ЗАПОРНО-РЕГУЛИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 1994 года по МПК F16K1/02 

Изобретение относится к сантехнической, трубопроводной арматуре, используемой в коммунальном хозяйстве, в химической, нефтегазовой, энергетической (в том числе атомной) и иной промышленности.

Известны разгруженные (с облегченным регулированием) дисковые клапаны (авт.св. N 996784, 987257), а также весьма компактный клапан с реверсивным, например, пьезоэлектрическим виброприводом (авт.св. N 1104335).

В проходном канале корпуса этих клапанов выполнено седло, с которым взаимодействует золотник, вращаемый через уплотнение (сальник) штоком (шпинделем). Седло и золотник выполнены в форме прилегающих друг к другу соосных дисков с окнами, степень регулируемого шпинделем взаимного перекрытия которых определяет величину расхода рабочего тела, т.е. величину проходного сечения канала.

За прототип выбрано устройство (клапан) по патенту Германии N 605004, предназначенное для предотвращения утечки воды (рабочего тела) из крана, случайно оставленного открытым, что часто случается при режимном (по графику) либо эпизодическом водоснабжении как в бытовых условиях (на кухне, в ванной, туалетной комнате), так и на производстве
К недостаткам следует отнести то, что данный клапан до сих пор не использовался в сантехнической и иной трубопроводной арматуре, особенно бытового и сантехнического назначения. Это означает, что в магистраль необходимо врезать дополнительный элемент - указанный клапан. Более того, появляются еще места возможной утечки: в местах подключения ("врезания") в магистраль и зоне уплотнения выходящей наружу оси качания поплавка-затвора.

Целью изобретения является повышение надежности отключения потока рабочего тела (перекрытия канала магистрали) на время ремонта либо замены регулирующего органа, связанного с приводом путем изменения формы запорного органа и его установки.

Данная цель в предлагаемом устройстве для предотвращения утечки рабочего тела из магистрали, содержащем расположенные в проходном канале корпуса или в проходном канале отрезка магистрали по разные стороны от седла затвор и регулирующий вентиль (кран), золотником взаимодействующий с седлом (в закрытом состоянии вентиля), достигается тем, что затвор выполнен упругонагруженным на перекрытие (закрытие) канала седла со стороны, противолежащей вентилю, и через элемент связи воздействующим разъемно на золотник (взаимодействующим с золотником) на участке, превышающем величину рабочего хода золотника, и воздействующим в направлении открытия проходного канала седла вентиля.

Под рабочим ходом золотника понимается его либо поступательное перемещение, как в широко распространенных бытовых водозапорных вентилях, устанавливаемых в смесителях горячей и холодной воды, либо вращательное движение, как в дисковых регулирующих клапанах.

Элемент связи при поступательном перемещении золотника может быть соосным утонченным продолжением золотника, проходящим через канал седла и упирающимся в затвор, либо продолжением затвора, упирающимся в золотник. Сам затвор в этом случае может быть выполнен в виде, например, полого подпружиненного шарика, занимающего часть проходного сечения входного канала (подвода холодной либо горячей воды) смесителя. В данном варианте золотник перекрывает при регулировании выход седла, а затвор - вход. Последнее осуществляется только в том случае, когда золотник отведен от седла на расстояние, превышающее его рабочий ход. Это возможно благодаря вывинчиванию (удалению от седла) корпуса вентиля вместе с золотником, например, для замены уплотняющей манжеты золотника.

В одном из вариантов затвор выполнен в виде поплавка, свободно качающегося вокруг оси, расположенной во входном канале (патрубке) на периферии канала седла либо под ним, что лучше.

В данном случае упругое нагружение затвора-поплавка на перекрытие седла осуществляется подъемной (выталкивающей) силой, воздействующей на поплавок со стороны жидкой среды. Для надежности работы точка приложения выталкивающей силы, превышающей силу веса поплавка, должна быть приложена к поплавку со смещением от оси качания в направлении к седлу, чтобы на поплавок постоянно действовал вращающий момент, поджимающий его к седлу.

Перекрытие канала седла данным поворотным поплавком-затвором, как и в варианте с пружиной, возможно только при выходе элемента связи из зоны отверстия седла, например при вывинчивании корпуса вентиля.

В другом варианте затвор выполнен в виде гофрированного упругого стакана, обращенного днищем к седлу.

На фиг. 1 представлен разрез устройства в положении, когда запорно-регулирующий орган открыт, а подвижный запорный орган прохождению воды не препятствует; на фиг.2 - запорно-регулирующий орган удален для ремонта либо замены, но утечки воды нет, поскольку проходное отверстие перекрыто подвижным запорным органом.

Корпус 1 устройства как часть смесителя имеет входной патрубок 2 и выходной к смесителю патрубок 3.

К входному патрубку посредством накидной гайки 4 и фланца 5 герметично подстыкован фигурный (изогнутый) переходник 6, позволяющий компенсировать разброс технологических допусков расстояний между подводящими трубами (магистралями) и корпусами 1 смесителя горячей и холодной воды. Данный переходник на внутренней стенке имеет два выступа-ключа 7 для завинчивания переходника в магистраль-источник 8 подводимой жидкости.

Входной патрубок 2 отделен от остальной части корпуса 1 двусторонним седлом с рабочими поверхностями 9 и 10 и проходным, перекрываемым отверстием 11. Со стороны поверхности 9 в корпус 1 ввинчена букса 12, в которой по крупнопрофильной резьбе 13 посредством рукоятки, надеваемой на квадрат 14, поступательно в направлении продольной оси 15 перемещается шпиндель (шток) 16. В зазор 17, закрываемый заглушкой 18, помещается уплотнитель.

В зоне торца шпинделя 16 соосно ему установлен регулирующий запорный орган (з. о.) 19 с возможностью свободно проворачиваться вокруг оси 15 относительно шпинделя. На рабочей торцовой поверхности запорного органа установлена манжета 20 посредством толкателя 21 при закрытом положении запорного органа, перекрывающая отверстие поверхности 9 седла.

В полости входного патрубка 2 установлен подвижной запорный орган, выполненный в виде манжеты 22, поджимаемой к поверхности 10 седла упругой сильфонной стенкой стакана 23, упирающейся в выступы-ключи 7. При наличии з. о. перекрытию отверстия 11 манжетой 22 препятствует толкатель 21, длина которого выбрана такой, что во всем диапазоне рабочего хода органа 19 в направлении оси 15 манжета 22 гарантированно не доходит до седла. В этом случае жидкость проходит через оставшийся между манжетой 22 и поверхностью 10 седла зазор и отверстия 24 в упругой сильфонной стенке стакана 23.

В работе постоянно участвует манжета 20 и потому она подвержена быстрому износу. При ее износе появляется течь жидкости 25. Замена манжеты осуществляется вывинчиванием буксы 12 вентиля из корпуса 1 вместе с деталями 21, 20, 19, 16. При вывинчивании вентиля толкатель 21 отходит от манжеты 22 и та согласно фиг.2 под действием упругого стакана 23 автоматически перекрывает отверстие 11, исключая утечку жидкости. При установке вентиля отверстие 11 открывается также автоматически.

Использование: в коммунальном хозяйстве, в химической, нефтегазовой и иной промыленности в качестве запорно-регулирующего устройства к сантехнической и трубопроводной арматуре. Сущность изобретения: корпус запорно-регулирующего устройства выполнен с входным и выходным патрубками, разделенными между собой перегородкой с двухсторонним седлом, перекрываемым со стороны входного патрубка подвижным запорным органом, а со стороны выходного запорно-регулирующим органом, связанным с приводом. Толкатель подвижно установлен в отверстии седла.. Запорный орган выполнен в виде стакана с упругой сильфонной стенкой и боковыми отверстиями для прохода рабочей среды. Открытый торец стакана жестко закреплен во входном патрубке. 2 ил.

ЗАПОРНО-РЕГУЛИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее корпус с входным и выходным патрубками, разделенными между собой перегородкой с двусторонним седлом, перекрываемым со стороны входного патрубка подвижным запорным органом, а со стороны выходного-запорно-регулирующим органом, связанным с приводом, и толкатель, подвижно установленный в отверстии седла, отличающееся тем, что запорный орган выполнен в виде стакана с упругой сильфонной стенкой с боковыми отверстиями для прохода рабочей среды, причем открытый торец стакана жестко закреплен во входном патрубке.