ЗАПОРНЫЙ КЛАПАН

Полезная модель относится к криогенной технике, и предназначена для перекрытия при вакуумировании и для заправки газообразным криоагентом охладителей.
Известен запорный клапан - вентиль запорный (каталог «Микрокриогенная техника», М., ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, 1972, стр. 26), содержащий корпус с седлом, шток, выполненный заодно с конусным запирающим элементом, сальниковое уплотнение штока (манжета).
Основной недостаток такого вентиля заключается в том, что его нельзя отсоединять после заправки от заправляемого объекта, т.к. запирающий элемент и седло расположены в корпусе самого вентиля.
Наиболее близким по технической сущности к предложенному техническому решению является запорный затвор фирмы Leybold (DE), применяющийся для перекрытия откачанного объекта (А. Рот, «Вакуумные уплотнения», М., 1971, стр. 381-382, рис. 6-90), основными частями которого являются корпус и патрубок с фланцем, герметично монтируемый на откачиваемый объект. Корпус затвора имеет два присоединительных патрубка с фланцами (один - для подключения к вакуумному посту, другой - для присоединения к откачиваемому объекту через монтируемый на нем патрубок с фланцем), шток с выполненным на его конце ключом, сальниковое уплотнение штока.
В смонтированный на откачиваемый объект патрубок с фланцем вворачивают имеющую углубление под ключ резьбовую втулку с установленным на ней запирающим элементом, ключ осевым усилием на шток вдвигают в углубление втулки, фланцы патрубков корпуса и объекта соединяют между собой через уплотнительное кольцо хомутом, обеспечивая их соосность, проводят операцию вакуумирования, затем, завернув до упора штоком резьбовую втулку, перекрывают запирающим элементом проходное сечение в патрубке объекта, после чего корпус запорного затвора со штоком отсоединяют от объекта.
К недостаткам данной конструкции относятся:
- применение фланцевых соединений, которые препятствуют миниатюризации как самого затвора, так и объекта, к которому затвор присоединяется;
- малое рабочее давление ~0,25 МПа (www.oerlikon.com, Catalog Part Leybold Worldwide, Edition 2013, p. 40), которое не позволяет использовать подобные затворы для заправки охладителей;
- необходимость вручную прилагать осевое усилие на шток для преодоления трения штока в сальниковом уплотнении при совмещении ключа штока с углублением втулки.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения заправки охладителей путем повышения рабочего давления внутри запорного клапана.
Поставленная задача решается тем, что в запорном клапане, содержащем корпус с двумя присоединительными патрубками, шток с выполненным на его конце ключом, сальниковое уплотнение штока, кольцо уплотнительное, запирающий элемент с резьбой и углублением под ключ, устанавливаемый в резьбовое заправочное отверстие охладителя, один присоединительный патрубок выполнен в виде муфты, второй - в виде штуцера, часть штока и корпуса выполнена в виде резьбового соединения с шагом резьбы, равным шагу резьбы заправочного отверстия охладителя, а резьба штуцера, равная резьбе заправочного отверстия охладителя, выполнена соосно резьбовому соединению.
На фиг. изображен предложенный запорный клапан.
Запорный клапан содержит корпус 1 с двумя присоединительными патрубками, один из которых выполнен в виде муфты 2 для присоединения к заправочному стенду (на чертеже не показан), а второй - в виде штуцера 3 для присоединения к заправочному отверстию А охладителя (на чертеже не показан), шток 4 с выполненным на его конце ключом 5, сальниковое уплотнение 6 штока, кольцо уплотнительное 7. В резьбовое заправочное отверстие А охладителя ввернут имеющий углубление под ключ 5 запирающий элемент 8. Вакуумирование и заправка охладителя криоагентом осуществляется по зазору в резьбе запирающего элемента 8 и заправочного отверстия А. Часть штока 4 и корпуса 1 выполнена в виде резьбового соединения с шагом резьбы, равным шагу резьбы заправочного отверстия А охладителя, при этом резьба штуцера 3 равна резьбе заправочного отверстия А охладителя и выполнена соосно резьбовому соединению. На фиг. также изображены гайка 9, кольца 10, и проходное сечение В заправочного отверстия А охладителя.
Запорный клапан работает следующим образом.
Вращением штока 4 по часовой стрелке ключ 5 выдвигают из штуцера 3 на величину, равную глубине от торца заправочного отверстия А охладителя до дна углубления под ключ 5 запирающего элемента 8, устанавливают в это углубление, вворачивают штуцер 3 корпуса 1 в заправочное отверстие А, герметизируя их между собой кольцом уплотнительным 7, присоединяют муфту 2 к заправочному стенду, приоткрывают проходное сечение В заправочного отверстия А охладителя, повернув против часовой стрелки штоком 4 запирающий элемент 8, проводят операцию вакуумирования и заправки охладителя газообразным криоагентом, заворачивают до упора запирающий элемент 8, отсоединяют муфту 2 от заправочного стенда, после чего запорный клапан отсоединяют от охладителя, вывернув из заправочного отверстия А.
В соответствии с заявляемой формулой полезной модели был изготовлен запорный клапан со следующими техническими характеристиками:
- габаритные размеры запорного клапана, мм  30×65;
- резьбовое соединение, обозначение по ГОСТ  М8×1;
- резьба штуцера, обозначение по ГОСТ  М6;
- рабочее давление, МПа  4.
Резьбовое соединение штока 4 корпуса 1, выполненное соосно с резьбой штуцера 3, устраняет необходимость прилагать вручную осевое усилие на шток 4 при совмещении ключа 5 штока 4 с углублением под ключ 5 запирающего элемента 8, обеспечивая при этом соосность ключа 5 с углублением под ключ 8, а равенство шага резьбы резьбового соединения с шагом резьбы заправочного отверстия А охладителя обеспечивает равное осевое перемещение штока 4 и запирающего элемента 8 при их совместном вращении.
Выполнение патрубков в виде муфты и штуцера, части корпуса и штока в виде резьбового соединения, использование резьбового заправочного отверстия охладителя для установки запирающего элемента и присоединения запорного клапана в совокупности позволяет уменьшить габаритные и внутренние размеры запорного клапана, что, в свою очередь, дает возможность повысить рабочее давление, обеспечивая функцию заправки охладителей.