Компенсация действия давления рабочей среды в уплотнительных соединениях с тонкостенными элементами - Белоголов, Юрий Игоревич (Современные технологии. Системный анализ. Моделирование, 2021)
Одним из направлений совершенствования уплотнительных соединений, в частности клапанов, работающих при высоких давлениях, температурах, различной агрессивности и в условиях эксплуатационных изменений рабочей среды (например, пульсация давления), может быть их частичная, либо полная разгрузка (уравновешивание). Под разгрузкой уплотнительного соединения обычно принято понимать компенсацию действия давления рабочей среды на элементы затвора с целью обеспечения в уплотнительном стыке соединения, постоянства усилия герметизации. Разгрузка уплотнительного соединения достигается за счет определенной конструкции затвора, на который действует давление герметизируемой среды, вследствие чего может достигаться эффект самоуплотнения соединения (при частичной разгрузке). Кроме того, использование в затворе в качестве золотника и седла металлических элементов позволяет достичь определенных преимуществ и избавиться от недостатков, присущих соединениям с полимерными уплотнениями. При этом использование в качестве уплотнения (седла) со сниженной жесткостью (тонкостенной оболочкой), позволяет уменьшить усилие герметизации, масса-габаритные параметры, обеспечить постоянство усилия герметизации по периметру уплотнения (уйти от проблемы выбора отклонения формы седла). Предложенная схема разгруженного клапана отличается от существующих отсутствием жесткой связи между штоком и золотником затвора. Это позволяет минимизировать передачу действия давления рабочей среды со штока на золотник клапана, что, в свою очередь, позволит сделать седло еще более тонкостенным. При этом снижение приведенной жесткости седла также позволяет уменьшить герметизирующую нагрузку в зоне контакта золотника и седла, однако эти вопросы выходят за рамки данной статьи, и они не рассматривались.