ВЕНТИЛЬ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ
HIGH PRESSURE VALVE

Изобретение относится к ручным вентилям высокого давления, предназначенным для использования в пневмогидравлических системах.
Известен вентиль (см. патент RU 2210695), содержащий поворотный шпиндель с двумя резьбовыми участками и двумя уплотнительными устройствами «затвор-седло) в виде двух резьбовых втулок, перемещающихся по резьбовым участкам шпинделя, взаимодействующих с подпружиненными седлами, которые обеспечивают две ступени герметизации.
Недостатком известного вентиля является его сложность и то, что при высоком давлении рабочей среды потребуется пружина сжатия на большое усилие, и обеспечить поворот шпинделя маховиком вручную для сжатия пружины может оказаться недостаточным и возникнет сложность в обеспечении герметичности обоими затворами.
Известен вентиль с разгруженным запорном органом - золотником (авт. свид. 4872677), содержащий золотник, разгруженный по давлению за счет выполнения в нем разгрузочных отверстий с уплотнением сильфоном и отрезком сильфона, перемещающимся по внутреннему диаметру корпуса.
Недостатком известного вентиля является то, что при высоком давлении требуется большая жесткость сильфона, а следовательно, большое усилие на маховике для перемещения шпинделя и невозможность подачи рабочей среды в обоих направлениях.
Известен вентиль с разгруженным запорным органом (авт. свид. 985535) - прототип, содержащий запорный орган в виде плунжера с уплотнительными кольцами по обеим сторонам разгрузочного канала и с упором торца осевого разгрузочного канала на выступ, перекрывающий осевой разгрузочный канал.
Недостатком известного вентиля является то, что при подводе рабочей среды высокого давления к патрубку со стороны выступа, перекрывающего осевой разгрузочный канал, для первоначального малого перемещения плунжера потребуется значительное усилие на маховике, вызываемое силой от высокого давления рабочей среды, действующего на площадь плунжера и приводящего к повышенному трению в резьбе штока, при этом при попадании уплотнительных колец с одной стороны плунжера в зону бокового патрубка при полном открытии вентиля разгрузочный эффект исчезает и на резьбу штока так же начинает действовать усилие от высокого давления рабочей среды, что приводит к увеличению усилия на маховике из-за трения в резьбе штока и, следовательно, к снижению долговечности, надежности и удобства эксплуатации.
Задачей предложенного технического решения является повышение надежности, долговечности и удобства эксплуатации вентиля при подводе рабочей среды высокого давления в любом направлении.
Поставленная задача решается тем, что в корпусе вентиля размещен затвор с разгрузочным каналом малого сечения и радиальными отверстиями для выравнивания перепада давления на «входе - выходе» патрубков с уплотнением эластичным кольцом, при этом затвор перемещается винтом, взаимодействующим с корпусом, а внутри винта размещен дополнительный винт с радиальными и осевым отверстиями для прохода рабочей среды, который через пакет тарельчатых пружин взаимодействует с запорной иглой, которая в свою очередь взаимодействует с разгрузочным каналом, а с другой стороны дополнительный винт взаимодействует со штоком маховика посредством наконечника, в котором выполнены осевой и радиальные отверстия для прохода рабочей среды с целью выравнивания перепада давления на входе в патрубок и за винтом, при этом шток опирается на упорный подшипник.
На чертеже изображен разрез общего вида вентиля. Вентиль содержит корпус 1, взаимодействующий с затвором 2, имеющим разгрузочный канал 3, радиальные отверстия 4 с уплотняемым эластичным кольцом 5, при этом затвор 2 перемещается винтом 6, внутри которого размещен дополнительный винт 7 с радиальными 8 и осевым 9 отверстиями для прохода рабочей среды, который через пакет тарельчатых пружин 10 взаимодействует с запорной иглой 11 разгрузочного канала 3 и со штоком 12 маховика 13 посредством наконечника штока 12, в котором выполнены радиальные 14 и осевой отверстия 15 для прохода рабочей среды и выравнивания перепада давления на входе в патрубок и за винтом 6, при этом шток 12 опирается на упорный подшипник 16, что в целом обеспечивает легкое управление вращением маховика 13 вручную при полном открытии затвора 2 винтом 6 до упора во втулку 17, при этом открытие начинается после соприкосновения с упором 18 дополнительного винта 7.
Вентиль работает следующим образом.
При полностью открытом вентиле дополнительный винт 7 вывернут маховиком 13 до соприкосновения с упором 18, а винт 6 вывернут до соприкосновения с неподвижной втулкой 17.
При закрытии вентиля вращением маховика 13 по часовой стрелке дополнительный винт 7, перемещаясь вместе с пакетом тарельчатых пружин 10 по внутренней резьбе винта 6 и по квадратному наконечнику штока 12, взаимодействующего с квадратным отверстием дополнительного винта 7, прижимается к торцу 19 винта 6 пакетом тарельчатых пружин 10, подобранных по усилию сжатия таким образом, чтобы их деформация для перекрытия разгрузочного канала 3 запорной иглой 11 начиналась после сжатия эластичного кольца 5 для обеспечения герметичности затвора 2 по конической поверхности корпуса 1.
В закрытом положении затвор 2 занимает крайнее нижнее положение с уплотнением эластичным кольцом 5, при этом запорная игла 11 перекрывает разгрузочный канал 3 малого сечения сжатием пакета тарельчатых пружин 10 дополнительным винтом 7.
При подводе рабочей среды высокого давления к патрубку вентиля со стороны разгрузочного канала 3 при открытии вентиля вращением маховика 13 против часовой стрелки дополнительный винт 7, перемещаясь по внутренней резьбе винта 6 и квадратному наконечнику штока 12 до соприкосновения с упором 18, перемещает взаимодействующую с ним запорную иглу 11 и открывает разгрузочный канал 3, при этом давление рабочей среды через радиальные 4, 8, 14 и осевые отверстия 9, 15 поступает за затвор 2, за винт 6 и перепад давления в «выходном - входном» патрубках вентиля и за винтом 6 выравнивается, разгружая его от осевой силы, вызываемой первоначальным перепадом давления и приводящий к повышению силы трения в резьбовой паре «винт 6 - корпус 1»
При дальнейшем вращении маховика 13 винт 6 вместе с дополнительным винтом 7 и пакетом тарельчатых пружин 10 перемещаются относительно корпуса 1 до соприкосновения винта 6 с неподвижной втулкой 17, сообщая полностью «вход - выход» вентиля без перепада давления на винте 6, и, следовательно, без повышения силы трения в резьбовой паре на всем ходе винта 6, а осевая сила от давления рабочей среды, действующая на шток 12, передается на упорный подшипник 16, обеспечивая в целом легкое вращение маховика 13 вручную при наличии высокого давления рабочей среды, подведенной к вентилю.
При подводе рабочей среды к боковому патрубку выравнивание перепада давления на «входе - выходе» вентиля обеспечивается через разгрузочный канал 3 при открытии запорной иглы 11.
Предложенное техническое решение по снижению силы трения в резьбовой паре и по торцу штока 12 приводит к повышению надежности, долговечности, уменьшению габаритов маховика и удобству эксплуатации вентиля при высоком давлении рабочей среды.