клапан с линейным приводом

Формула изобретения

Клапан с линейным приводом, содержащий корпус с проточной частью, входной и выходной патрубки, подвижный управляющий элемент в виде трубы с седлом, уплотнительный элемент, расположенные на одной оси, линейный привод, шток привода, совершающий возвратно-поступательное движение, возвратную пружину, отличающийся тем, что связь штока привода с управляющим элементом выполнена посредством гибкого малорастяжимого элемента с возможностью перемещения управляющего элемента к уплотнительному элементу и обратно.

Описание изобретения к патенту

Предполагаемое устройство относится к машиностроению, и в частности к арматуростроению. Оно может быть использовано для управления потоками жидких и газообразных сред в трубопроводах.

Известны клапаны с линейным приводом, содержащие корпус с седлом, входным и выходным патрубками, запорный орган, расположенный концентрично седлу корпуса, линейный привод.

В патенте РФ № 2143563, МПК F01D 17/10, F16K 31/143 описан пневмоклапан, содержащий корпус с седлом, клапан с уплотнителем (управляющим элементом), проточную часть, поршневой пневмопривод (линейный привод) с щелевым уплотнением поршня и штока, установленный непосредственно в проточную часть и управляемый с помощью рабочей среды.

В патенте РФ № 30908, МПК F16K 1/12 описан запорный клапан, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, запорный орган (управляющий элемент) с пневмоприводом (линейным приводом), выполненным в виде размещенного в силовой полости, образованной в корпусе, поршня и взаимодействующего с ним штока.

Из всех устройств аналогичного назначения самым близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является золотниковый клапан, описанный в патенте WO 02/086361, A1 F16K 1/12, 17.04.2002. Он содержит корпус с проточной частью, входной и выходной патрубки, подвижную герметизирующую трубу (управляющий элемент) с седлом, уплотнительный элемент, привод (линейный привод), рычаг для перемещения герметизирующей трубы (управляющего элемента).

Данный клапан достаточно надежен, однако связь линейного привода с управляющим элементом посредством рычага накладывает на конструкцию клапана существенное ограничение, а именно ось линейного привода должна быть параллельна оси управляющего элемента. В противном случае происходит увеличение нагрузки на шарнир, вокруг которого поворачивается рычаг, в результате чего данный шарнир быстро изнашивается, а клапан перестает выполнять свое функциональное назначение, т.е. в устройстве не достигается технический результат, выраженный в повышении надежности клапана.

Технический результат, достигаемый при осуществлении предлагаемого изобретения, - повышение надежности клапана при управлении потоками рабочих сред, содержащих значительное количество посторонних включений, за счет применения предлагаемой связи между штоком привода и управляющим элементом, исключающей влияние шарнира на надежность клапана.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном клапане с линейным приводом, содержащем корпус с проточной частью, входной и выходной патрубки, подвижный управляющий элемент в виде трубы с седлом, уплотнительный элемент, расположенные на одной оси, линейный привод, шток привода, совершающий возвратно-поступательное движение, возвратную пружину, связь штока привода с управляющим элементом выполнена посредством гибкого малорастяжимого элемента с возможностью перемещения управляющего элемента к уплотнительному элементу и обратно.

В результате проведенного поиска по источникам научно-технической и патентной информации не были обнаружены конструкторские решения, совокупность существенных признаков которых аналогична предлагаемому изобретению и обеспечивает достижение такого же технического результата. Реализация заявленного клапана с линейным приводом реально осуществима в условиях обычного машиностроительного предприятия. Таким образом, можно отметить, что предлагаемое изобретение представляет собой решение технической задачи, является новым, обеспечивает промышленную применимость и обладает изобретательским уровнем.

Суть предлагаемого изобретения поясняется на нижеследующей фигуре.

На фигуре изображено устройство клапана с линейным приводом в разрезе.

Клапан с линейным приводом (фиг.) содержит корпус 1 с проточной частью, входной 11 и выходной 12 патрубки, линейный привод 2. Внутри корпуса 1 установлены управляющий элемент 3 с выполненным на нем седлом, уплотнительный элемент 4, уплотнительные кольца 5, возвратная пружина 7. Внутри линейного привода 2 установлен поршень 6 со штоком 9 привода. Шток 9 привода связан с управляющим элементом 3 посредством гибкой струны 10, перекинутой через направляющий ролик 6. Патрубок 8 предназначен для подачи управляющей среды в линейный привод 2.

Клапан работает следующим образом. В полость 11 входного патрубка корпуса 1 клапана подается рабочая среда. Пружина 7 прижимает управляющий элемент 3 к уплотнительному элементу 4, чем разобщает полости 11 и 12. Уплотнительные кольца 5 обеспечивают герметизацию в соединении корпус 1 - управляющий элемент 3. При подаче управляющей среды в патрубок 8 поршень 6 со штоком 9 привода совершает поступательное движение и посредством гибкой струны 10, перекинутой через направляющий ролик 6, перемещает управляющий элемент 3 от уплотнительного элемента 4, сжимая при этом возвратную пружину 7. Рабочая среда из полости 11 входного патрубка перетекает в полость 12 выходного патрубка. При сбросе управляющей среды из линейного привода 2 через патрубок 8 возвратная пружина 7 перемещает управляющий элемент 3, поршень 6 и шток 9 привода в исходное положение. Полости 11 и 12 разобщаются.

Именно такая конструкция клапана с линейным приводом, содержащая корпус с проточной частью, входной и выходной патрубки, подвижный управляющий элемент в виде трубы с седлом, уплотнительный элемент, расположенные на одной оси, линейный привод, шток привода, совершающий возвратно-поступательное движение, возвратную пружину, а связь штока привода с управляющим элементом выполнена посредством гибкого малорастяжимого элемента с возможностью перемещения управляющего элемента к уплотнительному элементу и обратно, обеспечивает технический результат, направленный на повышение надежности клапана при управлении потоками рабочих сред, содержащих значительное количество посторонних включений.

Для проверки работоспособности клапан с линейным приводом был установлен в систему очистки воды установки для мойки автомобилей. До этого в систему был установлен клапан марки КЭО. Замена его была обусловлена частыми жалобами обслуживающего персонала на недостаточную надежность клапана при работе с водой со значительным содержанием посторонних включений. В результате опытной эксплуатации не было выявлено ни одного случая отказа клапана с линейным приводом описанной конструкции, что подтверждает правильность предложенного технического решения.

В качестве примеров конкретного выполнения можно сообщить следующее: корпусные части клапана могут быть изготовлены из стали 40X13, 08Х18Н10Т. Реализация клапана с линейным приводом возможна в условиях обычного машиностроительного предприятия на универсальном оборудовании.

Как видно из вышеописанного, именно конструктивные особенности предлагаемого изобретения способствуют повышению надежности клапана при управлении потоками рабочих сред, содержащих значительное количество посторонних включений.