Что такое сильфонный клапан

ПО «Нефтехимавтоматика» более 10 лет работает на рынке трубопроводной арматуры. Основные потребители продукции — отечественные предприятия нефтеперерабатывающей, газодобывающей, химической и пищевой промышленности. Мы предлагаем продукцию на максимально выгодных условиях и всегда выполняем договорные обязательства.

Наименование	Корпус	Цена (руб.) от
14нж17п Клапан запорный сильфонный нержавеющий	Сталь	По запросу
14нж17ст Клапан запорный сильфонный нержавеющий	Сталь	По запросу
14нж17ст1 Клапан запорный сильфонный нержавеющий	Сталь	По запросу
14нж17ст10 Клапан запорный сильфонный нержавеющий	Сталь	По запросу
14нж17ст19 Клапан запорный сильфонный нержавеющий	Сталь	По запросу
14нж19п Клапан запорный сильфонный нержавеющий	Сталь	По запросу
14нж19ст Клапан запорный сильфонный нержавеющий	Сталь	По запросу
14нж20п Клапан запорный сальниковый нержавеющий	Сталь	По запросу
14нж917п Клапан запорный сильфонный нержавеющий	Сталь	По запросу
14нж917ст Клапан запорный сильфонный нержавеющий	Сталь	По запросу
14с17п Клапан сильфонный запорный стальной	Cталь	По запросу
14с17п30-1 Клапан запорный сильфонный стальной	Cталь	По запросу
14с17ст Клапан запорный сильфонный стальной	Cталь	По запросу
14с17ст3 Клапан запорный сильфонный стальной	Cталь	По запросу
14с917ст Клапан запорный сильфонный стальной	Cталь	По запросу
15нж66нж Клапан запорный проходной сильфонный нержавеющий	Сталь	По запросу
15нж66п Клапан запорный проходной сильфонный нержавеющий	Сталь	По запросу
15с66нж Клапан запорный сильфонный с дублирующим сальником	Сталь	По запросу
15с66п Клапан запорный сильфонный угловой с дублирующим сальником	Cталь	По запросу

Запорные сильфонные клапаны

Основная особенность данного типа вентилей заключается в наличии специального сильфонного узла. Его основной элемент (сильфон) представляет собой гофрированную трубку, которая в ходе работы может изменять свою форму (благодаря деформации гофров). Верхняя часть трубки соединяется с корпусом, нижняя – со штоком либо запорным элементом. Такая конструкция полностью исключает выход рабочего вещества за пределы арматуры.

ПО «Нефтехимавтоматика» специализируется на поставках трубопроводной арматуры, предлагая большой выбор продукции. Каталог компании включает сильфонные клапаны с различными рабочими характеристиками, типами подсоединения и габаритными размерами.

Вне зависимости от указанных параметров каждый клапан проходит предпродажные испытания, в ходе которого удается установить соответствие арматуры требованиям регламентирующих документов.

Цапковые сильфонные клапаны

Цапковое соединение всегда считалось надежным вариантом для подключения запорных вентилей с небольшим диаметром проходного сечения. Его основными преимуществами считаются разъемность (возможность демонтажа), простота установки, высокий уровень герметичности.

Цапковое соединение подразумевает подключение патрубков посредством наружной резьбы и дополнительных буртов. Бурты являются выгодной особенностью данного варианта и делают подключение более герметичным.

В каталоге компании сильфонные запорные клапаны с цапковым соединением представлены следующими моделями:

14нж17п, 14нж917п, 14с17п, 14с17п30-1.

Корпуса клапанов 14нж17п и 14нж917п изготовлены из нержавейки, корпуса вентилей 14с17п, 14с17п30-1 – из углеродистой стали.

Фланцевые сильфонные клапаны

Фланцевое соединение подразумевает подключение вентиля с помощью фланцевой части корпуса и крепежных болтов. При установке фланцевого вентиля очень высокие требования выдвигаются относительно фиксации болтов. При недостаточной затяжке крепежа можно не добиться нужной герметичности, при чрезмерно большой – деформировать фланцевую часть. Это основной недостаток способа, который решается использованием специального инструмента.

ПО «Нефтехимавтоматика» предлагает фланцевые сильфонные вентили с корпусом из:

Углеродистой стали: 14с17ст, 14с17ст3, 14с917ст.

Нержавеющей стали: 14нж17ст, 14нж17ст1, 14нж17ст10, 14нж17ст19, 14нж917ст, 15нж66нж, 15нж66п, 15нж66п4, 15с66нж.

Достоинством указанных моделей выступает отсутствие вероятности протечек, ремонтопригодность, универсальность.

Штуцерные сильфонные клапаны

Данная арматура представлена в компании такими моделями:

15с66п, 14нж19ст, 14нж19п.

Все они имеют сравнительно небольшой диаметр проходного отверстия (Ду6 – Ду50), при этом отличаются надежностью и долговечностью. Входной и выходной патрубки штуцерных вентилей оснащены наружной резьбой, с помощью которой и происходит подключение к магистрали.

Основное различие между вышеуказанными видами заключается в рабочем давлении, типах среды, размерах, материале корпуса (обычная либо нержавеющая сталь) и стоимости.

Сильфонные клапаны под приварку

Главными преимуществами сварного соединения выступает герметичность и отсутствие необходимости обслуживания. Поэтому, применение запорных вентилей под приварку актуально в случаях, где утечки рабочего вещества недопустимы, либо в трубопроводных магистралях с большой протяженностью, где затруднен процесс обслуживания арматуры.

Для сварки вентилей необходимо привлечение сварщиков с высокой квалификацией, поскольку к сварным швам трубопровода выдвигаются повышенные требования. Перед подключением требуется тщательная зачистка поверхностей под приварку.

Сильфонные вентили: назначение, сфера применения, преимущества

Сильфонные клапаны устанавливается в трубопроводных магистралях для полной остановки транспортируемого вещества с целью выполнения технологического процесса. Благодаря герметичности, надежности и прочим достоинствам они могут быть использованы для транспортировки воды, нефти, нефтепродуктов, агрессивных и газообразных сред.

Стоит отметить, что при использовании устройства в системах с агрессивными веществами, предпочтение нужно отдавать конструкциям с нержавеющим корпусом. Нержавеющая сталь гораздо лучше противостоит действию таких сред и более устойчива к коррозионным процессам.

Сильфонные вентили имеют климатическое исполнение – У (умеренный климат), что позволяет использовать арматуру в различных регионах страны. Минимально допустимая температура окружающей среды для них составляет -40 градусов по Цельсию, максимальная +40.

Область их применения охватывает следующие промышленности:

• нефтеперерабатывающую;
• химическую;
• газодобывающую;
• пищевую;
• металлургическую;
• энергетическую;
• целлюлозно-бумажную.

Основными плюсами сильфонных клапанов можно назвать:

• герметичность. По этому параметру сильфонные конструкции значительно выигрывают у сальниковых;
• простая конструкция;
• ремонтопригодность;
• высокое качество используемых материалов;
• большой выбор. В каталоге ПО «Нефтехимавтоматика» представлено несколько десятков моделей, каждая из которых имеет свои характеристики и ряд типоразмеров.

Запорные сильфонные клапаны: принцип действия, способы управления

Наиболее ответственными элементами конструкции сильфонного вентиля выступает корпус, крышка и сильфон.

Для приведения устройства в действие требуется вращение маховика (создание крутящего момента). В целом, алгоритм работы построен на преобразовании вращательного движения маховика в линейное перемещение штока. Шток жестко связан с запорным элементом (золотником), что и позволяет осуществлять управлять работой устройства.

При перемещении штока вверх золотник также поднимается, освобождая пропускное отверстие и не препятствуя прохождению рабочего вещества (положение «открыто»). Для отсекания потока маховик нужно вращать в противоположную сторону, что приводит к опусканию золотника и полному перекрытию проходного отверстия (положение «закрыто»).

Важно! Линейное перемещение штока осуществляется внутри сильфона, который может изменять свою длину за счёт деформации гофров. Такая конструктивная особенность исключает протечки и обеспечивает изоляцию основных элементов вентиля от рабочей среды. В итоге они отрабатывают гораздо больший ресурс.

Управляться сильфонные клапаны могут двумя способами: ручным и автоматическим.

Первый вариант подразумевает вращение маховика оператором вручную. Суть второго способа сводится к комплектации устройства электрическим приводом, который вращает маховик без непосредственного участия оператора.

К неоспоримым преимуществам автоматического способа можно отнести исключение человеческого фактора, более высокую скорость срабатывания и повышение безопасности эксплуатации системы, поскольку здесь нет необходимости добираться до места работы вентиля.

К достоинствам ручного варианта можно отнести меньшую стоимость изделия. Также, при большом усилии вращения маховика ручные сильфонные клапаны оснащаются специальным редуктором, заметно упрощающим процесс управления.

Запорные сильфонные клапаны от «Нефтехимавтоматика»

Приобретение запорных клапанов в нашей компании гарантирует ряд важных преимуществ. Мы имеем высокую репутацию среди крупнейших потребителей трубопроводной арматуры, о чем свидетельствуют многочисленные благодарственные письма.

Мы всегда предоставляем только качественную продукцию по справедливым ценам и будем рады пополнить список постоянных клиентов.

Подписывайтесь на нас
в социальных сетях:

Изобретение относится к области трубопроводной арматуры и может быть использовано в химической, энергетической, нефтегазовой и других отраслях промышленности.

Известна трубопроводная арматура, устанавливаемая на трубопроводах и емкостях, предназначенная для управления (перекрытия, регулирования, распределения, смешивания, фазоразделения) потоком рабочей среды (жидких, газообразных, газожидкостных, порошкообразных, суспензий и т.п.) путем изменения площади проходного сечения [ГОСТ Р 52720-2007].

Известны клапаны, у которых запирающий или регулирующий элемент перемещается параллельно оси потока рабочей среды [ГОСТ Р 52720-2007].

Известны запорные клапаны (вентили) — запорная и регулирующая арматура, конструктивно выполненная в виде клапана, в которых запирающий элемент перемещается параллельно оси потока рабочей среды.

Запорные клапаны, как и другие виды запорной арматуры, применяются для полного перекрытия проходного сечения, а, следовательно, потока рабочей среды.

Запирающий элемент, которым в запорном клапане чаще всего является золотник, в процессе эксплуатации запорного клапана обычно находится в крайних положениях «открыто» или «закрыто».

Для регулирования расхода среды путем изменения проходного сечения успешно применяются регулирующие клапаны, также существуют и запорно-регулирующие клапаны, совмещающие эти функции.

До 1982 года (до вступления силу ГОСТ 24856-81, который в настоящее время заменен на ГОСТ Р 52720-2007) клапаны, в которых затвор перемещается при помощи резьбовой пары шпиндель — ходовая гайка, назывались вентилями, однако это наименование было упразднено.

Сейчас клапаном называют и арматуру с резьбовым шпинделем (передающим крутящий момент от привода), и арматуру с гладким штоком (передающим поступательное усилие от привода).

Клапаны вентильного типа управляются вручную или электроприводом, а клапаны с гладким штоком — гидро-, пневмо- или электромагнитным приводом, а также механическим приводом от других устройств.

Запорные клапаны с быстродействующими поршневыми пневматическими приводами входят в состав защитной арматуры и носят название отсечные.

Клапаны широко распространены как запорная арматура, что объясняется возможностью обеспечения хорошей герметизации в запорном органе при сравнительной простоте конструкции.

Клапаны применяются для жидких и газообразных сред с широким диапазоном рабочих параметров: давления — от вакуума 5⋅10 -3 мм рт.ст. до 250 МПа, температуры — от -200 до +600°C и используются на трубопроводах относительно небольших диаметров, так как в случае больших размеров приходится иметь дело с существенным возрастанием усилий для управления клапаном и усложнять конструкцию для обеспечения правильной посадки затвора на седло корпуса.

Известна сильфонная арматура, уплотнение подвижных элементов относительно внешней среды в которой обеспечивается сильфонным узлом, главным элементом которого является сильфон — гофрированная трубка.

Металлический сильфон при помощи сварки или пайки соединяется с верхними или нижними кольцами (или деталями другой формы), образуя так называемую сильфонную сборку.

Сильфонная сборка своей верхней частью неподвижно и герметично соединяется с корпусными деталями арматуры, а нижней — со штоком или золотником клапана, перекрывая таким образом возможность выхода рабочей среды во внешнюю через средства герметизации подвижного штока.

Поступательное перемещение штока для управления золотником происходит внутри сильфона, который может изменять свою длину за счет деформации гофров сильфона.

Сильфонные клапаны (клапаны сильфонные) обычно используются для работы с такими средами, утечка которых в окружающую среду недопустима.

Преимуществом сильфонных клапанов перед сальниковыми является исключение утечки рабочей среды в атмосферу в пределах срока службы сильфонного узла, что достигается путем существенного усложнения конструкции и соответственно более высокой стоимости клапана, но ремонт сильфона клапана при его усталостном разрушении представляет собой сложную операцию по замене сильфонной сборки, поэтому в таких случаях клапан необходимо менять на новый.

Известен вентиль, содержащий корпус, шток с запорным органом, соединенный со шпинделем и удерживаемый от проворота штифтом, установленным в отверстии запорного органа и обоими концами, контактирующего с продольными пазами в сильфонной втулке [Справочник конструктора трубопроводной арматуры. — Л.: Машиностроение, 1987, стр. 91, рис. 2.34].

Недостатком данного вентиля являются его большие габариты из-за некомпактного расположения основных узлов, в том числе узла соединения шпинделя со штоком и сильфонного узла, а также большое количество деталей, снижающих надежность работы вентиля.

Известен клапан, содержащий корпус, крышку, втулку с сальниковым узлом, шток, соединенный штифтом с запорным органом, и нажимную сальниковую втулку с наружными выступами, размещенными в пазах крышки, и с продольным пазом, в котором установлена шпонка, связанная со штоком и удерживающая его от вращения [SU №1687980, F16K 1/00, 29.06.89].

Известен клапан, содержащий корпус, крышку, втулку, сильфон, стакан и запирающий элемент, соединенный со штоком при помощи штифта [RU №26623, F16K 1/00, 30.05.2002].

Недостатком вышеуказанных устройств является недостаточная надежность соединения штока с запорным органом из-за отсутствия ограничения от выпадения соединительного штифта под воздействием потока рабочей среды в трубопроводе и передачи осевого усилия на штифт при закрытии клапана.

Известен сильфонный клапан, содержащий корпус, шток, сильфон, запорный орган и сильфонную втулку с продольными пазами, в которые вставлен штифт, связанный со штоком и удерживающий его от вращения [RU 28904, F16K 1/50, 19.12.2002].

Недостатком RU 28904 является то, что запорный орган соединен при помощи сварки с сильфоном и жестко соединен со штоком, что исключает возможность его замену при ремонтах арматуры и ненадежно ограничивает рабочий ход запорного органа из-за того, что штифт в положении "открыто" упирается в торец вращающейся втулки.

В обычных конструкциях сильфонных клапанов без втулок при их ремонте корпус клапана необходимо подвергать шлифовке, что является весьма сложным и трудоемким процессом без вырезки из трубопровода. При этом после шлифовки увеличивается зазор между золотником и корпусом, что приводит к ухудшению центровки золотника, повышению вероятности перекоса золотника при рабочем ходе и соответственно к нарушению герметичности клапана в положении "закрыто".

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату аналогом (прототипом) является клапан сильфонный, содержащий корпус, запорный орган и шток, герметизированный сильфоном, который соединен с корпусом сильфонной втулкой, имеющей одинаковые по длине и вытянутые вдоль оси штока продолговатые отверстия для концов штифта, установленного перпендикулярно оси штока для прикрепления в нему запорного органа. Продолговатые отверстия в сильфонной втулке выполнены в виде пазов для движения концов штока и расположены со стороны нижнего торца сильфонной втулки, которая охватывает сильфон и место соединения штока с запорным органом, расположенное ниже уровня сильфона на длину этих продолговатых пазов. При этом верхние стенки продолговатых пазов ограничивают рабочий ход клапана в положении "ОТКРЫТО", а штифт установлен под углом 90° к оси патрубков клапана сильфонного в отверстия в запорном органе и совмещенного с ними отверстия в штоке, которое выполнено вытянутым в направлении сильфона вдоль оси штока так, что образует при нахождении в нем штифта гарантированный зазор [RU 2250404 F16K 1/50 F16K 1/48. Опубл. 20.04.2005 (прототип)].

Недостатком сильфонного клапана RU 2250404 (прототипа) является я необходимость выполнения сильфонной втулки толстостенной с продольными пазами, в которых двигаются концы штифта для исключения вращение золотника и скручивания сильфона при перемещении клапана, а также одновременный износ внутренней поверхности сильфонной втулки и боковой поверхности золотника при открытии/закрытии клапана, что, с одной стороны, приводит к увеличению усилия на приводе для обеспечения перемещений золотника, а, с другой стороны, к появлению необходимости одновременной замены износившейся пары трения золотник-втулка, для чего приходится менять и весь сильфонный узел целиком и втулку.

В известных конструкциях сильфонных клапанов с сильфонными втулками, например, по RU 2250404 (прототип), необходимо при ремонте менять всю одинаково изнашиваемую пару втулка-запорный орган и сильфонный узел, что по стоимости практически сопоставимо со стоимостью нового сильфонного клапана.

Задачей изобретения является устранение недостатков известных конструкций сильфонных клапанов, повышение надежности функционирования и ремонтопригодности сильфонного клапана.

Технический результат, получаемый при промышленной реализации и использовании изобретения — повышение надежности функционирования и ремонтопригодности сильфонного клапана.

Отличительной характерной особенностью предлагаемого сильфонного клапана является наличие запрессовываемой в корпус гильзы, внутри которой перемещается золотник и с внутренней поверхностью которой контактируют при перемещении золотника внутри гильзы кольцевые наплавки из износостойкого материала на поверхности золотника в местах контакта золотник-гильза.

Гильзу выполняют тонкостенной, не подвергающейся скручивающим усилия и работающей внутренней поверхностью только на износ, конструктивно не связанной с сильфонным узлом, самой дорогой частью сильфонного клапана.

Наличие кольцевых наплавок из износостойкого материала на поверхности золотника в местах контакта золотник-гильза предотвращает износ золотника и обеспечивает преимущественный износ внутренней поверхности гильзы в местах контакта золотник-гильза, поэтому при требуемой замене изношенной гильзы нет необходимости в замене всей сильфонной сборки и/или золотника, что существенно упрощает, ускоряет и удешевляет ремонт, повышает ремонтопригодность сильфонного клапана и обеспечивает возможность повышения герметичности клапана после ремонта без замены запорного органа.

При ремонте изношенную гильзу из корпуса выпрессовывают за нижний торец, поскольку ее посадка в корпус легкопрессовая и для извлечения гильзы из корпуса нужны минимальные усилия.

Характерными конструктивными особенностями исполнения гильзы в изобретении является наличие диаметрально расположенных в боковых стенках сквозных отверстий, сообщающихся с выполненными на наружной поверхности гильзы выемками, обеспечивающими переток рабочей среды из надзолотникового пространства в патрубок отвода рабочей среды, что повышает надежность функционирования клапана и исключает повреждение сильфонного узла и корпуса клапана при герметичном перемещении золотника внутри гильзы при открытии клапана и при разогреве рабочей среды в надзолотниковом пространстве.

Поставленная задача решается, а требуемый технический результат достигается тем, что в клапане сильфонном, содержащем корпус с патрубками подвода и отвода рабочей среды, крышку, герметизированный сильфоном шток и запорный орган в виде подвижно прикрепленного к штоку золотника, согласно изобретения внутри корпуса установлена гильза с возможностью перемещения в ней золотника, а на поверхности золотника в местах контакта золотника с гильзой выполнены кольцевые наплавки из износостойкого материала.

Гильза выполнена тонкостенной, не подвергающейся скручивающим усилиям и работающей внутренней поверхностью на износ в местах контакта с золотником и установлена в корпус легкопрессовой посадкой.

В боковых стенках гильзы выполнены сквозные отверстия, сообщающиеся с выемками на наружной поверхности гильзы, выполненными с обеспечением возможности перетока рабочей среды из надзолотникового пространства в патрубок отвода рабочей среды при перемещении золотника внутри гильзы при открытии клапана и/или при разогреве рабочей среды в надзолотниковом пространстве.

Золотник прикреплен к штоку посредством диаметрального отверстия в нижней части штока, двух диаметральных отверстий в боковых стенках золотника и сопрягаемого с ними штифта, при этом диаметральные отверстия в боковых стенках золотника преимущественно выполнены расположенными между кольцевыми наплавками из износостойкого материала.

Клапан сильфонный может содержать механический привод, электропривод, гидропривод, пневмопривод, электромагнитный привод или быстродействующиий поршневой пневматический привод.

Крышка клапана может быть выполнена в виде крышки-стойки с возможностью присоединения к ней привода.

Клапан сильфонный преимущественно изготавливают из коррозионо-стойкой стали аустенитного класса, например, из стали 08Х18Н10Т по ГОСТ 563.

Износостойкие кольцевые наплавки на поверхности золотника в местах контакта золотника с гильзой выполняют из более износостойкого материала, чем материал гильзы.

В качестве износостойкого материала при изготовлении износостойких наплавок на поверхности золотника может быть использован материал ЦН-6 или ЦН-12М по ГОСТ 10051-75 или иной стойкий к коррозии и задиранию износостойкий материал.

Краткое описание чертежей

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами сильфонного клапана в сборе и в разнесенном виде, а также чертежами отдельных деталей и узлов, на которых показаны золотник 1, гильза 2, корпус 3, сильфонный узел в сборе 4, крышка-стойка привода 5, привод 6, шпильки прижима стойки привода к корпусу 7, шайбы крепления стойки к корпусу 8, гайки крепления стойки к корпусу 9, шпильки крепления привода к стойке 10, шайбы крепления привода к стойке 11, гайки крепления привода к стойке 12, штифт крепления золотника к сильфонному узлу 13, диаметрально расположенные отверстия 14 в боковых стенках золотника для штифта крепления золотника к сильфонному узлу 13, износостойкие кольцевые наплавки (концевые наплавки из износостойкого материала) 15 на боковых стенках золотника 1 в местах контакта золотник/гильза, уплотнительная наплавка 16 в месте контакта золотник/седло корпуса 3, отверстия 17 в боковых стенках гильзы 7, сообщающиеся с продольными выемками на наружной поверхности гильзы 7 для перетока рабочей среды из надзолотникового пространства в патрубок отвода рабочей среды при открытии клапана герметичном перемещении золотника внутри гильзы при открытии клапана и/или при разогреве рабочей среды в надзолотниковом пространстве в закрытом положении клапана.

На фиг. 1 показан общий вид варианта сильфонного клапана с приводом.

На фиг. 2 — сильфонный клапан с приводом в разобранном состоянии в разнесенном виде.

На фиг. 3 показано сечение сильфонного клапана без привода в сборе.

На фиг. 4 — взаимное расположение золотника, сильфонного узла и штифта крепления золотника к сильфонному узлу перед их сборкой и установкой в корпус сильфонного клапана.

На фиг. 5 — общий вид золотника с вырезом четверти, на котором показаны диаметрально расположенные отверстия для штифта крепления золотника к штоку сильфонного узла, кольцевые наплавки из износостойкого материала на поверхности золотника в местах контакта золотника с гильзой и кольцевой уплотнительной наплавкой в месте контакта золотник с седлом корпуса.

На фиг. 6 — общий вид гильзы с диаметрально расположенными сквозными отверстиями в боковых стенках, сообщающимися с выполненными на наружной поверхности гильзы пазами для перетока рабочей среды из надзолотникового пространства в патрубок отвода рабочей среды герметичном перемещении золотника внутри гильзы при открытии клапана герметичном перемещении золотника внутри гильзы при открытии клапана и/или при разогреве рабочей среды в надзолотниковом пространстве в закрытом положении клапана.

Предлагаемый сильфонный клапан, (фиг. 1, 3) изготавливается и собирается следующим образом (фиг. 2).

В корпус 3 легкопрессовой посадкой устанавливают тонкостенную гильзу 2, выполняющую функцию направляющей для золотника, функцию защитного элемента, предохраняющего корпус от износа при движении золотника в положения открыто/закрыто, а также функцию повышения герметичности и сохранения целостности конструкции и надежности функционирования в результате обеспечения возможности свободного перетока рабочей среды из надзолотникового пространства в патрубок отвода рабочей среды при герметичном перемещении золотника внутри гильзы при открытии клапана и/или при разогреве рабочей среды в надзолотниковом пространстве в закрытом положении клапана.

После запрессовки гильзы 2 в корпус 3 устанавливают сильфонный узел 4 с подвижно прикрепленным к нему золотником 1 посредством штифта 13.

Затем сверху устанавливают крышку-стойку 5 и прикрепляют ее к корпусу посредством шпилек 7, шайб 8 и гаек 9, герметизируя внутреннюю полость клапана.

Сверху на крышку-стойку 5 устанавливают привод 6, обычно, но не обязательно включающее маховик, электропривод, шарнирную муфту.

Привод 6 крепят и фиксируют на крышке-стойке привода шпильками 10, шайбами 11 и гайками 12.

Предлагаемый сильфонный клапан функционирует следующим образом.

В приводе 6 вращательное движение от двигателя или маховика в одну сторону (например, по часовой стрелке) посредством органа управления преобразуется в поступательное движение штока из верхнего положения "открыто" в нижнее положение "закрыто". При этом шток совместно с золотником перемещается в нижнее положение, нижняя торцевая часть золотника сопрягается с герметизирующей поверхностью седла корпуса и перекрывает проходное сечение корпуса, клапан закрыт.

При создании вращательного движения в приводе в противоположную сторону (например, против часовой стрелки) шток посредством органа управления совместно с золотником перемещается в верхнее положение, открывая проходное сечение корпуса, клапан открыт.

При открытии клапана часть жидкости из надзалотниковой полости перетекает через отверстия и выемки в гильзе в подзолотниковую полость и в патрубок отвода рабочей среды не препятствуя открытию клапана и сохраняя герметичность в местах контакта гильза-золотник.

Предлагаемый сильфонный клапан ремонтируют следующим образом.

После снятия крышки-стойки привода и извлечения сильфонного узла проводят деффектацию состояния поверхностей пары трения гильза-золотник, а именно определяется степень износа внутренней поверхности гильзы в результате контакта с нею неизнашиваемой поверхностью кольцевых наплавок из изностостойкого материала на золотнике.

В случае наличия недопустимого износа внутренней поверхности гильзы ее извлекают за нижний торец и легкопрессовой посадкой устанавливают в корпус новую гильзу, после чего собирают сильфонный клапан целиком.

В результате большой заданной разности в твердости гильзы и кольцевых наплавок на золотнике, поверхности золотника износу практически не подвержены, а ремонт клапана можно оперативно производить без извлечения или вырезки клапана из трубопровода.

Предлагаемая конструкция сильфонного клапана обеспечивает уверенное достижение технического результата — повышение ремонтопригодности в результате уменьшения затрат времени и трудоемкости ремонта посредством исключения износа корпуса сильфонного клапана за счет применения тонкостенной, работающей только на износ сменный гильзы и практически неизнашиваемых кольцевых наплавок из износостойкого материала на поверхности запорного органа (золотника), что в конечном итоге существенно повышает надежность функционирования клапана и обеспечивает возможность повышения герметичности сильфонного клапана после ремонта без замены запорного органа.

Таким образом, все существенные признаки изобретения находятся в причинно-следственной связи с техническим результатом, получаемым от использования изобретения.

Конкретные материалы, особенности конструкции и технологии изготовления сильфонного клапана и/или его отдельных деталей выбирают обычным образом применительно к конкретным условиям его эксплуатации.

Изготовление опытных образцов и их испытание в реальных производственных условиях показали уверенное решение поставленной задачи и достижения требуемого технического результата.

В качестве отдельных элементов и узлов предлагаемого сильфонного клапана могут быть использованы различные известные в технике трубопроводной арматуры технологии, материалы и конструктивные решения, обычно применяемые при изготовлении запорной арматуры для химической, энергетической, нефтегазовой и других отраслей промышленности.

Проведенный анализ показывает также, что все общие и частные признаки изобретения являются существенными, так как каждый из них необходим, а все вместе они не только достаточны для достижения цели изобретения, но и позволяют реализовать изобретение промышленным способом.

Учитывая новизну существенных признаков, техническое решение поставленной задачи, изобретательский уровень и существенность всех общих и частных признаков изобретения, доказанных в разделе «Уровень техники» и «Раскрытие изобретения», доказанную в разделе «Осуществление изобретения» техническую осуществимость и промышленную применимость изобретения, успешное решение поставленной изобретательской задачи и уверенное достижение требуемого технического результата при реализации и использовании изобретения, по нашему мнению, заявленное изобретение удовлетворяет всем требованиям охраноспособности, предъявляемым к изобретениям.

Конструкции уплотнения

По способу герметизации подвижного соединения шпиндель (шток) — крышка, клапаны делятся на сальниковые, сильфонные и мембранные (диафрагмовые).

Сальниковая арматура

В сальниковой арматуре герметичность соединения крышки с подвижной деталью затвора обеспечивается сальниковым устройством. Суть сальникового устройства в том, что на внешней стороне крышки или корпуса в том месте, где через них проходит шток или шпиндель, создаётся сальниковая камера, в которую укладывается уплотнительный материал — сальниковая набивка. При помощи специальных устройств набивка поджимается вдоль оси шпинделя (штока), упираясь в стенки сальниковой камеры и уплотняется. Таким образом создаётся герметичность и рабочая среда не проникает за пределы корпуса. В арматуре малых диаметров поджатие набивки производится накидной гайкой, больших — специальной деталью—сальником при помощи двух откидных или анкерных болтов с гайками.

Сальниковое уплотнение обладает многими достоинствами, которые делают его в большинстве случаях предпочтительным. Среди них:

• возможность изготовления сальниковой набивки из различных материалов, позволяющих обеспечить хорошее уплотнение в широком спектре рабочих давлений и температур;
• простота конструкции;
• возможность поднабивки сальника или смены набивки в процессе эксплуатации.

Сальники максимально упрощают конструкцию и уменьшают стоимость арматуры, однако для номинального давления от 2,5 МПа и номинального диаметра более 50 (эти границы весьма ориентировочные) ходовой узел выносится из зоны рабочей среды и располагается выше сальникового уплотнения, а ходовую гайку размещают в бугельном узле, расположенным над крышкой клапана, то есть конструкция существенно усложняется для ликвидации влияния рабочей среды на соединение шпиндель—гайку и повышения его долговечности и надежности.

Сильфонная арматура

В сильфонной арматуре уплотнение подвижных элементов относительно внешней среды обеспечивается сильфонным узлом. Главным его элементом является сильфон — гофрированная трубка. Металлический сильфон при помощи свари или пайки соединяется с верхними или нижними кольцами (или деталями другой формы), образуя так называемую сильфонную сборку. Сильфонная сборка своей верхней частью неподвижно и герметично соединяется с корпусными деталями арматуры, а нижней — со штоком или золотником клапана, перекрывая таким образом возможность выхода рабочей среды во внешнюю. Поступательное перемещение штока для управления золотником происходит внутри сильфона, который может изменять свою длину за счёт деформации гофров.

Сильфонные клапаны используются для работы в таких средах, утечка которых в окружающую среду недопустима. Преимущество таких клапанов перед сальниковыми — исключение утечки рабочей среды в атмосферу в пределах срока службы сильфонного узла. Но это преимущество достигается путём существенного усложнения конструкции и соответственно более высокой стоимости клапана. Кроме того, ремонт сильфона клапана при его усталостном разрушении представляет собой сложную операцию по замене сильфонной сборки, поэтому в таких случаях клапан необходимо менять на новый.

Направление потока

По конструкции корпуса и расположению на трубопроводе, связанным с направлением потока рабочей среды, запорные клапаны различаются:

• проходные — в них направление потока среды на входе и выходе одинаковое, но иногда ось выходного патрубка смещена параллельно входному. В таком клапане поток среды в корпусе делает как минимум два поворота на 90°, что приводит к высокому гидросопротивлению и появлению застойных зон в корпусе;
• угловые — в них поток поворачивает на 90°, но один раз, что позволяет снизить гидросопротивление. Существенный недостаток таких клапанов заключается в том, что область их применения ограничивается поворотными участками трубопроводов;
• прямоточные — в них, как и в проходных, направление потока сохраняется, но ось шпинделя расположена не перпендикулярно, а наклонно к оси прохода. Такая конструкция позволяет существенно спрямить поток и уменьшить гидросопротивление, однако при этом увеличивается ход затвора, строительная длина и масса изделия.

Конструкция рабочего органа

Затворы в клапанах бывают тарельчатыми (золотниковыми) или коническими.

Уплотнительные поверхности тарельчатого затвора могут быть плоскими или конусными, в последнем случае седло в корпусе выполняется в виде фаски. Плоские уплотнения позволяют изготавливать их из различных металлов, сплавов и неметаллических материалов, они хорошо работают в жидких и газообразных средах, не содержащих взвешенных частиц. Конусные уплотнения, металл по металлу, используются для клапанов высоких давлений со взвешенными частицами в рабочей среде.

Конический затвор применяется в клапанах номинальным диаметром не более 25, для номинальных давлений от 16 МПа и выше. Такие клапаны называются игольчатыми.

Холдинг "СеверМаш" предлагает широкий выбор сальниковых и сильфонных клапанов как общепромышленного, так и атомного назначения.