3 семестр / Учебники / Изображение коммутационных элементов...(Косточка А.В

Затвор имеет плоскую поверхность клапана и седла. Для лучшего уплотнения на шейку затвора надевается резиновая прокладка 2, которая соприкасается с седлом. Затвор 3 и шпиндель 4 изготовлены как отдельные детали. К коническому хвостовику шпинделя 4 затвор 3 крепится обжатием. Закрытие и открытие проходного отверстия, а следовательно, поднятие и опускание затвора осуществляются путем осевого перемещения шпинделя 4 при ввинчивании его в резьбу крышки 6. Шпиндель вращают с помощью маховика 10. Для предотвращения просачивания рабочей среды через подвижное соединение шпинделя с крышкой служит сальниковое уплотнение, состоящее из шайбы 7, набивки 8, нажимной втулки 9 и накидной гайки 11. Резьбовое соединение крышки и корпуса уплотняется прокладкой 5.

21

Открывание клапана происходит при вращении маховика 12 против часовой стрелки. Крепление затвора 2 и шпинделя – разъемное, с помощью шплинта 3.

Рис. 3.4. Клапан угловой тарельчатый: 1 – корпус; 2 – штуцер; 3 – штуцер; 4 – фланец; 5 – втулка; 6 – кольцо; 7 – гайка накидная; 8 – втулка нажимная; 9 – маховичок; 10 – шпиндель; 11 – фланец; 12 – затвор; 13 – втулка резьбовая; 14 – шпилька; 15 – гайка; 16 – кольцо уплотнительное (набивка сальниковая)

Клапаны угловые. Клапан угловой тарельчатого типа показан на рис. 3.4. Рабочая среда (жидкость или газ) движется снизу через отверстие в штуцере 2, при открытом положении затвора 12 она попадает в выходное отверстие штуцера 3. При этом направление потока жидкости меняется на 90°. Втулка 5 является одновременно седлом клапана, которое соприкасается при закрывании с затвором 12. Между седлом и затвором имеется прокладка 18, обеспечивающая герметичность вентиля в затворе. Перемещение затвора в вер-

22

тикальном направлении производится вращением маховика 9, посаженного на квадратный конец шпинделя 10. Сальниковое уплотнение представляет собой набивку из асбестового шнура 16 прямоугольного сечения. Набивка, прижимаемая сверху втулкой 8, плотно прилегает к шпинделю. При завинчивании гайки 7 сжатие набивки увеличивается.

Характерней особенностью тарельчатых клапанов является то, что затвор (тарелка) изготавливается как отдельная деталь и крепится к шпинделю с помощью подвижного соединения. При этом тарелка садится на седле без вращения, что значительно увеличивает срок службы прокладок.

Клапаны игольчатые. Клапаны угловые игольчатого типа с затвором, изготовленным как одно целое со шпинделем, показаны на рис. 3.5 и 3.6. Преимущество игольчатых клапанов заключается в большей возможности регулировать подачу рабочей среда (дросселировать). Клапаны, показанные на рис. 3.5 и 3.6, имеют небольшую пропускную способность рабочей среды, так как конический (игольчатый) затвор (коническая поверхность на шпинделе) не может быть большого диаметра.

Преимущество данной конструкции – простота в изготовлении. Недостатком можно считать то, что при износе резьбы в корпусе 1 весь клапан приходит в негодность.

В клапанах игольчатого типа необходимо, чтобы существовала строгая соосность между резьбой шпинделя, уплотнительной поверхностью затвора, резьбой, куда ввинчивается шпиндель, и седлом, в противном случае не будет плотной посадки конической части затвора клапана.

Для обеспечения лучшей герметичности и более длительной эксплуатации в игольчатых клапанах затвор изготовляют из более твердого материала, чем материал седла.

На рис. 3.7 показан игольчатый клапан другой конструкции. Данный клапан имеет большую пропускную способность рабочей среды за счет другой конструкции затвора с большим диаметром уплотнительной поверхности, а следовательно, с увеличенными отверстиями для входа и выхода рабочей среды.

Преимущество данной конструкции в сравнении с показанной на рис. 3.6 является возможность замены переходной втулки при износе на ней рабочей резьбы. Шпиндель можно продолжать экс-

23

плуатировать, если с учетом его несколько износившейся резьбы изготовить новую переходную втулку.

Рис. 3.5. Клапан угловой игольчатый: 1 – корпус; 2 – гайка накидная; 3 – втулка нажимная; 4 – шпиндель; 5 – рукоятка; 6 – штуцер; 7 – прокладка;

8 – гайка; 9 – шайба; 10 – втулка уплотнительная

На рис. 3.8 и 3.9 показаны клапаны игольчатого типа, у которых затвор и шпиндель изготовлены как отдельные детали.

При изготовлении затвора как отдельной детали имеется возможность значительно увеличить диаметры уплотнительных поверхностей и, следовательно, диаметры входных и выходных отверстий для пропускания большего объема рабочей среды. При

24

этом сохраняется важное преимущество игольчатого клапана – возможность регулировать (дросселировать) подачу рабочей среды.

Клапан, показанный на рис. 3.8, имеет затвор 2 в виде шестигранника и навинчивается на шпиндель 5.

При вращении шпинделя затвор 2 навинчивается на его резьбу и совершает осевое перемещение, открывая или закрывая проходное отверстие клапана для прохождения рабочей среды. Вращаться затвор не может, так как снаружи он изготовлен в виде шестигранника и вставляется в шестигранное отверстие втулки 3.

25

к затвору шариком 3. Перекрытие подачи рабочей среды осуществляется путем осевого перемещения шпинделя и вместе с ним затвора, что происходит при вращении от маховика 11 шпинделя 5, и ввинчивании резьбы шпинделя в резьбу втулки 7.

При износе резьбы втулка 7 может быть заменена. Остальные детали могут эксплуатироваться и дальше.

Для плотной посадки конической поверхности затвора 2 на коническую поверхность седла, резьбу втулки и входящую в нее резьбу шпинделя изготавливают с небольшим зазором.

Данная конструкция позволяет легко заменить затвор (грибок) новым, если последний в процессе эксплуатации износился.

Клапан шарикового типа показан на рис. 3.10. Здесь затвор в виде шарика 10 вмонтирован в шпиндель 9 и крепится в нем путем обжатия. Данная конструкция клапана применяется при относительно небольшой подаче рабочей среды и в основном как запорное устройство. Шарик должен иметь твердость более высокую, чем твердость материала седла.

Подача рабочей среды или ее перекрытие происходит при осевом перемещении шпинделя и затвора, она осуществляется при вращении шпинделя и ввинчивании его резьбы в резьбу корпуса. Шпиндель вращается с помощью маховика 6.

На рис. 3.11 показан клапан, применяемый для подачи ртути в систему. В боковое отверстие корпуса 1 подается ртуть. Количество ее регулируется шпинделем 5, конец которого выполнен в виде клапана, имеющего форму параболоида вращения, что дает возможность дозировать подачу. При отключении подачи ртути клапан упирается в седло конический буртиком. Это обеспечивает необходимую герметичность, поскольку ртуть не смачивает металлы. Регулировка подачи и ее отключение осуществляется перемещением шпинделя посредством рукоятки 11 и стакана 10, надетого на квадратный выступ шпинделя. Перемещение шпинделя фиксируется шкалой 9.

К корпусу при помощи шпилечных соединений 3, 4 прикрепляется стойка 2, служащая одновременно крышкой, прокладка 18 и специальные кольцевые канавки на корпусе и стойке обеспечивают герметичность неподвижного соединения.

27

•возможность использования клапанов при высоких и криогенных температурах, в агрессивных средах, в условиях высоких температур, в радиационных полях;

•долговечность в работе, простота обслуживания, так как не требуется поджатия и смазки сальниковой набивки.

Из недостатков сильфонных клапанов можно отметить следующее:

•высокая стоимость (приблизительно в 2–10 раз дороже) по сравнению с другими конструкциями;

•невозможность ремонта клапана без его демонтажа;

•возникновениеаварийной ситуациипри разрушении сильфона. Для предотвращения аварии в некоторых конструкциях силь-

фонных клапанов (например, в системах трубопроводов АЭС) применяют дублирующие сальниковые уплотнения.

Типичные конструкции сильфонных клапанов небольших проходных сечений приведены на рис. 3.12–3.15.

Клапан, показанный на рис. 3.12 работает следующим образом. При вращении маховика 2 вращается также резьбовая втулка 3, которая расположена между накидной гайкой 4 и неподвижной втулкой, и поэтому не может перемещаться поступательно. Шток 1 не может вращаться, однако может двигаться поступательно благодаря наличию в нем шпонки и шпоночного паза во втулке. При вращении маховика, следовательно, шток 1 перемещается только поступательно, закрывая и открывая проходное отверстие. Сильфон приварен (припаян) одним концом к штоку, другим – к втулке. Это обеспечивает герметичность между подвижным штоком и не подвижной втулкой. Герметичность между втулкой и корпусом обеспечена с помощью прокладки 5. Шток имеет левую резьбу, чтобы при вращении маховика по часовой стрелке вентиль закры-

вался.

Аналогичным образом работают клапаны, показанные на рис. 3.13 и 3.14. В клапане на рис. 3.13 затвор 8, изготовленный из полимерного материала, имеет сферическую уплотнительную поверхность, и поэтому клапан может служить в качестве регулирующего.

29