ЗАПОРНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 1995 года по МПК F16K3/24 

Изобретение относится к трубопроводной арматуре, преимущественно к запорным устройствам типа вентилей, задвижек, клапанов, кранов, смесителей, конденсатоотводчиков и др. и может быть использовано для включения и выключения участков трубопроводов, а также для регулирования потоков жидкости, газа или пара, движущихся по трубопроводу в системах тепло- и водоснабжения, в химической, топливной и др. отраслях промышленности.

Известна водоразборная вентильная головка, состоящая из корпуса, маховичка, штока, сальника, подвижной втулки, клапана [1]
Как и другим вентильным устройством данному решению присущ ряд недостатков, основным из которых является постоянное воздействие давления потока среды (выталкивающие и втягивающие нагрузки) на запорный элемент клапан, что приводит к быстрому его износу, а также износу резьбы. Данное запорное устройство невозможно использовать в автоматическом режиме.

Известен поворотный кран, снабженный свободно перемещающейся выпускной трубкой, предназначенной для регулирования и прекращения слива путем вертикальных перемещений открытого конца дренажной трубки вдоль удерживающей секции, расположенной на верхней части корпуса крана [2]
В данном решении не устранено воздействие потока среды на запорный элемент, что обусловливает наличие всех описанных выше недостатков.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому техническому результату является смеситель горячей и холодной воды, содержащий корпус, трубку излива, смонтированную в корпусе в виде усеченного конуса, пробку, входящую внутрь трубки излива, перекрывающую входное отверстие трубки, при этом трубка излива выполнена с возможностью продольного перемещения относительно пробки [3]
В данном смесителе пробка, являясь запорным элементом, испытывает давление среды и, следовательно, смесителю присущи все те недостатки, которые характерны для известных запорных устройств, а именно: быстрый износ пробки, необходимость ее частой замены, которая в данном устройстве затруднена из-за труднодоступности пробки. Кроме того, контакт пробки с трубкой технологически сложен и недостаточно надежен, так как одновременно должен удовлетворять двум противоречивым требованиям: плотности контакта пробки с внутренней стенкой трубки и малого сопротивления пробки перемещению трубки. При этом для полного и надежного запирания входного отверстия трубки излива необходимо значительное ее продольное перемещение относительно пробки, что приводит к дополнительному износу трущихся деталей и неизбежной при этом потере герметичности, а также делает невозможным обеспечение работы смесителя в автоматическом режиме. Использованию смесителя в автоматическом режиме препятствует и наличие значительного холостого хода трубки излива, влияющего также и на скорость перекрытия потока текучей среды. Последнее обстоятельство обусловливает невозможность использования устройства для быстрого перекрытия потока текучей среды.

Задача изобретения состоит в создании запорного устройства в таком конструктивном исполнении, чтобы исключить осевые выталкивающие или втягивающие нагрузки на запорный элемент при одновременном его упрощении и повышении надежности и долговечности, а также возможности его использования для регулирования потоков различных сред, в том числе и агрессивных, в автоматическом режиме.

Этот технический результат достигается тем, что известное запорное устройство, содержащее корпус с входным и выходным отверстиями и герметично установленный в нем с возможностью продольного перемещения запорный орган в виде гильзы, полость которой сообщена с выходным отверстием, и уплотнительную прокладку, закрепленную в корпусе, снабжено приводной рукояткой и штоком, соединенным посредством внутренних перемычек с гильзой, а в корпусе концентрично штоку выполнена расточка и в ней жестко размещена указанная прокладка с возможностью образования с торцом гильзы уплотнительной пары.

На фиг. 1 изображено запорное устройство, продольный размер; на фиг. 2 узел механизма продольного перемещения гильзы; на фиг. 3 сечение А-А на фиг. 1.

Запорное устройство содержит корпус 1 (фиг. 1), в котором размещена гильза 2, выполненная за одно целое со штоком 3 и соединительным элементом 4, имеющим в данном случае форму крестовины (фиг. 3). Соединительный элемент может иметь форму перегородки с отверстиями, перекладины и т.п. и обеспечивает жесткое соединение штока 3 с гильзой 2, а также свободный проход жидкости или газа. Со стороны входного отверстия гильзы 2 и перпендикулярно ее торцу установлена прокладка 5, в данном случае выполненная в виде плоской упругой шайбы. Прокладка 5 закреплена в корпусе 1 жестко через втулку 6 гайкой 7. Такое закрепление прокладки обеспечивает удобство ее замены в случае необходимости, не требующее разборки всего запорного устройства. Во втулке 6 под углом к вертикальной оси выполнена прорезь 8, в которую входит рукоятка 9, закрепленная в гайке 10, фиксирующейся контргайкой 11. У выходного отверстия гильзы 2 установлено уплотнение 12, закрепленное с помощью гайки 13, а также насадка 14 с прокладкой 15. Втулка 6 со стороны открытого торца закрыта крышкой 16.

Работа запорного устройства происходит следующим образом.

Перед установкой запорного устройства в систему трубопровода производят настройку крана на определенное (оптимальное) прижатие торца гильзы 2 к прокладке 15 путем поворота штока 3 и жестко связанной с ним гильзы 2 против часовой стрелки при крайне правом положении рукоятки 9 в косой прорези 8 с последующей фиксацией этого положения контргайкой 11. После этого запорное устройство готово к работе.

Для того чтобы открыть запорное устройство, достаточно рукоятку 9 повернуть в косой прорези 8, при этом гильза 2 опускается и в образовавшееся отверстие между торцевой частью гильзы 2 и прокладкой 5 текучая среда поступает в гильзу 2 и далее в насадку 14. Необходимая величина потока среды регулируется степенью поворота рукоятки 9 в прорези 8.

При необходимости закрыть запорное устройство рукоятка 9 поворачивается в другую сторону до упора, гильза 2 поднимается и ее торец, касаясь прокладки 5, надежно перекрывает путь текучей среде. Учитывая, что прокладка 5 жестко установлена в корпусе 1 устройства, давление среды не может сдвинуть ее и тем самым нарушить герметичность запорного элемента, роль которого выполняет торец гильзы 2.

При использовании данного устройства в трубопроводных системах в качестве проходного крана гильза 2 не будет нести никаких нагрузок в осевом направлении, так как в этом случае она находится в нейтральном положении.

Толщина гильзы 2 в общих случаях должна определяться прочностью и жесткостью указанной трубки, необходимой для преодоления давления среды на боковую поверхность гильзы 2. Предпочтительно она равна 0,3-0,5 мм.

Использование: в системах тепло- и водоснабжения, в химической, топливной и других отраслях промышленности. Сущность изобретения: устройство содержит корпус с входным и выходным отверстиями и герметично установленную в нем гильзу. Полость гильзы сообщена с выходным отверстием. В корпусе закреплена уплотнительная прокладка. Устройство снабжено приводной рукояткой и штоком. Шток соединен посредством внутренних перемычек с гильзой. В корпусе выполнена расточка и в нем жестко закреплена прокладка. Прокладка и торец гильзы образуют уплотнительную пару. 3 ил.

ЗАПОРНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее корпус с входным и выходным отверстиями и герметично установленный в нем с возможностью продольного перемещения запорный орган в виде гильзы, полость которой сообщена с выходным отверстием, и уплотнительную прокладку, закрепленную в корпусе, отличающееся тем, что оно снабжено приводной рукояткой и штоком, соединенным посредством внутренних перемычек с гильзой, а в корпусе концентрично штоку выполнена расточка и в ней жестко установлена указанная прокладка с возможностью образования с торцом гильзы уплотнительной пары.