ВЕНТИЛЬНАЯ ГОЛОВКА Российский патент 1997 года по МПК F16K3/08 

Изобретение относится к области санитарной техники и может быть использовано в водоразборной и водозапорной арматуре, например в водоразборных кранах, смесителях, для регулирования температуры и расхода вытекающей из них жидкости.

Известна вентильная головка [1] в которой ограничение угла поворота верхнего уплотнительного диска обеспечивается взаимодействием секторов с диаметрально противоположными лапками корпуса, в результате чего в крайних положениях органа управления штока образуется неподвижный контакт диска с корпусом, фиксирующий положения "открыто-закрыто".

Недостатками известного решения являются сложность формы верхнего уплотнительного диска и малая контактная жесткость пары "диск-корпус".

Наиболее близким к предлагаемому решению является устройство запорного вентиля [2] в котором управление подвижной керамической шайбой осуществляется при помощи установленной неподвижно на квадрате штока шайбы. Управляющий выступ на шайбе, в крайних положениях органа управления штока, взаимодействует с опорными плоскостями на концентрическом выступе корпуса и, образуя неподвижный контакт, фиксирует положения "открыто-закрыто". Фиксация штока от осевого перемещения в корпусе осуществляется при помощи разрезной пружинной шайбы для чеки.

Недостатком известного технического решения является сложность конструкции, заключающаяся в применении двух деталей шайбы с управляющим выступом и шайбы с разрезной пружиной и, соответственно, повышенная материалоемкость.

Задача изобретения упрощение конструкции и снижение материалоемкости вентильной головки.

Технический результат достигается тем, что в вентильной головке, содержащей корпус, затвор в виде подвижного и неподвижного дисков с проходными отверстиями, шток, взаимодействующий с подвижным диском, установленную на штоке разрезную пружинную шайбу, ограничивающую осевое перемещение штока, резиновые уплотнительные кольца, причем на торцевой поверхности корпуса выполнен упор в виде дугообразного концентрического выступа, а со штоком связан ограничитель, взаимодействующий с боковыми упорными плоскостями выступа в крайних угловых положениях штока, на штоке выполнены поперечные пазы, а в пружинной шайбе выполнены ответные пазам поверхности, и шайба установлена в пазах неподвижно, ограничитель выполнен в виде радиального выступа на пружинной шайбе, которая размещена с радиальным зазором между выступом и упором, а величина зазора не превышает величины допускаемого по условиям прочности перемещения конца разрезной пружинной шайбы в радиальном направлении, причем прорези штока повернуты относительно проходного отверстия подвижного диска на угол, обеспечивающий соответствие открытого и закрытого положения затвора крайним угловым положениям штока.

Наличие радиального выступа на пружинной шайбе позволяет совместить в ней функции фиксации штока от осевого перемещения в корпусе и ограничения поворота, связанного со штоком подвижного уплотнительного диска в зависимости от заданного. Ограничение поворота в пределах заданного угла α, например a = π, a = π/2, достигается взаимодействием радиального выступа пружинной шайбы с упорными плоскостями концентрического выступа корпуса.

Радиальный зазор между наружным контуром пружинной шайбы с концентрическим выступом корпуса выбран таким образом, что его минимальная величина обеспечивает свободное вращение штока в корпусе, а максимальная величина зазора связана с перемещением концов разрезной пружинной шайбы в радиальном направлении вследствие возникновения момента на штоке при взаимодействии радиального выступа шайбы с упорными плоскостями концентрического выступа корпуса в положениях "открыто-закрыто". Причем максимальный зазор должен быть меньше допускаемого перемещения, так как после выбора этого зазора, при перемещении, один из концов шайбы достигает поверхности концентрического выступа, образуя тем самым силовое замыкание данных кинематических звеньев, после чего разрезная пружинная шайба становится жестким телом и не может далее разгибаться, обеспечивая сцепление со штоком.

На фиг. 1 изображена вентильная головка в осевом сечении; на фиг. 2 - поперечный разрез по А-А.

Вентильная головка (фиг. 1) содержит корпус 1, в котором размещен шток 2, входящий в зацепление с подвижным уплотнительным диском 3. В поперечных пазах штока 2, ориентированных относительно водопропускного отверстия в подвижном диске 3, жестко установлена разрезная пружинная шайба 4, на которой выполнен радиальный выступ с упорными плоскостями.

На фиг. 2 шайба 4 показана в одном из крайних положений ("закрыто").

В нижней части корпуса установлен неподвижный уплотнительный диск 5, к диску 5 поджата прокладка 6, герметизирующая стык между корпусом, диском 5 и седлом клапана (на чертеже не показано).

На торце корпуса выполнен упор (фиг. 2) в виде дугообразного концентрического выступа 7, ограничивающего угловое перемещение штока 2 при взаимодействии упорных плоскостей 8 пружинной шайбы 4 с упорными плоскостями упора.

Угол между боковыми упорными плоскостями упора равен (360 - α)^°, где α - угол, необходимый для полного открытия или закрытия потока жидкости, проходящей через вентильную головку.

Неподвижный диск установлен таким образом, что проходное отверстие в нем ориентировано относительно упорных плоскостей выступа 7.

В кольцевых канавках штока 2 установлены резиновые кольца 9, герметизирующие стык между корпусом и штоком. Между наружным контуром шайбы 4 и концентрическим выступом 7 корпуса 1 выполнен радиальный зазор 10 (фиг. 1 и 2), обеспечивающий нормальную работу конструкции.

Вентильная головка работает следующим образом.

При вращении штока 2, например, против часовой стрелки, вместе со штоком поворачивается подвижный уплотнительный диск 3 относительно неподвижного 5, при этом происходит совмещение проходных отверстий в них и, по мере увеличения угла поворота штока 2, увеличивается проходное сечение вентильной головки. При полностью открытом (или закрытом) проходном сечении одна из упорных плоскостей 8 радиального выступа шайбы 4 вступает в контакт с упорной плоскостью концентрического выступа 7 на корпусе 1, чем и ограничивается поворот штока 2, и соответственно, подвижного диска 3. Момент, возникающий при этом, вызывает разгибание шайбы 4, т.е. перемещение ее концов в радиальном направлении. Однако это перемещение ограничено величиной зазора 10. После перемещения одного из концов шайбы 4 на величину зазора 10 происходит его запирание между пазом штока 2, в котором установлена шайба 4 и поверхностью концентрического выступа 7 корпуса 1, что препятствует дальнейшему разгибанию шайбы 4 и расцеплению ее со штоком 2, если момент на штоке увеличивается. Таким образом, в предлагаемой конструкции разрезная пружинная шайба, фиксирующая шток от осевого перемещения в корпусе, выполняет также функцию ограничителя поворота подвижного уплотнительного диска. Кроме того, ограничение возможности разгибания шайбы 4 за счет ограничения перемещения одного из ее концов дает возможность выполнять ее из материала меньшей толщины, чем это необходимо по условиям прочности, и тем самым снизить материалоемкость. Предлагаемое техническое решение позволяет снизить материальные и трудовые затраты на 10%

Использование: в водоразборной и водозапорной арматуре. Сущность изобретения: затвор выполнен в виде подвижного и неподвижного дисков с проходными отверстиями. На штоке, взаимодействующем с подвижным диском, установлена разрезная пружинная шайба, ограничивающая осевое перемещение штока. На торцевой поверхности корпуса выполнен упор в виде дугообразного концентрического выступа. Со штоком связан ограничитель, взаимодействующий с боковыми упорными плоскостями выступа в крайних угловых положениях штока. На штоке выполнены поперечные пазы. В пружинной шайбе выполнены ответные пазам поверхности. Шайба установлена в пазах неподвижно. Ограничитель выполнен в виде радиального выступа на шайбе, которая размещена с радиальным зазором между выступом и упором. Величина зазора не превышает величины допускаемого по условиям прочности перемещения конца шайбы в радиальном направлении. Прорези штока повернуты относительно проходного отверстия подвижного диска на угол, обеспечивающий соответствие открытого и закрытого положений затвора крайним угловым положениям штока. 2 ил.

Вентильная головка для водоразборной арматуры, содержащая корпус, затвор в виде подвижного и неподвижного дисков с проходными отверстиями, шток, взаимодействующий с подвижным диском, установленную на штоке разрезную пружинную шайбу, ограничивающую осевое перемещение штока, резиновые уплотнительные кольца, причем на торцевой поверхности корпуса выполнен упор в виде дугообразного концентричного выступа, а со штоком связан ограничитель, взаимодействующий с боковыми упорными плоскостями выступа в крайних угловых положениях штока, отличающаяся тем, что на штоке выполнены поперечные пазы, в пружинной шайбе выполнены ответные пазам поверхности и шайба установлена в пазах неподвижно, ограничитель выполнен в виде радиального выступа на пружинной шайбе, которая размещена с радиальным зазором между выступом и упором, а величина зазора не превышает величины допускаемого по условиям прочности перемещения конца разрезной пружинной шайбы в радиальном направлении, причем прорези штока повернуты относительно проходного отверстия подвижного диска на угол, обеспечивающий соответствие открытого и закрытого положений затвора крайним угловым положением штока.