КЛАПАН СИЛЬФОННЫЙ
BELLOWS VALVE

Изобретение относится к арматуростроению, в частности к технологическим системам атомной отрасли, а именно предназначено для перекрытия и регулирования потоков жидких и газообразных, радиоактивных, токсичных, взрывоопасных сред в трубопроводах, требующих высокой степени герметичности относительно внешней среды.
Известен сильфонный клапан, содержащий корпус, проходной канал которого перекрывается затвором, управляемым штоком, расположенным во внутренней полости корпуса и уплотняемым относительно последнего сильфоном, верхняя кольцевая втулка которого через направляющую втулку и прокладку уплотнена крышкой, в котором крышка снабжена выступом, охватывающим ходовую втулку, взаимодействующую с резьбой штока и управляемую закрепленной на ней рукояткой (Патент № RU42282. Опубл. 27.11.2004 г.).
Однако известный сильфонный клапан не позволяет достигать абсолютной гермитизации, для перекрытия потока среды необходимо прикладывать значительные усилия, требует длительных сроков времени для замены запорных элементов и  ограниченный срок использования.
Известен клапан регулирующий сильфонный, содержащий 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, при этом клапан снабжен ограничителем перемещения золотника, указателем положения золотника и фиксатором маховика, 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 подачи рабочей среды, при этом ограничитель перемещения золотника выполнен в виде охватывающего стойку ползуна с исключающим вращение направляющим элементом для осевого перемещения и со стопором для фиксации, а указатель положения золотника представляет собой выступающую над маховиком соосную со штоком рейку с делениями, соответствующими оборотам маховика (Патент № RU93917. Опубл. 10.05.2010 г.).
Однако известный клапан регулирующий сильфонный не позволяет достигать абсолютной гермитизации, для перекрытия потока среды необходимо прикладывать значительные усилия, требует длительных сроков времени для замены запорных элементов и  ограниченный срок использования.
Известен сильфонный клапан имеет клапанную камерус установленным штоком, опирающимся на седло, уплотнительные элементы, сильфонный элемент, привод, крышку, резьбовое зацепление, кольцевое соединение, удерживающее средство (Патент № GB2189872. Опубл. 1990-02-14).
Однако известный сильфонный клапан не позволяет достигать абсолютной гермитизации, для перекрытия потока среды необходимо прикладывать значительные усилия, требует длительных сроков времени для замены запорных элементов и  ограниченный срок использования.
Известен сильфонный клапан, содержащий корпус клапана с расположенным в нем седлом, шпиндель, установленный подвижно и перпендикулярно плоскости седла клапана, соответствующие уплотнительные элементы, крышку клапана, сальниковую втулку,  насадку, расположенную в сальниковой втулке, которая может быть запрессована с помощью сальникового винта, окружающего шпиндель внутри корпуса клапана сильфона   (Заявка № DE202019003679. Опубл. 2019-10-24).
Однако известный сильфонный клапан не позволяет достигать абсолютной гермитизации, для перекрытия потока среды необходимо прикладывать значительные усилия, требует длительных сроков времени для замены запорных элементов и  ограниченный срок использования.
Известен электрический натриевый сильфон ядерного класса  состоящий из основных компонентов, таких как корпус клапана, щелчок клапана, стержень клапана, нажимная втулка клапана, сильфон, крышка клапана, излучающее ребро, уплотнительная нажимная втулка, устройство обнаружения утечки уплотнительной нажимной пластины, устройство предварительного нагрева и электрический фитинг, клапан спроектирован в вертикальную излучающую ребристую структуру, корпус клапана снабжен устройством отслеживания тепла и обратной связи по температуре (Патент № CN110701310. Опубл. 2020-01-17).
Однако известная конструкция состоит из множества соединительных элементов, которые не смотря на наличие сильфона не позволяют достичь абсолютной гермитизации, кроме того для перекрытия потока среды требуют прикладывать значительные усилия и длительных сроков времени для замены запорных элементов с    ограничением срока использования.
Известен  клапан регулирующий, содержащий корпус, с закрепленной на нем стойкой, в которой в верхнем торце выполнены отверстия, расположенные параллельно плоскости вращения рукоятки, регулирующий орган, который имеет возможность вертикального перемещения со штоком внутри корпуса, рукоятку, втулку ходовую, указатель положения регулирующего органа, узел фиксации регулирующего органа, ограничитель хода регулирующего органа. Указатель положения регулирующего органа выполнен в виде навернутой на шток и зафиксированной гайкой втулки с делениями, в верхней части которой выполнен бурт. Ограничитель хода регулирующего органа выполнен в виде болта, который вкручивается в верхний бурт втулки указателя положения и фиксируется на ней гайкой в необходимом положении. Узел фиксации регулирующего органа выполнен в виде хомута, закрепленного на рукоятке и вкручиваемого в хомут винта с накаткой и носиком, который в зависимости от настраиваемого расхода входит носиком в одно из отверстий, выполненных на стойке (Патент № RU251749. Опубл. 27.05.2014 г.).
Однако отсутствие сильфона не позволяет достигать абсолютной герметичности, что загрязняет внешнюю среду.
Известен сильфонный клапан с дублирующим сальником, в котором между верхней втулкой сильфонной сборки помещена прокладка, например графлекса, а между втулкой и нажимной гайкой, пакет тарельчатых пружин, при этом на верхней резьбовой части штока установлен регулируемый указатель положения тарелки, а на одной из стенок стойки нанесены деления, во внутренней полости стойки размещен дублирующий сальник, поджимаемый втулкой (Патент № RU50624. Опубл. 20.01.2006 г.).
Однако известное изобретение не позволяет достигать абсолютной герметизации, для перекрытия потока среды необходимо прикладывать значительные усилия, требует длительных сроков времени для замены запорных элементов и  ограниченный срок использования.
Задачей настоящего изобретения является расширения арсенала технических средств для технологических систем атомной энергетики.
Технический результат проявляется в повышении герметизации, минимизации сроков ремонта, сокращение времени замены запорных элементов, увеличении срока использования, сохранении экологии.
Поставленный технический результат достигается тем, что в клапане сильфонном, содержащим корпус, снабженный глухим продольным отверстием, соединенным с двумя поперечными сквозными каналами, оси которых расположены со смещением по высоте по отношению друг к другу, втулку, с расположенным в ней подшипником, шток,  оснащенный сильфоном и установленный с возможностью перемещения, рукоятку, указатель положения хода,  корпус выполнен укороченным, взаимосвязан с одним из концов крышки, выполненной в виде ступенчатой втулки, соединенной с корпусом с помощью стопорной шайбы и парами резьбовых соединений, второй конец крышки соединен со стойкой посредством фланца, на котором установлена дополнительная  стопорная шайба, и дополнительных пар резьбовых соединений, при этом стойка выполнена в виде ступенчатой втулки по наружной и внутренней поверхности, внутри стойки установлен указатель положения хода, кольцо подкладочное, имеющее возможность контакта с втулкой резьбовой, выполненной в виде стакана, оснащенного ступенчатой наружной поверхностью, на одной из ступеней которой расположен подшипник, закрепленный посредством установочной гайки, зафиксированной штифтами на стойке, в глухом отверстии втулки резьбовой размещена втулка ходовая, соединенная с одним из концов штока, второй конец штока имеет возможность контакта с подпятником и соединен с помощью втулки резьбовой  с золотником с наплавкой и седлом,  кроме того шток выполнен цельным ступенчатым,  корпус оснащен плитой.
Целесообразно, для повешения технологичности сборки, в клапане резьбовые соединения  и дополнительные резьбовые соединения выполнять в виде шпильки и гайки.
Настоящее изобретение поясняют подробным описанием и чертежами, на которых:
Фиг. 1 - изображает сборочный чертёж главного вида в разрезе клапана сильфонного, согласно изобретению;
Фиг. 2 - показывает вид А в увеличенном масштабе, а именно: крепление седла к корпусу, обеспечивающее абсолютную герметичность (без изображения золотника), то же что и на фиг. 1.
Клапан сильфонный содержит корпус 1, выполненный укороченным. Корпус 1 снабжен продольным отверстием 2, соединенным с двумя поперечными сквозными каналами 3 и 4 (Фиг. 1). Оси каналов 3 и 4 расположены со смещением по высоте. В глухом продольном отверстии 2, корпуса 1 установлено сменное седло 5, которое имеет возможность контакта с запорным органом 7 (далее золотник), уплотнительная поверхность выполнена с наплавкой 8. Золотник 7  оснащен направляющей поверхностью 6 с отверстиями для пропуска среды. Шток 9 выполнен цельным в виде ступенчатого цилиндра с резьбой. Один конец штока 9 имеет возможность контакта с упором 10 и соединен с золотником 7 с помощью резьбовой втулки 11. Втулка сильфонная 12 скреплена с  концом сильфона 14 сварным соединением 13. Втулка сильфонная 12 и кольцо внутреннее 15 скреплены сварным соединением 16. Сварное скрепление элементов конструкции обеспечивает герметичность. Крышка сильфона 17 установлена на корпусе 1 посредством паза 18, уплотнительной прокладки 19, и закреплена с корпусом 1 с помощью фланца 20, стопорной шайбы 21 и резьбовых пар, выполненных из шпильки 22 и гайки 23, оснащенных метрической резьбой. Второй конец сильфона 14 расположен в верхнем отверстии сильфонной втулки 17 с возможностью контакта со штоком посредством соединительной втулки 24. Верхний конец сильфонной крышки 17 соединен, посредством метрической резьбы  с фланцем 25. Фланец 25 с помощью дополнительного стопорного элемента 26, дополнительных резьбовых соединений, каждое из которых выполнено в виде шпильки 27 и гайки 28, соединен со стойкой 29, через шайбу 30, уплотнительное кольцо 31, предохраняя конструктив от попадания пыли и грязи. Стойка 29 выполнена ступенчатой по внутреннему и наружному диаметрам. В нижней части внутри стойки 29 расположен указатель положения хода 32. В верхней части стойки 29 на другом конце штока 9 выполнена трапецеидальная резьба, посредством которой установлена ходовая втулка 33. Последняя соединена посредством метрической резьбы со втулкой резьбовой 34, выполненной ступенчатой по наружной поверхности. Втулка резьбовая 34 имеет возможность контакта, посредством кольца подкладочного 35, со стойкой 29. Кроме того резьбовая втулка 34 зафиксирована с ходовой втулкой 33 стопорным винтом 36. На одной из ступеней резьбовой втулки 34 установлен подшипник 37. Подшипник 37 закреплен установочной гайкой 38. Последняя зафиксирована штифтом 39 со стойкой 29. На конце резьбовой втулки 34 закреплена рукоятка 40 с помощью шайбы 41 и винта 42.  Корпус 1 соединен с плитой 43.
Для  крепления седла 5 в корпусе 1 использована гайка 44 (Фиг. 2). Гайка 44 выполнена  с наружной метрической резьбой, установлена в отверстие корпуса 1 и зафиксирована стопорным кольцом 45. Седло 5 имеет возможность контакта с  стопорным кольцом 45, уплотнительной прокладкой 46 и корпусом 1.
Клапан сильфонный (далее клапан) работает следующим образом.
Клапан сильфонный используется для перекрытия и регулирования потоков жидких и газообразных, радиоактивных, токсичных, взрывоопасных сред в технологиях где требуется абсолютная герметичность относительно внешней среды, системах нормальной эксплуатации и системах безопасности, атомных станций (АС), криогенной промышленности, химической, микробиологической и т.д.
Опору 43 используют для размещения и фиксации клапана в требуемом положении при монтаже на трубопроводе.
Клапан работоспособен при подаче среды на и под запорный элемент 7 при полном перепаде рабочего давления.
Крепление седла 5 в корпусе 1 осуществляется следующим образом.
В отверстие вставляется гайка 44 с наружной метрической резьбой, в канавку отверстия устанавливается стопорное кольцо 45 для фиксации гайки 44.  Затем седло  скручивается  с гайкой 44 и уплотняется с корпусом 1 уплотнительной прокладкой 46 для герметизации. Замена седла производиться в той же последовательности.
При вращении рукоятки 40 по часовой стрелки вращается втулка ходовая 33, в которой установлена и закреплена втулка резьбовая 34. Через резьбовое соединение втулка ходовая 33 передает вращение,  преобразуя его в поступательное движение штоку 9. В процессе перемещения штока 9 сильфон 14 сжимается и открывает проход среде через сквозные каналы 3 и 4.
Закрытие клапана происходит в обратном порядке.
При вращении рукоятки 40 против часовой стрелки, шток 9 из верхнего положения «открыто» перемещается в нижнее положение «закрыто» и перекрывает проходное отверстие седла 5 в корпусе 1. Клапан закрыт для прохождения среды.
Предложенное изобретение позволяет расширить арсенал технических средств для технологических систем.
Предложенное изобретение благодаря конструкции сменных быстроизнашиваемых элементов (седел корпуса), прикрепленных к корпусу механическим путем, позволяет производить быструю замену запорных элементов клапана, это ведет к сокращению регламентных сроков ремонтных работ, сокращает время простоя объекта.