КЛАПАН РЕГУЛИРУЮЩИЙ СИЛЬФОННЫЙ

Полезная модель относится к трубопроводной арматуре, в частности к конструкции регулирующих сильфонных клапанов, предназначенных для установки в качестве регулирующих устройств подачи рабочей среды на трубопроводах систем управления и защиты атомных реакторов большой мощности, а также в качестве запорной арматуры. Клапан регулирующий сильфонный может быть использован в энергетической, атомной, нефтяной и других отраслях.
Известен сильфонный клапан, который обеспечивает постепенное закрытие рабочего отверстия и включает в себя корпус, шток, поршень, ручной и пневматический механизмы отключения клапана, устройства фиксации положения (ПМ, патент РФ №73432, кл. F16K 1/12, 2008 г.).
Известен вентиль, который включает в себя корпус с входным и выходным патрубками, запорный орган, который имеет возможность возвратно-поступательного перемещения, шпиндель с двумя вертикальными пазами, резьбовую втулку, маховик и фиксатор, установленный в стойке корпуса, взаимодействующий с пазами (а.с. СССР №898199, кл. F16K 1/18, 1979 г.).
Известен клапан, который может обеспечить регулирование расхода проходящей через него жидкости, содержащий корпус с закрепленной на нем стойкой с направляющей втулкой с закрепленной на ней крышкой а также расположенный в нем золотник и шток, имеющий резьбовую втулку и маховик (а.с. СССР №430255, кл. F16K 1/52, 1972 г.).
Наиболее близким аналогом (прототипом) является регулирующее устройство, предназначенное для регулирования потоков рабочей среды в запорном органе при ее транспортировании по трубопроводу, содержащее корпус, золотник с возможностью вертикального перемещения со штоком, резьбовую втулку и маховик (патент РФ №2168090, кл. F16K 1/12, 1999 г.).
2
2
К недостаткам аналогов и прототипа следует отнести недостаточно высокую сейсмопрочность и вибростойкость, поскольку при работе клапанов, которые могут быть использованы в качестве запорной арматуры в и установленных в качестве регулирующих устройств на трубопроводах систем управления и защиты атомных реакторов большой мощности, во время работы реактора при движении стержней возникают вибрационные нагрузки по двум направлениям с ускорением до 1 м/с и с амплитудой колебания до 50 мкм, причем одно из направлений воздействия совпадает с осью трубопровода. Кроме того, во время работы клапанов на трубопроводах систем управления и защиты атомных реакторов большой мощности на протяжении всего расчетного срока эксплуатации нередко возникают сейсмические воздействия. В этом случае известные клапаны не могут сохранить первоначальную прочность, герметичность и работоспособность во время и после сейсмического воздействия интенсивностью до 30 м/с на оси патрубков. В дополнение к изложенному следует указать на отсутствие возможности контроля в течении времени за соблюдением заданного режима подачи рабочей жидкости клапаном, установленным в системе в качестве регулирующего устройства. Это связано с тем, что вибрационные нагрузки и сейсмическое воздействие могут оказывать влияние не только на прочность и герметичность конструкции клапана, но и на изменение подачи рабочей жидкости. Это происходит за счет самопроизвольного увеличения, либо уменьшение потока рабочей жидкости, так как известные используемые в атомной промышленности клапаны могут при таком воздействии самопроизвольно открываться, либо закрываться. При этом в процессе эксплуатации не представляется возможным изменить величину подачи рабочей жидкости. То есть обеспечить подачу рабочей жидкости в заданном количестве без пробных подач, в заранее отрегулированном режиме. Мало того, невозможно в достаточной степени быстро и точно восстановить ранее заданный поток, что требует дополнительных регулировок величины потока, согласований с показаниями приборов и увеличения времени пребывания обслуживающего персонала в зоне повышенной радиации.
Задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является создание конструкции клапана регулирующего сильфонного для эксплуатации в условиях агрессивной среды с применением дезактивирующих растворов не только в качестве запорного устройства, но и в большей части в качестве регулирующего устройства на трубопроводах систем управления и защиты атомного реактора большой мощности. При этом задачей является создание конструкции, которая имеет достаточно высокую сейсмопрочность, а также вибростойкость и обеспечивает контроль в течении времени за соблюдением заданного режима подачи рабочей жидкости, повышает точность регулировки потока. Кроме того, задачей является повышение прочности и жесткости конструкции, увеличение износостойкости, улучшение условий труда обслуживающего персонала. Также задачей является увеличение арсенала данной номенклатуры изделий.
Техническим результатом при реализации предлагаемой полезной модели является исключение самопроизвольного изменения потока рабочей среды в трубопроводах систем управления и защиты атомных реакторов большой мощности при ее подаче в процессе эксплуатации, повышение прочности и жесткости конструкции клапана, увеличение износостойкости, увеличение сроков эксплуатации. Кроме того, исключаются работы по восстановлению потока рабочей жидкости после возникновения сейсмического воздействия либо после периода эксплуатации в условиях действия значительных вибрационных нагрузок. При этом сохраняется ранее заданный поток, а, при необходимости, имеется возможность установить величину изменения прохождения рабочей среды. Мало того, не требуется дополнительных регулировок величины потока, не требуется дополнительных согласований с показаниями приборов. При этом не происходит увеличения времени пребывания обслуживающего персонала в зоне повышенной радиации, доза полученной радиации уменьшается.
На достижение указанного технического результата оказывают влияние следующие существенные признаки.
В клапане регулирующем сильфонном, содержащем корпус с закрепленной на нем стойкой с направляющей втулкой и крышкой а также расположенный в нем золотник с возможностью вертикального перемещения со штоком, резьбовую втулку и маховик, имеется ограничитель перемещения золотника, указатель положения золотника и фиксатор маховика, при этом крышка имеет ряд отверстий, выполненных по окружности в плоскости вращения маховика, а фиксатор выполнен в виде размещенного в отверстии маховика болта, установленного с возможностью прохода в заданное отверстие крышки, соответствующее регулировке подаче рабочей среды, при этом ограничитель перемещения золотника выполнен в виде охватывающего стойку ползуна с исключающим вращение направляющим элементом для осевого перемещения и с стопором для фиксации, а указатель положения золотника представляет собой выступающую над маховиком соосную со штоком рейку с делениями, соответствующими оборотам маховика.
Новым является то, что клапан снабжен ограничителем перемещения золотника, указателем положения золотника и фиксатором маховика. Крышка имеет ряд отверстий, выполненных по окружности в плоскости вращения маховика. Фиксатор выполнен в виде размещенного в отверстии маховика болта, установленного с возможностью прохода в заданное отверстие крышки, соответствующее регулировке подаче рабочей среды. Ограничитель перемещения золотника выполнен в виде охватывающего стойку ползуна с исключающим вращение направляющим элементом для осевого перемещения и с стопором для фиксации. Указатель положения золотника представляет собой выступающую над маховиком соосную со штоком рейку с делениями, соответствующими оборотам маховика.
Сущность полезной модели поясняется чертежом.
На фигуре 1 представлен жаростойкий кабель управления.
Клапан регулирующий сильфонный содержит корпус 1, стойку 2, золотник 3. Золотник 3 при помощи элементов 4 и 5 для соосного крепления закреплен на штоке 6. Для исключения прохождения рабочей жидкости на корпусе 1 размещена крышка 7 с центральным отверстием для штока 6 и уплотнение 8. На штоке 6 между золотником 3 и крышкой 7 установлено сильфонное уплотнение 9. На крышке 7 расположена направляющая втулка 10. Соосно с направляющей втулкой 10 располагается шток 6, а также золотник 3. Над направляющей втулкой 10 соосно с ней расположена резьбовая втулка 13. Имеется маховик 14 и ползун 15. На ползуне 15 размещена крышка 16, которая имеет ряд отверстий, выполненных по окружности в плоскости вращения маховика 14. Фиксатор 17 выполнен в виде болта, который размещается в отверстии маховика 14 и в одном из отверстий крышки 16, соответствующем заданной регулировке подаче рабочей среды. В примере исполнения рабочая среда - вода, а в крышке 16 имеется двадцать отверстий, часть из которых предназначена для соединения крышки болтами 18 с ползуном 15 и оставшаяся большая часть образует ряд выполненных по окружности отверстий для фиксатора 17. Маховик 14 фиксируется на резьбовой втулке 13 при помощи винта 19. Ползун 15 имеет направляющий элемент в виде шлица, выступающего вдоль стойки 2 для исключения вращения и осевое перемещение, а также стопор 20 для фиксации, которые образуют ограничитель перемещения золотника. Стойка 2 жестко закреплена на корпусе 1 посредством комплектов шпилек с гайками 21, 22. Гайка 23 фиксирует центрирующий элемент 24. Указатель 25 положения золотника 3 представляет собой выступающую над маховиком соосную со штоком 6 рейку с делениями, соответствующими оборотам маховика 14.
Клапан устанавливается на трубопроводе системы управления и защиты реактора большой мощности. Подача рабочей среды - воды осуществляется под золотник 3. Ее скорость не должна превышать 2,26 м/с. В законсервированном состоянии реактора клапан используется в качестве
запорной арматуры. При работе реактора движение рабочей среды обеспечивает его охлаждение, при этом клапан относится к элементам его нормальной эксплуатации, важной для безопасности и должен сохранять работоспособность при воздействии возникающих в процессе эксплуатации нагрузок. Во время работы золотник 3 должен сохранять свое положение. Указатель 25 его положения, выполненный в виде рейки с делениями, обеспечивает возможность обслуживающему персоналу при контрольных проверках в процессе эксплуатации, а также при необходимости регулировки подачи рабочей среды, иметь четкое представление об объеме проходящей рабочей среды под золотником 3. Риски являются делениями на рейке и могут указывать поднятие золотника 3 до 12 мм. Регулировка истечения рабочей среды осуществляется посредством вращения маховика 14. Далее вращение передается на резьбовую втулку 13,которая приводит в возвратно-поступательное движение шток 6, на котором находится золотник 3. Получая возвратно-поступательное движение, золотник 3 осуществляет перекрытие протока, тем самым увеличивая или уменьшая истечение рабочей среды. Для регулирования потока и для исключения самопроизвольного изменения истечения рабочей среды при вибрации в процессе эксплуатации, а также в случае возникновения сейсмических воздействий на арматуру предусмотрена фиксация заданного положения золотника 3. Снимаем фиксатор 17 и болты 18. Вращаем маховик 14 и ориентируемся на риски указателя 25, выставляя требуемую величину открытия золотника 3. Выставляем ползун 15 относительно стойки 2. Для этого стыкует ползун 15 с крышкой 16 и фиксируем стопором 20. После чего фиксируем маховик 14 при помощи фиксатора 17, выполненного в виде размещенного в отверстии маховика 14 болта, установленного в отверстии крышки 16.
Таким образом, обеспечивается исключение самопроизвольного изменения потока рабочей среды в трубопроводах систем управления и защиты атомных реакторов большой мощности при ее подаче в процессе эксплуатации, повышение прочности и жесткости конструкции клапана, увеличение износостойкости, увеличение сроков эксплуатации. Данная конструкция обеспечивает исключение работ по восстановлении) потока рабочей среды после возникновения сейсмического воздействия либо после периода эксплуатации в условиях действия значительных вибрационных нагрузок. Обеспечивается сохранение заданного потока. Имеется возможность установить требуемую величину изменения прохождения рабочей среды. В процессе эксплуатации не требуется дополнительных регулировок величины потока, а также не требуется дополнительных согласований с показаниями приборов. А герметичность обеспечивается тем, что вместо сальникового уплотнения применено сильфонное, которое не требует периодической подтяжки или замены. В результате значительно уменьшается время пребывания обслуживающего персонала в зоне повышенной радиации, при этом снижается доза полученной радиации. В предложенном техническом решении образовываются свойства высокой сейсмопрочности, вибростойкости, обеспечивается контроль в течении времени за соблюдением заданного режима подачи рабочей среды, а также повышается точность регулировки потока. При этом повышается прочность и жесткость конструкции, увеличивается износостойкость.