Результат интеллектуальной деятельности: ЗАТВОР ПНЕВМОКЛАПАНА

Изобретение относится к области арматуростроения и может быть использовано в пневмоклапанах, предназначенных для резкой отсечки потока рабочей среды, когда ударные нагрузки, возникающие при резком закрытии пневмоклапана, превышают допустимые значения как для сталей, так и для неметаллических материалов.

Известен затвор, содержащий неметаллический уплотнитель, зафиксированный от выпадания из канавки клапана с помощью упора - прототип (Д.Ф.Гуревич, О.Н.Шпаков «Справочник конструктора трубопроводной арматуры». Л.: «Машиностроение», Ленинградское отделение, 1987 г., стр.292).

Недостатком прототипа является то, что в пневмоклапанах с резкой отсечкой потока рабочей среды происходит разрушение уплотнителя из-за мощных ударных инерционных нагрузок, возникающих при высокоскоростной посадке затвора на седло.

Предложен затвор пневмоклапана, установленный во входной полости с возможностью посадки на седло корпуса по направлению движения рабочей среды, содержащий клапан с неметаллическим уплотнителем, размещенным в кольцевой канавке клапана с возможностью осевого перемещения, и упором от выпадания уплотнителя. Между дном канавки и уплотнителем установлены упругие элементы. Торцы уплотнителя и клапана со стороны седла выполнены таким образом, что в закрытом затворе торец клапана контактирует с торцом корпуса, торец уплотнителя - с седлом корпуса, при этом между уплотнителем и упором имеется зазор. Внутренний диаметр уплотнителя загерметизирован подвижным уплотнением, например резиновым кольцом.

Таким образом, предлагаемая конструкция обеспечивает возможность применения затвора с неметаллическим уплотнителем для резкой отсечки потока рабочей среды с большой ударной нагрузкой.

Предлагаемый затвор пневмоклапана содержит следующие признаки, общие с прототипом: установка во входной полости с возможностью посадки на седло корпуса по направлению движения рабочей среды, клапан с неметаллическим уплотнителем в кольцевой канавке и упором от выпадания уплотнителя.

Отличительные существенные признаки следующие: уплотнитель установлен с возможностью осевого перемещения, между дном канавки и уплотнителем установлены упругие элементы, торцы уплотнителя и клапана со стороны седла выполнены таким образом, что в закрытом затворе торец клапана контактирует с торцом корпуса, торец уплотнителя с седлом корпуса, при этом между уплотнителем и упором имеется зазор, внутренний диаметр уплотнителя загерметизирован подвижным уплотнением, например резиновым кольцом.

Преимущество предлагаемого затвора пневмоклапана заключается в расширении области применения за счет установки уплотнителя с возможностью осевого перемещения, размещения между дном канавки и уплотнителем упругих элементов, выполнения торцов уплотнителя и корпуса клапана со стороны седла таким образом, что в закрытом затворе торец клапана контактирует с торцом корпуса, торец уплотнителя с седлом корпуса, при этом между уплотнителем и упором имеется зазор, за счет герметизации внутреннего диаметра уплотнителя подвижным уплотнением, например резиновым кольцом.

На фиг.1 представлен вариант исполнения затвора пневмоклапана в положении «закрыт», на фиг.1 - узел А на фиг.1.

Затвор имеет клапан 1, в кольцевой канавке 2 которого установлен неметаллический уплотнитель 3. Уплотнитель 3 защищен от выпадания из канавки 2 упором 4. Между дном канавки 2 и уплотнителем 3 установлены упругие элементы 5. В закрытом затворе торец клапана 1 контактирует с торцом корпуса 6, а торец уплотнителя 3 с седлом корпуса 7. При этом между упором 4 и уплотнителем 3 имеется гарантированный зазор Б. Внутренний диаметр уплотнителя 3 загерметизирован подвижным уплотнением 8.

Затвор работает следующим образом.

Исходное положение - затвор закрыт. Входное давление рабочей среды, воздействуя на неуравновешенную площадь уплотнителя 3 совместно с упругими элементами 5, создает усилие герметизации между уплотнителем 3 и седлом корпуса 7. Зазор между уплотнителем 3 и упором 4 обеспечивает гарантированную передачу усилия герметизации от уплотнителя 3 на седло корпуса 7. Подвижное уплотнение 8 исключает проход рабочей среды в обход уплотнителя 3. Входное давление рабочей среды, воздействуя на неуравновешенную площадь клапана 1, поджимает его к торцу корпуса 6.

В открытом положении затвора уплотнитель 3 упругими элементами 5 поджимается к упору 4.

При резком закрытии затвора ударная инерционная сила, определяемая массой клапана 1, передается на торец корпуса 6, не воздействуя на седло корпуса 7. Ударная инерционная сила уплотнителя 3 не превышает допустимых значений вследствие его малой массы и вследствие поглощения энергии удара упругими элементами 5.

Конструкция затвора с подвижным уплотнением в виде резинового кольца реализована в отсечном клапане DN 120, который выдержал испытания в специальной установке с расходом воздуха до 150 кг/с при давлении до 230 кгс/см² (ударные нагрузки на затвор при отсечке потока воздуха до 10⁵ кгс).