ВЕНТИЛЬ Российский патент 1995 года по МПК F16K1/02 

Изобретение относится к трубопроводной арматуре, в частности к водоразборным вентилям, используемым в бытовой технике для подачи горячей и холодной воды, а также смеси горячей и холодной воды.

Известен запорный вентиль, содержащий корпус, шпиндель, золотник. Внутренняя полость корпуса разделена седлом на входную и выходную полости. Золотник расположен во входной полости, и шпиндель, соединенный с ним, проходит через проходное отверстие в седле. Золотник жестко соединен со шпинделем, надет на его конец и поджат к бурту гайкой на конце шпинделя [1] .

Недостаток вентиля заключается в низкой герметичности затвора, по той причине, что золотник соединен со шпинделем жестко, т.е. он лишен возможности самоустанавливаться на седло. Незащищенность золотника, его уплотнительного элемента вызывает его преждевременный эрозионный износ, особенно в момент посадки его на седло или подъема с седла.

Известен также клапан, содержащий корпус, затвор во внутренней полости корпуса в форме удлиненного цилиндрического тела, длина которого превышает его диаметр.

Затвор соединен с штоком с возможностью принудительного поступательного перемещения и посадки на седло для перекрытия прохода или перемещения его от седла при открытии прохода [2].

Недостаток клапана заключается в его неудовлетворительной надежности, которая обусловлена тем, что из-за подачи среды на затвор происходит быстрый износ его уплотнительной поверхности, в результате чего ухудшается такой показатель надежности вентиля как герметичность в затворе.

Затвор установлен в отверстии корпуса клапана с минимальным зазором по сопряженным диаметрам, поэтому обработка седла и корпуса, а также наружной цилиндрической поверхности затвора и его уплотнительной поверхности должны производиться с одной установки, что увеличивает сложность изготовления, т. е. удорожает изготовление клапана.

Указанное устройство является наиболее близким к заявленному объекту по технической сущности и выполняемой функции и принято за прототип.

Для достижения технического результата, выражаемого в повышении надежности и увеличении срока службы, в известном вентиле, содержащем корпус с седлом, входным и выходным патрубками, шпиндель и расположенный со стороны входного патрубка запорный орган, контактирующий наружной поверхностью с продольными радиальными направляющими выступами, выполненными на стенках внутренней полости корпуса, запорный орган выполнен чашеобразным и снабжен уплотнительным кольцом и втулкой, зажимающей кольцо своим наружным кольцевым буртом, при этом запорный орган обращен дном к входному патрубку и размещен на проходящем через втулку конце шпинделя с возможностью самоустановки и взаимодействия упомянутого уплотнительного кольца с седлом.

Причем направляющие выступы выполнены ступенчатыми с образованием упора для запорного органа, а запорный орган установлен с возможностью взаимодействия с указанным упором при открытом вентиле, при этом во втулке со стороны полости запорного органа выполнена расточка, на шпинделе жестко закреплено пружинное кольцо и конец шпинделя с пружинным кольцом размещен в расточке втулки с возможностью перемещения до упора в дно запорного органа, а длина расточки втулки больше осевого холостого хода шпинделя.

Выполнение запорного органа чашеобразным и размещение его дном к входному патрубку, по ходу проходящей через вентиль среды, способствует закрытию проходного отверстия, а после закрытия отверстия разгружает резьбовую пару шпиндель-корпус от давления среды. Запорный орган соединен с шпинделем с возможностью самоустановки на седле корпуса. Для этого его наружная поверхность с большим диаметром, контактирующая постоянно с направляющими, выполнена сферической, а ступень с меньшим диаметром расположена относительно направляющих с гарантированным зазором. Расточенное отверстие во втулке, через которое проходит шпиндель, кольцо, пружинное в канавке на шпинделе и соединенное с втулкой, способствуют самоустановке запорного органа на седле корпуса. Возможность поджатия запорного органа к упорам на направляющих при открытом проходе устраняет возникающую вибрацию запорного органа относительно корпуса и шпинделя, т.е. снижает его преждевременный износ и повышает в целом надежность и срок службы вентиля.

Уплотнительное кольцо крепится к запорному органу наружным буртом на втулке и по мере износа его можно быстро заменить на другое.

На фиг. 1 изображен общий вид вентиля в разрезе; на фиг.2 - узел I на фиг.1; на фиг.3 - сечение А-А на фиг.1.

Вентиль содержит корпус 1 с седлом 2, входным 3 и выходным 4 патрубками. В полости корпуса со стороны входного патрубка размещен запорный орган 5, соединенный с шпинделем 6. Запорный орган 5 выполнен чашеобразным со ступенчатой наружной поверхностью. Меньшая ступень запорного органа выполнена цилиндрической, а на большей ступени выполнен участок сферической поверхности 7. Шпиндель соединен с корпусом посредством резьбы.

На внутренней поверхности полости размещены продольные радиальные направляющие выступы 8, которые выполнены ступенчатыми, образующими упор 9 для запорного органа.

Запорный орган 5, взаимодействующий сферической поверхностью 7 большей ступени с направляющими выступами 8, обращен дном к входному патрубку 3 и установлен с возможностью взаимодействия торца 10 большей ступени с упором 9 направляющих при открытом вентиле.

При этом запорный орган установлен с возможностью самоустановки, так как между цилиндрической поверхностью меньшей ступени и радиальными выступами 8 имеется гарантированный радиальный зазор 11. В полости запорного органа закреплена втулка 12, зажимающая своим наружным кольцевым буртом 13 уплотнительное кольцо 14, взаимодействующее с седлом 2.

Запорный орган 5 закреплен на шпинделе 6 пружинным кольцом 15, установленным в кольцевой канавке на конце шпинделя. Конец шпинделя с пружинным кольцом 15 введен в расточку 16 втулки 12, соединенной с запорным органом. Длина расточки 16 втулки больше осевого холостого хода шпинделя, а запорный орган 5 размещен на шпинделе с возможностью осевого перемещения относительно шпинделя до упора конца шпинделя в дно запорного органа.

Корпус выполнен в виде двух деталей, соединенных между собой резьбой. Место соединения указанных деталей уплотнено прокладкой 17.

Для предотвращения утечки шпиндель уплотнен в корпусе сальником 18. Сальник 18 поджат к шпинделю нажимной втулкой 19. На шпиндель надет маховик 20, который закреплен винтом 21.

Вентиль работает следующим образом.

Для открытия вентиля маховик 20 вращают по часовой стрелке, шпиндель 6 при этом вращается и перемещается поступательно. Конец шпинделя упирается в дно запорного органа 5 и перемещает его в направлении от седла 2 до контакта с упором 9 направляющих. Запорный орган открывает проход рабочей среде, которая через входной патрубок 3 и седло 2 проходит в выходной патрубок 4.

Для закрытия вентиля маховик 20 вращают против часовой стрелки. При этом конец шпинделя отходит от дна запорного органа 5 и запорный орган под действием давления рабочей среды отходит от упора 9 и прижимается уплотнительным кольцом 14 к седлу.

При закрытом вентиле усилие от давления рабочей среды воспринимается запорным органом и передается через седло на корпус. Резьбовое соединение шпиндель-корпус при этом не нагружено, это увеличивает долговечность резьбы, надежность и срок службы вентиля.

Конструкция предложенного вентиля технологична. Корпус и запорный орган можно изготавливать из латуни литьем под давлением, маховик можно изготавливать литьем под давлением из пластмассы.

Предложенное соединение запорного органа со шпинделем позволяет повысить герметичность места соединения запорного органа с седлом.

Наличие упоров на направляющих позволяет фиксировать положение запорного органа при открытом положении вентиля. Прижатие запорного органа шпинделем к упорам позволяет устранять вибрацию и шум в вентиле, что повышает надежность и срок службы.

Использование: в бытовой технике для подачи горячей и холодной воды. Сущность изобретения: со стороны входного патрубка корпуса расположен шпиндель, контактирующий наружной поверхностью с продольными радиальными направляющими выступами. Выступы выполнены на стенках внутренней полости корпуса. Запорный орган выполнен чашеобразным и снабжен уплотнительным кольцом и втулкой, зажимающей кольцо наружным кольцевым буртом. Запорный орган обращен дном к входному патрубку и размещен на проходящем через втулку конце шпинделя с возможностью самоустановки и взаимодействия кольца с седлом. 1 з. п. ф-лы, 3 ил.

1. ВЕНТИЛЬ, содержащий корпус с седлом, входным и выходным патрубками, шпиндель и расположенный со стороны входного патрубка запорный орган, контактирующий наружной поверхностью с продольными радиальными направляющими выступами, выполненными на стенках внутренней полости корпуса, отличающийся тем, что запорный орган выполнен чашеобразным и снабжен уплотнительные кольцом и втулкой, зажимающей кольцо своим наружным кольцевым буртом, при этом запорный орган обращен дном к входному патрубку и размещен на проходящем через втулку конце шпинделя с возможностью самоустановки и взаимодействия уплотнительного кольца с седлом. 2. Вентиль по п.1, отличающийся тем, что направляющие выступы выполнены ступенчатыми с образованием упора для запорного органа, а запорный орган установлен с возможностью взаимодействия с указанным упором при открытом вентиле, при этом во втулке со стороны полости запорного органа выполнена расточка, на шпинделе жестко закреплено пружинное кольцо и конец шпинделя с пружинным кольцом размещен в расточке втулки с возможностью перемещения до упора в дно запорного органа, причем длина расточки втулки больше осевого холостого хода шпинделя.