УЗЕЛ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ЗАПОРНОГО ОРГАНА ГИДРОПНЕВМОАРМАТУРЫ С БОЛЬШИМ ХОДОМ ШТОКА

Полезная модель относится к арматуростроению и может быть использована в гидропневмоагрегатах, которые характеризуются большим ходом штока с запорным органом относительно седла.
у
у
у
Для получения минимальных потерь давления в стендовых системах подачи компонентов топлива используются гидропневмоагрегаты, обеспечивающие полнопроходность, соответствующую условному диаметру агрегата (Д) за счет увеличения хода штока с запорным органом относительно седла, достигающего 1/4 Д. В гидропневмоагрегатах с Д≥80 мм, герметизация штока с запорным органом осуществляется сборкой из двух и более последовательно установленных сильфонов.
Известен узел перемещения запорного органа гидропневмоарматуры с большим ходом штока, содержащий шток, на одном конце которого закреплен запорный орган, а другой конец, размещенный в направляющей втулке, соединен с приводом, при этом на шток коаксиально надета сильфонная сборка, выполненная из двух, последовательно соединенных между собой через разделительную втулку, сильфонов, свободные торцы которых соединены соответственно с нижним концом штока и с направляющей втулкой (см. чертеж отсечного клапана Р9648.00.00, разработчик Центральное конструкторское бюро арматуры, г.Ленинград, 1963 год).
Недостаток известного узла перемещения запорного органа заключается в низкой надежности. Это связано с тем, что сильфоны, которые используются в сильфонной сборке, имеют разброс в характеристиках их жесткости, поскольку абсолютное совпадение этих характеристик у двух одинаковых сильфонов практически невозможно. В связи с этим при срабатывании арматуры на закрытие при перемещении штока с запорным органом усилие сжатия сначала будет воспринимать сильфон с наименьшей жесткостью. При этом сжатие сильфона превышает 95% его рабочего хода (требование ГОСТ 21744-83), а работа сильфона происходит за пределами упругой деформации. При многократном срабатывании арматуры это приводит к досрочной выработке ресурса сильфона за счет складывания гофров друг на друга и разрушения материала в вершинах гофров и соответственно - выходу из строя арматуры и возникновению аварий на гидропневмосистемах.
Техническая задача, решаемая полезной моделью, заключается в повышении надежности узла перемещения запорного органа гидропневмоарматуры с большим ходом штока.
Это достигается тем, что в известном узле перемещения запорного органа гидропневмоарматуры с большим ходом штока, содержащим шток, на одном конце которого закреплен запорный орган, а другой конец, размещенный в направляющей втулке, соединен с приводом, при этом на шток коаксиально надета сильфонная сборка, выполненная из двух, последовательно соединенных между собой через разделительную втулку, сильфонов, свободные торцы которых соединены соответственно с нижним концом штока и с направляющей втулкой, согласно полезной модели снаружи каждого сильфона размещена втулка с радиальным зазором, обращенные друг к другу концы которых закреплены на разделительной втулке, при этом к этим концам втулок присоединены соответствующие торцы сильфонов, а на свободных концах втулок, выполненных резьбовыми, размещены ^ резьбовые кольца для регулирования величины хода каждого сильфона относительно направляющей втулки и конца штока с запорным органом соответственно.
На чертеже изображен предлагаемый узел перемещения запорного органа отсечного клапана с пневмоприводом в разрезе.
Узел перемещения запорного органа гидропневмоарматуры содержит шток 1, на одном конце которого выполнен кольцевой выступ 2 и закреплен запорный орган 3, а другой конец размещен в направляющей втулке 4 и на нем закреплен поршень 5, установленный в корпусе пневмопривода 6. Направляющая втулка 4 установлена между корпусом пневмопривода 6 и корпусом клапана 7. В корпусе выполнено седло 8, взаимодействующее с запорным органом 3. На штоке 1 коаксиально надета сильфонная сборка, выполненная из двух последовательно соединенных сильфонов 9 и 10, снаружи которых с радиальным зазором размещены втулки 11 и 12. Обращенные друг к другу концы втулок 11 и 12 закреплены на разделительной втулке 13, установленной на штоке 1 с кольцевым зазором. При этом ближние друг к другу торцы сильфонов 9 и 10 соединены с соответствующими концами втулок 11 и 12. При этом второй торец сильфона 9 соединен через кольцо 16 с кольцевым выступом 2 штока 1, а второй торец сильфона 10 - с направляющей втулкой 4. На свободных концах втулок Ни 12, выполненных с резьбой, размещены соответственно резьбовые кольца 14 и 15. При этом суммарная длина втулок 11, 12 и резьбовых колец 14, 15 обеспечивает сохранение осевого зазора между торцом резьбового кольца 15 и торцом направляющей втулки 4 после посадки запорного органа 3 на седло 8. Положение резьбовых колец 14 и 15 фиксируется относительно втулок 11 и 12 соответственно.
В исходном состоянии гидропневмоарматуры проводится регулировка осевых зазоров λ между торцами резьбовых колец 14 и 15 и соответствующими торцами кольца 16 и направляющей втулки 4 путем перемещения колец 14 и 15 по резьбе втулок 11 и 12 с последующей контровкой. Величина осевого зазора λ (рабочий ход сильфона) устанавливается согласно ГОСТ 21744-83 из условия обеспечения полнопроходности запорного органа для конкретного агрегата.
В исходном состоянии отсечной клапан открыт.
р
Работа узла перемещения запорного органа отсечного клапана осуществляется следующим образом. При подаче управляющего давления под поршень 5 происходит подъем штока 1 с запорным органом 3, при этом начинают сжиматься гофры по всей высоте сильфона с меньшей жесткостью, например сильфона 9. По мере подъема штока 1 выбирается зазор λ между торцом резьбовой втулки 14 и кольцом 16. После того, как зазор λ будет выбран, втулка 11 упирается в кольцо 16, предохраняя тем самым сильфон от осевой перегрузки на сжатие, исключая складывание гофров сильфона 9 друг на друга. После этого шток 1 перемещает жесткую конструкцию из втулок 11, 12 и разделительной втулки 13, при этом гофры второго сильфона 10 начинают сжиматься, выбирая зазор λ со стороны направляющей втулки 4. Поскольку суммарное значение хода запорного органа 3 при этом Х<2λ, то после посадки запорного органа 3 на седло 8 остается минимальный зазор между торцом направляющей втулки 4 и резьбовым кольцом 15, обеспечивающий герметичность запорного органа отсечного клапана. Для открытия отсечного клапана подают управляющее давление на поршень 5, при этом шток 1 с запорным органом 3 опускается. Сильфоны 9, 10 принимают исходное положение, обеспечивая зазоры λ между резьбовыми кольцами 14, 15 и кольцом 16 и направляющей втулкой 4 соответственно.
Таким образом конструкция узла перемещения запорного органа гидропневмо-арматуры, содержащего втулки 11, 12 с резьбовыми кольцами 14, 15 и разделительную втулку 13, позволит, во-первых, использовать одинаковые сильфоны, но характеристики по жесткости которых могут отличаться, во-вторых, исключить разрушение сильфонов при сжатии за счет устранения посадки их виток на виток. В целом это позволит повысить надежность работы узла перемещения запорного органа с обеспечением полнопроходности арматуры с большим ходом штока.