Вентиль

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и может быть использовано в конструкциях высоковольтных измерительных трансформаторов для отбора жидкой или газообразной среды. Задачей изобретения является упрощение конструкции, повышение функциональных возможностей, снижение металлоемкости и уменьшение габаритов. Технический результат, который получен при осуществлении изобретения: уменьшены габариты конструкции, размеры, вес и стоимость изделия; исключена годовая утечка газа в трансформаторе; повышены функциональные возможности и качество (вентиль не имеет трущихся уплотнений); конструкция вентиля не выходит за габариты трансформатора, т.е. вписывается в систему трансформатора. Новое выполнение конструктивных элементов вентиля обеспечивает кратковременное изменение герметизации и быстрое восстановление ее с помощью съемного защитного колпачка и за счет этого уменьшаются габариты конструкции, снижается металлоемкость, повышаются функциональные возможности - вентиль работает как сильфонный и как обычный, что исключает аварийную ситуацию и не влияет на потери рабочей среды. Известный вентиль [Патент США № 2205533, кл. F 16 К 1/48, 1940] содержит цилиндрический корпус с двумя патрубками и запорный орган с ходовой резьбой. Для перемещения запорного органа в этом устройстве использован кулачковый привод. В патенте США известно выполнение средства для соединения с приводным элементом в виде паза под отвертку. Причины, препятствующие получению технического результата: сложность конструкции: недостаточная герметичность в эксплуатации; повышенная материалоемкость конструкции. Известный сильфонный вентиль [Гуревич Д.Ф., Шпаков О.Н. Справочник конструктора трубопроводной арматуры, Л., "Машиностроение", 1987, с. 90, рис. 2-32, с. 94, рис. 2-39] содержит подвижный запорный орган и посадочное седло, в которое при вращении маховика упирается запорный орган. Таким образом, вентиль содержит цилиндрический корпус, имеющий патрубок и штуцер, во внутренних каналах корпуса установлен запорный орган с ходовой резьбой и расположены уплотнения. Вентиль управляется вручную. Наличие сильфопа - для герметизации подвижного соединения запорного органа с крышкой. Причины, препятствующие получению технического· результата: громоздкость (большие габариты), большая стоимость, сложность конструкции; срок службы сильфона ограничен, а замена сильфона представляет собой сложную операцию; излишние расходы рабочей среды. Известный вентиль [Патент Великобритании № 2190728, кл, F 16 К 1/14, 1987] содержит цилиндрический корпус с седлом и патрубками, в которых выполнены входное и выходное отверстия, размещенный в полости корпуса запорный орган со штоком, на цилиндрической поверхности которого выполнена ходовая резьба, на конце штока выполнены элементы для взаимодействия с приводными средствами в корпусе выполнена расточка с резьбой и в ней размещено уплотнение штока, закрепленное нажимной гайкой, на наружной поверхности которой выполнена резьба, конец штока закрыт предохранительным колпачком, установленным на корпусе. Причины, препятствующие получению технического результата: сложность конструкции; большие габариты; сложность в эксплуатации (невозможно предотвратить утечку рабочей среды). Известный вентиль [Патент США № 1490884, кл. F 16 К 1/04, 1924], взятый за прототип, содержит корпус с патрубком, входным и выходным отверстиями, размещенный в корпусе запорный орган со штоком, на. цилиндрической поверхности которого выполнены ходовая резьба, уплотнение штока, закрепленное нажимной гайкой. На торце запорного органа выполнены элементы для взаимодействия с приводными, средствами. Уплотнение штока размещено в расточке корпуса, причем указанная расточка выполнена соосно полости корпуса и соосно входному отверстию. На запорном органе выполнена коническая поверхность, взаимодействующая с седлом, а на конце штока, противоположном запорному органу выполнены элементы для взаимодействия с приводным средством, при этом в корпусе выполнена расточка для размещения уплотнения штока и указанная расточка расположена соосно каналу, в котором размещен шток и соосно полости соединенной с входным отверстием. Причины, препятствующие получению технического результата: сложность конструкции (большое количество деталей, входящих в вентиль); трудоемкий в изготовлении; конструкция громоздка, дорогостоящая (нержавеющая сталь дорогая); неоднократно исключается герметичность во время эксплуатации путем перемещения запорного органа (не выдерживает 3 года); большие размеры конструкции; не предотвращается случайное механическое воздействие на запорный орган; низкая технологичность конструкции. В основу изобретения поставлена задача создания (или усовершенствования) вентиля, в котором новое выполнение конструктивных элементов вентиля обеспечивает кратковременное изменение герметизации и быстрое восстановление ее с помощью герметизирующей съемной гайки и за счет этого уменьшаются габариты конструкции, снижается металлоемкость, повышаются функциональные возможности - вентиль работает как сильфонный и как обычный (вентиль - унифицированный). Перечисляем конструктивные элементы (детали, узлы), которые являются общими с аналогом (или прототипом). Вентиль содержит корпус с патрубком, входным и выходным отверстиями и седлом, размещенный в корпусе запорный орган со штоком, на цилиндрической поверхности которого выполнена ходовая резьба, а на торце - элементы для взаимодействия с приводными средствами, уплотнение штока, закрепленное нажимной гайкой и размещенное в расточке корпуса, причем указанная расточка выполнена соосно полости корпуса и соосно входному отверстию. Перечисляем конструктивные элементы (детали, узлы), которые впервые выполнены в заявляемом объекте. В вентиле нажимная гайка выполнена с наружной резьбой и размещена в расточке корпуса, а на торце корпуса установлен съемный защитный колпачок, закрывающий конец штока. Между корпусом и съемным защитным колпачком расположена прокладка. Седло выполнено в виде фланца, являющегося одним целым с патрубком корпуса. Уплотнение штока выполнено в виде резиновой прокладки. Причинно-следственная связь заключается в том, что вся вышеуказанная совокупность существенных признаков, как каждый в отдельности, так и вместе, обеспечивает выполнение поставленной задачи изобретения - упрощение конструкции, повышение функциональных возможностей, снижение металлоемкости и уменьшение габаритов. На фиг.1 изображен вентиль, общий вид; на фиг.2 - вентиль для заполнения газообразной среды; на фиг.3 - вентиль для заполнения жидкой среды. Вентиль представляет собой цилиндрический корпус 1 с входным и выходным отверстиями 2,3. Входное отверстие 2 с ходовой резьбой расположено по одной оси с выходным отверстием 3 для отбора рабочей среды (фиг.1, 2). Также соосно полости корпуса 1 и соосно входному отверстию 2 выполнена расточка корпуса 1. Перпендикулярно выходному отверстию 3 для отбора рабочей среды расположено отверстие 4 для подвода среды (фиг.1, 2). Корпус 1 вентиля с одной стороны закрыт съемным защитным колпачком 5, а с другой стороны патрубок 6 корпуса соединен с седлом 7 в виде фланца, являющимся одним целым с патрубком 6. В входном отверстии 2 корпуса 1 расположен цилиндрический запорный орган 8 в виде штока, уплотнение 9 штока в виде резиновой прокладки и нажимная (стальная) гайка 10 с обработанной (чистой) поверхностью. На цилиндрической поверхности штока выполнена ходовая резьба. Уплотнение 9 штока размещено в расточке корпуса 1 и закреплено нажимной гайкой 10. Нажимная гайка 10 выполнена с наружной резьбой и размещена в расточке корпуса 1. Между корпусом 1 и герметизирующим съемным колпачком 5 расположена прокладка 11 (последовательное уплотнение) (фиг.2). В отверстии 4 для подвода среды установлен штуцер 12, который закрывается специальной гайкой 13. Между штуцером 12 и специальной гайкой 13 расположено уплотнение 14 в виде , резьбовой прокладки. Запорный орган 8 со штоком выполнен с возможностью перемещения по ходовой резьбе входного отверстия 2. На одном конце запорного органа 8 выполнен конус, а на другом конце (на торце штока) - паз 15 под отвертку, т.е. элементы для взаимодействия с приводными средствами. С перемещением запорного органа 8, он запирает входное отверстие 3 для отбора среды в корпус 1. Вентиль, согласно фиг.2, используется в трубопроводных магистралях с газовой средой. Вентиль, согласно фиг.3, используется в трубопроводных магистралях с диэлектрической жидкостью (трансформаторное масли). При этом штуцер 12 герметизируется винтом 16 и картонной прокладкой 17. Вентиль работает следующим образом. Снимается съемный защитный колпачок 5. Откручивается специальная гайка 13 и к штуцеру 12 подсоединяется трубопроводов показан) для закачивания газа или заполнения диэлектрической жидкости. С помощью отвертки, входящей в паз 15 запорного органа 8, он откручивается и его конус освобождает выходное отверстие 3 для отбора рабочей среды. Вновь устанавливается съемный защитный колпачок 5, обеспечивая герметичность со стороны резиновой прокладки 9, после чего производится вакуумирование или закачивание газа, или заполнение диэлектрической жидкостью. Закачка рабочей среды производится под давлением - вентиль держит 100 атм и рассчитан на 100 литров трансформаторного масла. После закачки или заполнения рабочей среды снимается съемный защитный колпачок 5 и запорный орган 8 закручивается, его конус перекрывает выходное отверстие 3. Затем корпус 1 вентиля заглушивается съемным защитным колпачком 5, обеспечивая вновь надежность герметизации со стороны резиновой прокладки 9. Со штуцера 12 снимается трубопровод· (не показан) и одевается специальная гайка 13. По фиг.3 в штуцер 12 устанавливается винт 16. После закачки рабочей среды съемный защитный колпачок 5 снимается крайне редко при эксплуатации трансформатора (1 раз в год). Учитывая, что вентиль используется в конструкциях высоковольтных измерительных трансформаторах тока и напряжения, в которых манипуляция с вентилем требуется 1 раз в 3 года (или минимум один раз в год). Вентиль работает как сильфонный благодаря заглушке 5, так как заглушка 5 позволяет надежно герметизировать подвижное уплотнение запорным органом 8 и уплотнением 9. Использование изобретения позволяет: упростить конструкцию (т.е. унифицировать ее); уменьшить габариты (размеры, вес) и стоимость (низкая цена - это основа конкурентоспособности изделия); исключать годовую утечку в трансформаторе; повысить функциональные возможности - вентиль работает как сильфонный и как обычный (наличие кратковременных изменений герметизации й быстрое восстановление ее с помощью герметизирующего колпачка (заглушки); по качеству предлагаемый вентиль не уступает сильфонному (операция заглушивания создает герметизацию).