ВЕНТИЛЬ КЛАПАННОГО БЛОКА ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ РАСХОДА РАБОЧЕЙ СРЕДЫ

Полезная модель относится к области пневмогидроавтоматики и может быть использована для плавного регулирования расхода газов или жидкостей.
Известен вентиль для регулирования расхода газа, описанный в а.с. СССР №1566152 по кл. F16K 1/42, з. 17.03.88, оп. 23.05.90.
Известный вентиль содержит корпус, в котором размещено съемное седло, герметизированное уплотнителем, и взаимодействующий с ним запорный орган игольчатого типа, установленный в направляющей втулке, причем съемное седло охвачено регулировочным кольцом, установленным относительно него с радиальным зазором и контактирующим по торцу с направляющей втулкой, а уплотнитель выполнен в виде двух размещенных по торцам седла колец из упругого материала, причем высота регулировочного кольца больше высоты седла, а кольца из упругого материала размещены в канавках, выполненных в седле или корпусе вентиля.
Недостатком известного вентиля является недостаточная плавность регулирования расхода газа в момент открытия, поскольку образующийся кольцевой зазор резко увеличивает площадь проходного сечения.
Известен вентиль для плавной регулировки расхода рабочей среды, описанный в п. РФ №2097641 по кл. F16K 47 /04, з. 30.06.94, оп. 27.11.97.
Известный вентиль содержит корпус и седло, установленное с возможностью регулирования его положения относительно оси корпуса, расположенный в корпусе и взаимодействующий с седлом запорно-регулирующий орган с конической запорной поверхностью, а также уплотнительные элементы, при этом на запорно-регулирующем органе выполнена ступень меньшего диаметра, размещенная с радиальным зазором в подводящем канале седла, причем на конце ступени выполнена наклонная к оси поверхность, а между ней и конической запорной поверхностью выполнены кольцевые канавки, имеющие в сечении треугольную форму.
Недостатком известного вентиля является быстрый износ седла и недостаточная плавность регулировки расхода из-за наличия кольцевого зазора.
Известен вентиль для плавной регулировки расхода рабочей среды, описанный в п. РФ №2196267 по кл. F16K 1/32, з. 08.06.01, оп. 10.01.03.
Известный вентиль содержит корпус, две камеры с входным и выходным отверстиями, седло, расположенное между указанными камерами, и запорно-регулирующий орган, выполненный в виде шпинделя с резьбовой частью, диаметр которой больше диаметра шпинделя, и коническим запорным элементом, расположенным в нижней части шпинделя, при этом в качестве седла взята шайба из пластичного материала, диаметр отверстия которой больше минимального и меньше максимального диаметров конического запорного элемента, резьбовая часть шпинделя нижней торцевой частью примыкает к коническому запорному элементу и расположена в зоне выходной камеры с выходным отверстием, выходная камера сообщается с резьбовой частью шпинделя, по крайней мере, одним отверстием, нижняя торцевая плоскость резьбовой части полностью закрытом вентиле примыкает к верхней плоскости шайбы.
Недостатком известного вентиля является то, что резьбовая часть шпинделя подвергается воздействию рабочей среды, что приводит к быстрому износу основной резьбы вентиля.
Известен вентиль клапанного блока (манифольда) фирмы «Parker» (см. Приложение, фиг.1).
[Клапанным блоком или манифольдом называют единый блок с набором вентилей, предназначенный для перераспределения потока рабочей среды (газа или жидкости) с давлением и подключения технологического контрольно-измерительного оборудования.]
В корпусе известного клапанного блока закреплен корпус вентильной головки, в котором размещен штуцер с установленным внутри него с возможностью перемещения вдоль его продольной оси запорно-регулирующим органом в виде снабженного приводом двухчастного штока, на одном конце которого закреплен запорный элемент - игла, а второй конец соединен с Т-образной рукояткой. Обе части штока имеют ограничители хода. При этом штуцер закреплен в корпусе вентиля контргайкой, между штуцером и корпусом вентиля расположены втулка и сальниковое уплотнение, блокировочный штифт крышки предотвращает разъединение корпуса и крышки. Между крышкой и корпусом имеется уплотнительная прокладка из нержавеющей стали. Со стороны рукоятки на штуцер надета пылезащитная крышка.
Недостатком является сложная конструкция вентильной головки, меньшая надежность по герметичности из-за большего количества монтажных стыков между корпусом вентиля и клапанного блока, большие усилия управления запорно-регулирующим органом при давлении до 68 МПа из-за весьма крупной резьбы на штоке, более высокие затраты на производство.
Известен вентиль клапанного фирмы Emerson (см. Приложение, фиг.2), используемый в настоящее время на предприятии и выбранный в качестве прототипа.
В корпусе известного клапанного блока размещен вентиль в собственном корпусе, содержащий штуцер, внутри которого расположен запорно-регулирующий орган, включающий шток, соединенный с одного конца с рукояткой и с другого конца - с запорным элементом и выполненный за одно целое с ним из дорогостоящего высокопрочного материала, установленный с возможностью возвратно-поступательного перемещения и вращательного движения вдоль продольной оси, при этом резьба на штоке выполнена с крупным шагом и расположена ниже уплотнения, контргайку, надетую на штуцер и расположенную ниже уплотнения «штуцер-корпус».
Недостатком является то, что сложная конструкция вентиля, помещенного в свой корпус, уменьшает надежность по герметичности из-за большего количества монтажных стыков (между корпусом вентиля и корпусом манифольда, штуцером и корпусом вентиля). При этом весьма крупная резьба (М8×1) на штоке и наличие корпуса вентиля усложняет управление запорно-регулирующим органом. Наличие корпуса вентиля также увеличивает металлоемкость. Кроме того, увеличиваются затраты на производство за счет наличия корпуса вентиля и выполнения штока с запорно-регулирующим органом из дорогостоящего материала.
Задачей является повышение надежности работы при упрощении конструкции вентиля клапанного блока и повышении удобства эксплуатации, а также снижение стоимости изготовления.
Поставленная задача решается тем, что в вентиле клапанного блока для регулирования расхода рабочей среды, устанавливаемом в корпусе клапанного блока и включающем в себя штуцер с контргайкой, с надетыми на него уплотнительными элементами и опорным кольцом и с размещенным внутри него с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль его продольной оси запорно-регулировочным органом, который содержит шток с наружной резьбой, расположенной ниже уплотнения, соединенный одним концом с рукояткой, а другим связанный с завальцованным в запорно-регулировочный орган запорным элементом, СОГЛАСНО ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ, штуцер ввернут непосредственно в корпус клапанного блока, запорно-регулировочный орган выполнен в виде цилиндрического невращающегося золотника с завальцованным в него шариком из коррозионно-стойкого термоупрочненного дисперсионного сплава, а резьба на штоке выполнена с мелким шагом.
Выполнение вентиля только с использованием штуцера (без корпуса вентиля) упрощает конструкцию и обеспечивает снижение затрат на производство. Уменьшение количества деталей повышает надежность за счет уменьшения монтажных стыков между вентилем и корпусом клапанного блока.
Использование штока с мелкой резьбой в совокупности с цилиндрическим золотником, выполненным с возможностью перемещения вдоль продольной оси штуцера без вращения, снижает усилие на управление рукояткой запорно-регулирующего органа за счет уменьшения сил трения, повышает удобство эксплуатации.
Выполнение запорно-регулировочного органа в виде цилиндрического невращающегося золотника с шариком из коррозионно-стойкого термоупрочняемого дисперсионного сплава улучшает герметичность запорного узла, повышая надежность эксплуатации, а также снижает затраты за счет изготовления штока и золотника из более дешевых материалов.
Технический результат - упрощение конструкции, повышение надежности, повышение удобства эксплуатации.
В сравнении с прототипом заявляемый вентиль обладает новизной, отличаясь от него такими существенными признаками как выполнение вентиля только со штуцером, выполнение запорно-регулировочного органа в виде цилиндрического невращающегося золотника с завальцованным в него запорным элементом в виде шарика из коррозионно-стойкого термоупрочняемого дисперсионного сплава, использование штока с мелкой резьбой, обеспечивающими в совокупности достижение заданного результата.
Заявляемый вентиль может найти широкое применение в пневмогидроавтоматике для плавного регулирования расхода газов или жидкостей, в системах для перекрытия и сброса давления в коммуникациях, а потому соответствует критерию «промышленная применимость».
Полезная модель иллюстрируется чертежами, где представлены на:
- фиг.1 - вентиль клапанного блока;
- фиг.2 - клапанный блок в сборе из вентилей;
Вентиль (фиг.1) размещен в корпусе 1 клапанного блока 2 и содержит штуцер 3, который непосредственно ввернут в корпус 1, опорное кольцо 4, сальниковое уплотнение 5, рукоятку 6. Внутри штуцера 3 расположен запорно-регулирующий орган, содержащий шток 7, регулировочный элемент 8 и запорный элемент 9. Шток 7 соединен с одной стороны с рукояткой 6, а с другой стороны с запорно-регулировочным органом. Регулировочный элемент 8 запорно-регулировочного органа выполнен в виде цилиндрического золотника и установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения без вращения вдоль продольной оси. При этом резьба на штоке 7 выполнена с мелким шагом (М6×0,75) и расположена ниже уплотнения 5 «штуцер - корпус - запорный элемент - опорное кольцо». Запорный элемент 9 выполнен в виде завальцованного в цилиндрический золотник 8 шарика из коррозионно-стойкого термоупрочняемого дисперсионного сплава, например 36НХТЮ. Вентиль также содержит контргайку 10, надетую на штуцер 3.
Герметизация внутренней полости вентиля обеспечивается опорным кольцом 4 и уплотнительными кольцами 5 при поджатии их штуцером 3 с запорно-регулирующим органом.
Вентили работают в составе клапанного блока (фиг.2) следующим образом.
Исходное положение вентилей клапанного блока «закрыто», к левому и правому входу клапанного блока подведен газ или жидкость высокого давления. При повороте рукояток 6 левого и правого вентиля штоки 7 перемещают запорно-регулировочные органы в положение «открыто», и высокое давление поступает в плюсовую и минусовую камеры датчика разности давления. Для выравнивания давления во входных камерах датчика открывается средний вентиль клапанного блока.
В сравнении с прототипом заявляемый вентиль клапанного блока является более надежным, простым, удобным в эксплуатации и дешевым.