Клапан подпорный - RU174579U1

Чертежи

Описание

Полезная модель относится к общему машиностроению, в частности к трубопроводной арматуре, а именно к клапанам предохранительным, нагруженным пружиной, обеспечивающим поддержание заданного давления в трубопроводе после себя.

Наиболее близким аналогом полезной модели является разработанный Конструкторским бюро «Армас» АО «ЦТСС» (198097, Санкт-Петербург, ул. Трефолева, д. 4, корп. 3, официальный сайт в информационно-телекоммуникационной сети «Интернет» http://www.sstc.spb.ru/product/razrabotka-sudovoy-armatury) клапан подпорный угловой штуцерный стальной ИПЛТ.494311.031 (DN 20, PN 40), содержащий угловой корпус с входным и выходным патрубками, последовательно установленные в корпус центрирующую втулку, нижний дроссельный затвор, состоящий из дроссельной шайбы, и гребенчатого выступа, расположенного в нижней части золотника, верхний уплотнительный затвор, состоящий из седла с уплотнительной поверхностью и уплотнительной поверхности золотника, расположенной в верхней его части, пружину, поджимающую золотник к седлу, усилие пружины настраивается регулировочным винтом, и крышку (Каталог продукции АО «Армалит». Официальный сайт в информационно-телекоммуникационной сети «Интернет» http://armalit1.ru/catalog.html).

Однако клапан подпорный этой конструкции имеет техническую проблему. В нижнем дроссельном затворе гребенчатый выступ золотника не погружен в отверстие дроссельной шайбы и его торец, обращенный к дроссельной шайбе, расположен на одном уровне с ее торцом, а диаметр уплотнительной поверхности клапана подпорного и диаметр дроссельной щели практически равны, что приводит к образованию в открытом положении клапана подпорного одинакового зазора между торцом дроссельной шайбы и торцом гребенчатого выступа на золотнике, а также между уплотнительными поверхностями седла и золотника, а это в силу равенства диаметров означает, что площадь проходного сечения в уплотнительной зоне клапана подпорного практически равна площади дроссельной щели, что приводит к образованию в зоне уплотнительных поверхностей клапана высоких скоростей потока рабочей среды, равных скоростям потока рабочей среды в дроссельной щели, в результате чего происходит ускоренный износ уплотнительных поверхностей, и как следствие, потеря заданной степени герметичности клапана подпорного в ходе его эксплуатации.

Решение вышеназванной технической проблемы обеспечивается в конструкции клапана подпорного, содержащей угловой корпус с входным и выходным патрубками, последовательно установленные в корпус центрирующую втулку, нижний дроссельный затвор, состоящий из дроссельной шайбы и гребенчатого выступа, расположенного в нижней части золотника, верхний уплотнительный затвор, состоящий из седла с уплотнительной поверхностью и уплотнительной поверхности золотника, расположенной в верхней его части, пружину, поджимающую золотник к седлу, усилие которой настраивается регулировочным винтом, и крышку, при этом гребенчатый выступ, расположенный в нижней части золотника, частично погружен в отверстие дроссельной шайбы, чем достигается снижение скорости потока рабочей среды в уплотнительной зоне клапана подпорного, что позволяет уменьшить износ уплотнительной поверхности седла и уплотнительной поверхности золотника.

Таким образом, техническим результатом, обеспечиваемым полезной моделью, является сохранение заданной степени герметичности в ходе длительной эксплуатации клапана подпорного и, как следствие, повышение его эксплуатационного ресурса.

Клапан подпорный представлен на фиг. 1, 2 и 3, где:

фиг. 1 - общий вид клапана подпорного продольное сечение;

фиг. 2 - вид А, клапан подпорный в положении «закрыто»;

фиг. 3 - вид А, клапан подпорный в положении «открыто», где:

1 - корпус, 2 - дроссельная шайба, 3 - седло, 4 - золотник, 5 - втулка, 6 - регулировочный винт, 7 - стопорная гайка, 8 - крышка, 9 - пружина, 10 - втулка, 11 - выходной патрубок, 12 - гребенчатый выступ, 13 - центрирующая втулка, 14 - входной патрубок, 15 - торец дроссельной шайбы, 16 - торец гребенчатого выступа, 17 - уплотнительная поверхность седла, 18 - уплотнительная поверхность золотника.

Общая конструкция клапана подпорного состоит из углового корпуса 1 с входным и выходным патрубками 14 и 11 соответственно, последовательно установленных в корпус 1 центрирующей втулки 13, нижнего дроссельного затвора, состоящего из дроссельной шайбы 2 и гребенчатого выступа 12, расположенного в нижней части золотника 4, верхнего уплотнительного затвора, состоящего из седла 3 с уплотнительной поверхностью 17 и уплотнительной поверхности 18, расположенной в верхней части золотника 4, пружины 9, поджимающей золотник 4 к седлу 3, усилие пружины 9 настраивается регулировочным винтом 6, и крышки 8. Втулки 5 и 10 обеспечивают центровку пружины 9, а стопорная гайка 7 надежную фиксацию пружины 9 в настроенном положении. Гребенчатый выступ 12, расположенный в нижней части золотника 4 частично погружен в отверстие дроссельной шайбы 2.

Клапан подпорный необходим для поддержания заданного давления в трубопроводе после себя.

Клапан подпорный работает следующим образом.

Рабочая среда, проходя через входной патрубок 14, отверстия в центрирующей шайбе 13 и зазор, образованный свободной посадкой гребенчатого выступа 12 золотника 4 в отверстие дроссельной шайбы 2, воздействует рабочим давлением на золотник 4 в направлении открытия. Клапан подпорный находится в положении «закрыто» за счет наличия противодавления в выходном патрубке 11 и усилия создаваемого пружиной 9. Когда величина разности давления рабочей среды и противодавления, за счет снижения величины противодавления, достигает давления начала открытия клапана подпорного, начинается подъем золотника 4. При дальнейшем понижении противодавления, подъемная сила становится больше усилия пружины 9 и происходит открытие клапана подпорного, уплотнительная поверхность 17 седла 3 выходит из контакта с уплотнительной поверхностью 18, начинается переток рабочей среды из входного патрубка 14 в выходной патрубок 11, при этом расход среды мал за счет того, что дроссельная щель между торцом гребенчатого выступа 16 и торцом дроссельной шайбы 15 еще не образовалась и расход обеспечивается лишь зазором свободной посадки гребенчатого выступа 12 золотника 4 в отверстие дроссельной шайбы 2. При этом на уплотнительной поверхности 17 седла 3 и уплотнительной поверхности 18 золотника 4 происходит износ из-за наличия передвигающейся рабочей среды, но он незначителен, так как расход среды не значителен и соответственно скорость движения рабочей среды мала. При дальнейшем понижении противодавления величина разности давления рабочей среды и противодавления достигает давления полного открытия клапана подпорного, подъемная сила поднимает золотник 4, между торцом гребенчатого выступа 16 и торцом дроссельной шайбы 15 образуется дроссельная щель размером В, а между уплотнительной поверхностью 17 седла 3 и уплотнительной поверхностью 18 золотника 4 образуется зазор размером Б, клапан подпорный полностью открыт. При примерно равных размере D - диаметре уплотнительной поверхности 18, и размере d - диаметре отверстия дроссельной шайбы 2, отношение величины площади зазора между уплотнительной поверхностью 17 седла 3 и уплотнительной поверхностью 18 золотника 4 к площади дроссельной щели между торцом гребенчатого выступа 16 и торцом дроссельной шайбы 15 будет равно отношению величины размера Б к величине размера В. Клапан подпорный сконструирован таким образом, чтобы величина размера Б была в 1,5…2 раза больше величины размера В. При этом массовый расход рабочей среды через зазор между уплотнительной поверхностью 17 седла 3 и уплотнительной поверхностью 18 золотника 4 будет равен массовому расходу рабочей среды через дроссельную щель между торцом гребенчатого выступа 16 и торцом дроссельной шайбы 15, а скорость потока рабочей среды между уплотнительной поверхностью 17 седла 3 и уплотнительной поверхностью 18 золотника 4 будет в 1,5…2 раза меньше скорости потока рабочей среды в дроссельной щели между торцом гребенчатого выступа 16 и торцом дроссельной шайбы 15. Снижение скорости потока рабочей среды в уплотнительной зоне клапана подпорного позволяют уменьшить износ уплотнительной поверхности 17 седла 3 и уплотнительной поверхности 18 золотника 4, что в свою очередь приводит к сохранению заданной степени герметичности в ходе длительной эксплуатации клапана подпорного и, как следствие, повышение его эксплуатационного ресурса.

При перетоке рабочей среды из входного патрубка 14 в выходной патрубок 11 повышается противодавление. Это способствует увеличению усилия направленного на закрытие клапана подпорного. При возникновении в трубопроводе за подпорным клапаном противодавления, величина которого обеспечивает разность давления рабочей среды во входном патрубке и противодавления равную давлению закрытия клапана подпорного, он закрывается.

Таким образом, предложенная конструкция клапана подпорного, содержащего угловой корпус с входным и выходным патрубками, последовательно установленные в корпус центрирующую втулку, нижний дроссельный затвор, состоящий из дроссельной шайбы и гребенчатого выступа, расположенного в нижней части золотника, верхний уплотнительный затвор, состоящий из седла с уплотнительной поверхностью и уплотнительной поверхности золотника, расположенной в верхней его части, пружину, поджимающую золотник к седлу, усилие пружины настраивается регулировочным винтом, и крышку, за счет гребенчатого выступа золотника, частично погруженного в отверстие дроссельной шайбы, позволяет обеспечить снижение скорости потока рабочей среды в уплотнительной зоне клапана подпорного, что позволяет уменьшить износ уплотнительной поверхности седла и уплотнительной поверхности золотника и сохранить заданную степень герметичности в ходе длительной эксплуатации клапана подпорного и, как следствие, повысить его эксплуатационный ресурс.

Реферат

Полезная модель относится к общему машиностроению, в частности к трубопроводной арматуре, а именно к клапанам предохранительным, нагруженным пружиной, с приспособлениями для регулирования давления открытия. Техническим результатом, достигаемым полезной моделью, является сохранение заданной степени герметичности в ходе длительной эксплуатации клапана подпорного и, как следствие, повышение его эксплуатационного ресурса. Решение вышеназванной технической проблемы обеспечивается в конструкции клапана подпорного с повышенной степенью герметичности, содержащего угловой корпус с входным и выходным патрубками, последовательно установленные в корпус центрирующую втулку, дроссельную шайбу, седло с уплотнительной поверхностью, и золотник с уплотнительной поверхностью и гребенчатым выступом, поджимаемый к седлу пружиной, усилие которой настраивается регулировочным винтом, и крышку, отличающийся тем, что гребенчатый выступ золотника частично погружен в отверстие дроссельной шайбы, чем достигается снижение скорости потока рабочей среды в уплотнительной зоне клапана подпорного, что позволяет уменьшить износ уплотнительной поверхности седла и уплотнительной поверхности золотника.

Формула