КЛАПАН ОБРАТНЫЙ УПРАВЛЯЕМЫЙ
CONTROLLED BACK VALVE

Изобретение относится к гидроуправляемой запорной арматуре в системах подачи воды высокого давления, а именно к обратным управляемым клапанам, и может быть использовано в металлургии в качестве клапана для гидросбива окалины с заготовки на станах горячей прокатки.
Известен клапан обратный управляемый, описанный в книге Свешников В.К. "Станочные гидроприводы", справочник, 3-е издание, М., Машиностроение, 1995 г., стр.131. Рис.4.29 в).
Клапан обратный управляемый содержит корпус, в котором выполнены входной и выходной каналы и ступенчатая цилиндрическая расточка, в которой перемещается подпружиненный затвор, взаимодействующий с толкателем поршня. При этом в ступенчатой цилиндрической расточке выполнены центрирующие цилиндрические пояски. Посадка затвора в расточке выполнена с очень маленьким зазором.
Однако данное техническое решение не обеспечивает надежное выполнение технологического процесса работы, так как в данной конструкции отсутствует плавное изменение потока рабочей жидкости из входного канала в выходной при попутных нагрузках.
Кроме того, наличие цилиндрических поясков в затворе и поршне усложняет конструкцию и ее изготовление, а маленький зазор неприемлем для технической воды, так как может привести к заклиниванию.
Недостаток, связанный с плавным изменением потока, устраняется в техническом решении, принятом заявителем в качестве прототипа, описанном в Клапане обратном управляемом: Патент РФ №2314449, МКИ F16K 15/18. Заявлено 05.05.2005. Опубликовано 10.01.2008.
Клапан обратный управляемый содержит корпус, выполненный с многоступенчатой цилиндрической внутренней расточкой, с подводящим и отводящим каналами, расположенными по отношению к оси корпуса со смещением друг относительно друга, и затвор с цилиндрическими хвостовиками с обеих сторон, установленный внутри расточки с возможностью контактирования с седлом, соосно затвору в расточке расположено устройство с возможностью возвратно-поступательного перемещения, при этом седло выполнено в корпусе, клапан снабжен золотником со ступенчатой внешней поверхностью и ступенчатой внутренней полостью, внутри которой установлен подпружиненный затвор, одна из ступеней многоступенчатой цилиндрической расточки выполнена с коническим седлом, образующим при взаимодействии с золотником дроссельное круговое отверстие переменного сечения, а внутренняя полость золотника выполнена в виде трехступенчатой расточки, в одной из ступеней установлена подпружиненная ступенчатая втулка, снабженная осевым дроссельным отверстием, сообщающимся с полостью управления клапаном, а другая внутренняя ступень золотника образует переменное кольцевое дроссельное отверстие с соосно установленным внутри него подпружиненным относительно втулки коническим затвором, снабженным цилиндрическими хвостовиками, один из которых выступает за торцевую поверхность золотника и взаимодействует с соосно расположенным в расточке устройством - подпружиненным толкателем поршня, запоршневое пространство которого снабжено регулировочным винтом и связано дросселем с полостью управления клапаном, при этом ступени внешней поверхности золотника плавно соединены вогнутым пояском, а золотник дополнительно снабжен радиальным дроссельным отверстием, расположенным в зоне ступени, образующей кольцевое дроссельное отверстие, и соединяющим отводящий канал с внутренней полостью золотника.
Недостатком данного клапана является высокая сложность конструкции, обусловленная выполнением средства управления, которое способствует открытию устройства и, как следствие, снижает гидроудары и пульсации. В результате клапан надежно выполняет технологический процесс и плавно изменяет поток рабочей жидкости из входного канала в выходной при попутных нагрузках.
Кроме того, недостатком клапана является выполнение седла в корпусе клапана, что снижает его ремонтопригодность.
Технической задачей заявленного технического решения является упрощение конструкции клапана.
Кроме того, технической задачей изобретения является повышение ремонтопригодности клапана.
Для выполнения данной технической задачи в известном клапане обратном управляемом, содержащем корпус, выполненный с многоступенчатой цилиндрической внутренней расточкой, с подводящим и отводящим каналами, расположенными относительно оси многоступенчатой цилиндрической расточки со смещением друг относительно друга, и затвор с цилиндрическими хвостовиками с обеих сторон, установленный внутри расточки с возможностью контактирования с седлом, соосно затвору в расточке расположено устройство с возможностью возвратно-поступательного перемещения, согласно изобретению затвор установлен внутри расточки с возможностью контактирования с седлом со стороны подводящего канала, один цилиндрический хвостовик затвора установлен внутри гильзы с седлом, в которой выполнены отверстия в боковых стенках, сообщающиеся с полостью отводящего канала, с цилиндрическим хвостовиком соединен управляющий поршень с буртом, расположенный в гильзе, полость управления которого сообщена с отверстием в торцевой крышке корпуса для подвода давления управления, другой цилиндрический хвостовик соединен с устройством, при этом устройство выполнено в виде шпильки с соосным ей разгрузочным штоком, установленной в торцевой крышке корпуса.
В частном случае исполнения изобретения согласно изобретению гильза снабжена съемным седлом.
Установка затвора внутри расточки с возможностью контактирования с седлом со стороны подводящего канала и установка одного цилиндрического хвостовика затвора внутри гильзы с седлом, в которой выполнены отверстия в боковых стенках, сообщающиеся с полостью отводящего канала, соединение с цилиндрическим хвостовиком управляющего поршня с буртом, расположенного в гильзе, и наличие шпильки с соосным ей разгрузочным штоком, соединенной с другим цилиндрическим хвостовиком затвора, приводит к упрощению конструкции клапана. При этом наличие шпильки с разгрузочным штоком, соединенной с другим цилиндрическим хвостовиком затвора, обеспечивает при открытии клапана удержание клапана в открытом состоянии за счет наличия разгрузочного штока, что обеспечивает работоспособность клапана.
Снабжение гильзы съемным седлом повышает ремонтопригодность клапана.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображен предлагаемый клапан обратный управляемый в разрезе.
Клапан обратный управляемый содержит корпус 1, выполненный с многоступенчатой цилиндрической внутренней расточкой 2, с подводящим и отводящим каналами 3, 4 соответственно и затвор 5 с цилиндрическими хвостовиками 6, 7 с обеих сторон. Подводящий и отводящий каналы 3, 4 расположены относительно оси многоступенчатой цилиндрической расточки 2 со смещением друг относительно друга. Затвор 5 установлен внутри расточки 2 с возможностью контактирования с седлом 8 со стороны подводящего канала 3. Соосно затвору 5 в расточке 2 расположено устройство 9 с возможностью возвратно-поступательного перемещения. Устройство 9 выполнено в виде шпильки 10 с соосным ей разгрузочным штоком 11, установленной в торцевой крышке 12 корпуса 1, при этом шпилька 10 соединена с цилиндрическим хвостовиком 7 затвора 5. Крышка 12 имеет осевую расточку с запрессованной бронзовой втулкой 13, в которой перемещается разгрузочный шток 11. Цилиндрический хвостовик 6 затвора 5 установлен внутри гильзы 14 с седлом 8. В гильзе 14 выполнены отверстия 15 в боковых стенках, сообщающиеся с полостью отводящего канала 4. С цилиндрическим хвостовиком 6 соединен управляющий поршень 16 с буртом 17 и полостью управления 18, расположенный в гильзе 14. В частном случае исполнения гильза 14 снабжена съемным седлом 8. В левой части корпуса 1 расположена крышка 19 с отверстием 20 для подвода давления управления в полость управления 18.
Клапан работает следующим образом. В исходном состоянии клапан закрыт, давление в подводящем канале 3 прижимает затвор 5 клапана к седлу 8. Полость 18 управления поршня 16 соединена со сливом. При подаче в полость 18 управления давления не менее 0.95 давления в полости подвода в канале 3 затвор 5 клапана смещается вправо, открывая проход рабочей жидкости. Открытие ограничивается буртом 17 на управляющем поршне 16. Разгрузочный шток 11 постоянно создает силу, направленную на открытие клапана, и уравновешивает гидродинамическую силу, стремящуюся закрыть клапан при течении жидкости. Клапан остается открытым независимо от давления в полости отвода в канале 4 и от расхода через клапанную пару. При соединении полости 18 управления со сливом клапан закрывается. Скорость открытия и закрытия определяется скоростью нарастания и сброса давления в полости 18 управления и регулируется величиной открытия проходного сечения управляющего клапана.
Таким образом, заявляемое изобретение обеспечивает упрощение конструкции клапана и повышение ремонтопригодности клапана.