ПОВОРОТНЫЙ ДИСКОВЫЙ ЗАТВОР Российский патент 2000 года по МПК F16K1/226 

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и может быть использовано в качестве запорного или регулирующего устройства.

Известна конструкция поворотного дискового затвора [1], включающего корпус, кольцевое седло (уплотнительный элемент) из эластичного материала и взаимодействующий с ним дисковый запорный орган. Отличительной особенностью такого затвора является форма внутренней поверхности уплотнительного элемента. На цилиндрической поверхности в местах прохода полуосей диска выполнены сферические впадины, способствующие повышению герметичности.

Однако установлено, что наличие участка сопряжения внутренней цилиндрической поверхности со сферической не позволяет достигнуть высокой степени герметичности из-за присутствующего острого угла. Кроме того, в процессе эксплуатации затвора указанный острый угол существенно изнашивается, что приводит к дополнительному снижению качества уплотнения.

Более надежным в процессе эксплуатации является дисковый затвор [2], выбранный в качестве прототипа. Его усовершенствованная уплотнительная манжета также имеет цилиндрическую внутреннюю поверхность, однако в местах прохода полуосей диска имеется радиусное сопряжение с плоским участком. Как и в предыдущем аналоге повышение степени уплотнения носит локальный характер - только в области, прилегающей к оси диска, а при повороте диска участки манжеты, близлежащие к указанной зоне, оказываются в менее напряженном состоянии, что не обеспечивает качественного уплотнения, приводит к протечкам в затворе. Дополнительно следует отметить нетехнологичность формы уплотнительного элемента.

В основу изобретения поставлена задача повышения начальной герметичности затвора и ее сохранение в процессе эксплуатации, а также повышение технологичности конструкции уплотнительного элемента.

Поставленная задача решается тем, что в поворотном дисковом затворе, включающем корпус, поворотный диск и уплотнительный элемент, согласно изобретению внутренняя поверхность уплотнительного элемента имеет в поперечном сечении форму овала, образованного сопряжением трех окружностей, центр первой из которых совпадает с осью симметрии проходного сечения, а центры двух других смещены в противоположные стороны от оси симметрии проходного сечения вдоль оси вращения диска на равную величину, при этом радиус первой окружности меньше радиуса двух других.

Изобретение иллюстрируется чертежами, на которых представлено:
фиг. 1 - поперечное сечение затвора в положении "Закрыто";
фиг. 2 - поперечное сечение затвора в положении "Открыто";
фиг. 3 - поперечное сечение затвора без диска.

Затвор имеет сборный корпус 1, состоящий из верхней и нижней половины, внутри которого размещен уплотнительный элемент 2 и установленный на полуосях 3 поворотный диск 4. Внутренняя поверхность уплотнительного элемента 2 имеет форму прямого некругового цилиндра и в поперечном сечении представляет собой овал (см. фиг. 3), образованный при сопряжении трех окружностей, первая из которых имеет центр, совпадающий с осью симметрии проходного сечения, и формирует боковые стороны овала, а центры двух других смещены в противоположные стороны от оси симметрии проходного сечения вдоль оси вращения диска (т. е. в вертикальном направлении) на равную величину "e", при этом R₁ = R₂ > R. Поворотный диск 4 имеет традиционную облегченную конструкцию и снабжен для уплотнения относительно внешней среды приливами 5, имеющими периферийную часть 6 в виде поверхности вращения. Наружный диаметр диска (R_d) лежит в пределах R < R_d < R₁ = R₂.

Устройство работает следующим образом. В положении "открыто" рабочая среда свободно проходит в проходном отверстии, а герметичность по полуосям 3 обеспечивается за счет контакта периферийного элемента 6 с уплотнительным элементом 2 в зоне, прилегающей к полуосям 3. При повороте диска 4 в положение "закрыто" происходит неравномерная деформация внутренней поверхности уплотнительного элемента 2 вследствие взаимодействия круговой цилиндрической наружной поверхности диска с некруговой цилиндрической внутренней поверхностью уплотнительного элемента (в поперечном сечении - контакт диска с соосным с ним овалом). Относительная деформация уплотнительного элемента в зоне прохождения полуосей превышает относительную деформацию остальных участков, за счет чего происходит дополнительное локальное уплотнение в затворе, а следовательно, повышение его начальной герметичности. Вследствие того, что вся внутренняя поверхность уплотнительного элемента имеет радиусное закругление, при его поджатии диском не происходит скачкообразных изменений относительной деформации по периметру контакта, что способствует сохранению герметичности в процессе эксплуатации затвора. Дополнительно следует отметить, что более простая по сравнению с прототипом конструкция уплотнительного элемента делает ее более технологичной в изготовлении.

Источники информации
1. А.с. СССР N 703047, МКИ F 16 K 1/226
2. Заявка Франции 2691781, МКИ F 16 K 1/226й

Затвор может быть использован в качестве запорного или регулирующего устройства в трубопроводной арматуре. Внутри сборного корпуса затвора размещен уплотнительный элемент и установленный на полуосях поворотный диск. Внутренняя поверхность уплотнительного элемента имеет форму прямого некругового цилиндра и в поперечном сечении представляет собой овал. Овал образован при сопряжении трех окружностей. Первая окружность имеет центр, совпадающий с осью симметрии проходного сечения, и формирует боковые стороны овала. Центры двух других окружностей смещены в противоположные стороны от оси симметрии проходного сечения вдоль оси вращения диска на равную величину. При этом радиус первой окружности меньше радиуса двух других. Такое выполнение позволяет повысить начальную герметичность затвора и сохранить ее в процессе эксплуатации. 3 ил.

Поворотный дисковый затвор, включающий корпус, поворотный диск и уплотнительный элемент, отличающийся тем, что внутренняя поверхность уплотнительного элемента имеет в поперечном сечении форму овала, образованного сопряжением трех окружностей, центр первой из которых совпадает с осью симметрии проходного сечения, а центры двух других смещены в противоположные стороны от оси симметрии проходного сечения вдоль оси вращения диска на равную величину, при этом радиус первой упомянутой окружности меньше радиуса двух других.