Сальниковый узел для двухзапорного клапана
STUFFING BOX UNIT FOR A DOUBLE-CLOSURE VALVE

Техническое решение относится к арматуростроению и предназначено для использования в качестве узла сальникового уплотнения для арматуры с двумя затворами, соединенными с коаксиально расположенными штоками, например, для двухзапорных клапанов.
Известны сальниковые узлы для штока арматуры, в состав которых входят основное и вспомогательное уплотнения с втулкой, расположенной между ними и имеющей проточки и отверстия, букса, обеспечивающая требуемый поджим уплотнения (см. «Арматура ядерных энергетических установок», Гуревич Д.Ф., Ширяев В.И. и др., М., Атомиздат, 1974 г., стр. 62, рис. 3.14 и стр. 65, рис. 3.17).
В указанном узле сальниковых уплотнений в случае потери герметичности основного уплотнения протечки рабочей среды отводятся в сбросную емкость через штуцер, установленный на корпусе сальникового узла.
Недостатком приведенных узлов сальникового уплотнения является то, что их конструкция распространяется лишь на обеспечение герметичности по отношению к внешней среде одного штока, соединенного с затвором.
Известны конструкции сальникового узла применительно к двухзапорным клапанам, имеющим два запорных органа, управляемых двумя коаксиально расположенными внутренним и наружным штоками (см. а.с. SU 1376671 Al, F16K 11/10, от 24.01.1986 г.; патент US 8468804 В2, F16K 37/00, от 25.06.2013 г.). Внутренний и наружный штоки имеют свой элемент сальникового уплотнения.
Недостатком данных конструкций сальникового уплотнения обоих штоков является то, что в случае потери герметичности этих уплотнений или одного из них, рабочая среда, в том числе радиоактивная и химически опасная, попадает в окружающую среду.
Наиболее близким по конструктивным причинам и достигаемому техническому эффекту является сальниковый узел в клапане двухзапорном по а.с. SU 1137848, F16K 11/20 от 17.06.1983 г., выбранный за прототип. Он состоит из сальниковых уплотнений для внутреннего и наружного штоков, независимых друг от друга, каждый из которых поджимается буксой.
Недостатком сальникового узла для клапана двухзапорного является то, что в случае потери герметичности каждого из уплотнений, то есть при наличии протечек через них, рабочая среда попадает попадает непосредственно в окружающую внешнюю среду. Указанный недостаток особенно недопустим для химически опасных и радиактивных сред.
Технической задачей настоящего РИД является создание конструкции сальникового узла уплотнения двух коаксиально расположенных штоков двухзапорного клапана, обеспечивающего отвод возможных протечек рабочей среды через основные уплотнения обоих штоков в сбросную емкость без выхода этих протечек во внешнюю среду.
Техническим результатом решения поставленной задачи является повышение надежности работы узла сальникового уплотнения двух коаксиально расположенных штоков путем обеспечения герметичности внутренней полости двухзапорного клапана по отношению к внешней среде.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в сальниковом узле уплотнения двух коаксиально расположенных штоков, содержащем сальниковые уплотнения с буксами для их поджима, сальниковые уплотнения состоят из основного и вспомогательного уплотнений для каждого штока, наружный шток состоит из двух частей - верхней и нижней, закрепленных между собой резьбовым соединением, при этом в нижней части штока выполнены пазы, а в верхней части - отверстия, соединенные между собой, а также с полостями внутри букс между основным и вспомогательным сальниковыми уплотнениями внутреннего и наружного штоков и каналом штуцера для отвода протечек. Буксы для поджима сальниковых уплотнений внутреннего и наружного штоков имеют проточки по внутреннему и наружному диаметрам, соединенные отверстиями.
Герметичность внутреннего и наружного штоков обеспечивается за счет того, что в случае потери герметичности основного уплотнения каждого из штоков протечки рабочей среды через него отводятся через полости букс, пазы и отверстия частей наружного штока, через канал штуцера отвода протечек в сбросную емкость, предотвращая попадание рабочей среды в окружающую внешнюю среду. Попадание протечек рабочей среды в окружающую среду после потери герметичности основного уплотнения предотвращает вспомогательное уплотнение каждого из штоков.
На чертеже изображен общий вид сальникового узла для двухзапорного клапана.
Сальниковый узел обеспечивает герметичность двух концентрично расположенных штоков: внутреннего 1 и наружного 2. Сальниковый узел размещен в коробке сальника 3. Сальниковый узел содержит основное 4 и вспомогательное 5 уплотнения внутреннего штока 1 и основное 6 и вспомогательное 7 уплотнения наружного штока 2, а также уплотнение 8 буксы 9.
Между основным 4 и вспомогательным 5 сальниковыми уплотнениями внутреннего штока 1 установлена букса 10, имеющая внутреннюю и наружную проточки 11, соединенные между собой отверстиями 12. Сальниковые уплотнения 4 и 5 поджимаются через втулку 13 гайкой 14. У наружного штока 2 основное сальниковое уплотнение 6 поджимается буксой 9, а вспомогательное уплотнение 7 - гайкой 15. Уплотнение 8 буксы 9 поджимается буксой 16.
Наружный шток 2 выполнен из двух составных частей - нижней 17 и верхней 18, соединенных между собой резьбовым соединением 19. Резьбовое соединение может быть герметизировано сварным швом 20.
Составные части 17 и 18 наружного штока 2 могут быть выполнены из разных материалов: нижняя часть 17 - из стали аустенитного класса, например, стали 08Х18Н10Т или сплава ХН35ВТ, обеспечивающих возможность сварки наружного штока 2 с сильфоном (на чертеже не показан), и выполнения наплавки для уплотнительного пояска на нем (на чертеже не показана), а верхняя составная часть 18, воспринимающая повышенные удельные нагрузки - из стали ферритно-перлитного класса, например, сталей 14Х17Н или 07Х16Н4Б, обладающими высокими значениями механических свойств.
В нижней составной части 17 наружного штока 2 выполнены пазы 21, а в верхней составной части 18 выполнены отверстия 22. В буксе 9 сальникового уплотнения наружного штока 2 выполнены наружная и внутренняя проточки 23, соединенные между собой отверстиями 24. В коробке сальника 3 установлен штуцер 25 с каналом для отвода протечек через сальниковые уплотнения 4 и 6 в сбросную емкость. Внутренний канал штуцера 25 соединен отверстием 26 с проточками 23 буксы 14 сальникового уплотнения наружного штока 2. В качестве материала для сальниковых уплотнений 4, 5, 6, 7, 8 используется уплотнительный материал типа «Графлекс».
Узел сальникового уплотнения работает следующим образом.
При неподвижном положении внутреннего 1 и наружного 2 штоков и при их перемещении герметичность обеспечивается сальниковыми уплотнениями 4 и 6. При возникновении протечек рабочей среды через сальниковые уплотнения 4 и 6 герметичность штоков 1 и 2 относительно внешней среды обеспечивается уплотнениями 5, 7, 8, а возможные протечки отводятся через проточки 11 и отверстия 12 в буксе 10, далее через пазы 21 в нижней части и отверстия 22 в верхней части 18 наружного штока 2, через проточки 23 и отверстия 24 в буксе 9, через отверстие 26 в коробке сальника 3 посредством штуцера 25 в дренажную емкость.
Герметичность внутреннего 1 и наружного 2 штоков относительно внешней среды при этом обеспечивается вспомогательными сальниками 5 и 7 и сальником 8 буксы 9. Герметичность внутренней полости клапана двухзапорного по отношению к внешней среде не нарушается.
Таким образом, размещение в сальниковом узле уплотнения двух коаксиально расположенных штоков основного и вспомогательного сальниковых уплотнений для каждого штока с буксами для их поджима и выполнение наружного штока из двух частей - верхней и нижней, закрепленных между собой резьбовым соединением, при этом в нижней части штока выполнены пазы, а в верхней части - отверстия, соединенные между собой, а также с полостями внутри букс между сальниковыми уплотнениями внутреннего и наружного штоков и с каналом штуцера для отвода протечек, позволяют повысить надежность работы узла сальникового уплотнения двух коаксиально расположенных штоков путем обеспечения герметичности внутренней полости двухзапорного клапана по отношению к внешней среде.