуемую герметичность трехходового клапана.
В процессе информационного поиска для анализа уровня техники по патентным и научно-техническим источникам информации, заявителем не обнаружено аналогов, признаки которых совпадают с существенными признаками заявляемой полезной модели. На основании чего, можно утверждать, что заявленная полезная модель соответствует условию патентоспособности «новизна».
Трехходовой клапан может найти свое применение в криогенных резервуарах, а точнее он может быть установлен перед предохранительными клапанами на криогенных резервуарах, в которых согласно ГОСТ 12.02.085-2002 требуется устанавливать сразу два клапана, один из которых (или оба) должны быть открыты.
Сущность полезной модели поясняется чертежами.
Фигура 1 - трехходовой клапан вид в разрезе.
Фигура 2-3D модель трехходового клапана (закрыт с одной стороны).
Трехходовой клапан (Фиг. 1) содержит корпус 1, внутри которого устанавливается коническая пробка 2. Пробка 2 поджимается к уплотнительной поверхности корпуса коническими пружинами 3 и гайкой 4. Открытие одного из патрубков осуществляется поворотом ручки 6 вокруг оси штока 5 до совмещения указателя 7 на ручке с соответствующим указателем 7 на корпусе. Вход продукта осуществляется через нижний патрубок. При повороте ручки 6 в любом положении могут открываться сразу оба патрубка.
В настоящее время на трехходовой клапан разработана конструкторская документация и выполнены опытные образцы, которые прошли комплекс испытаний, гарантирующих надежность и высокую степень герметичности трехходового клапана.