УПЛОТНЯЮЩАЯ СБОРКА ИЗ ГОФРИРОВАННЫХ ТРУБ И ВЕНТИЛЬ С ЭТОЙ УПЛОТНЯЮЩЕЙ СБОРКОЙ Российский патент 2016 года по МПК F16K41/10 F16K1/32 F16K1/00 

НАЗНАЧЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к вентилям с сильфонным уплотнителем, которые в основном применимы в местах с ограничениями по высоте.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Обычный вентиль с сильфонным уплотнителем включает в себя корпус вентиля, крышку, головку корпуса, гофрированный сильфон, сальник, шток и клапан. На штоке внутри корпуса располагается сборка сильфона, которая включает в себя гофры. Один конец сильфона закреплен на штоке, а другой конец прикреплен к головке корпуса. Как показано на фиг. 1 и 2, чтобы улучшить эффективность уплотнения и увеличить срок службы, сильфонный уплотнитель состоит из двух гофрированных труб, а не из одной. Две части сильфона свариваются в серию через фланец. Другими словами, один конец переднего сильфона 1" приварен к головке корпуса 4", а другой конец приваривается к фланцу 3", в то время как один конец заднего сильфона 2" приварен к фланцу 3", а другой конец приварен к нижнему сильфонному фланцу 5", чтобы сформировать сборку сильфона. Головка корпуса вентиля присоединяется к верхнему фланцу крышки, чтобы сформировать верхнее уплотнение, и нижний фланец 5" сильфоном сборки приварен к штоку, чтобы сформировать нижнее уплотнение.

Сильфонное уплотнение состоит из двух гофрированных труб, соединенных последовательно, и это относительно длинная деталь, которая требует соответствующего удлинения крышки, а также и штока. Следовательно, с одной стороны, материальные затраты увеличиваются, а с другой стороны, длина всего вентиля увеличивается, что затрудняет его установку для мест с ограничениями по высоте.

Известен также сильфонный уплотнитель для вентиля, содержащий внешний сильфон, закрепленный верхним концом к верхнему фланцу, выполненному с возможностью движения вдоль штока вентиля, а нижним концом - к первому нижнему фланцу, выполненному для неподвижного крепления, а также внутренний сильфон, закрепленный верхним концом к упомянутому верхнему фланцу, а нижним концом - к нижнему фланцу, выполненному для жесткого крепления к штоку вентиля, причем гофрированная труба внутреннего сильфона вложена коаксиально в гофрированную трубу внешнего сильфона, а первый нижний фланец охватывает второй нижний фланец, при этом внешний и внутренний сильфоны закреплены к верхнему и нижним фланцам сваркой.

Там же известен вентиль с сильфонным уплотнителем, содержащий корпус с седлом клапана и подводящим каналом, крышку и головку корпуса, в которой размещен сальник штока, соединенный с клапаном, выполненным с возможностью взаимодействия с седлом, а также сильфонный уплотнитель, включающий внешний сильфон, закрепленный верхним концом к верхнему фланцу, выполненному с возможностью движения вдоль штока, а нижним концом к первому нижнему фланцу, неподвижно закрепленному в крышке, а также внутренний сильфон, закрепленный верхним концом к упомянутому верхнему фланцу, а нижним концом ко второму нижнему фланцу, жестко закрепленному к штоку вентиля, причем гофрированная труба внутреннего сильфона вложена коаксиально в гофрированную трубу внешнего сильфона (DE 1897709, прототип).

Недостатками известных устройств являются высокие (в процессе открытия-закрытия проходного сечения для текучей среды) динамические нагрузки на штоке и его приводе, поскольку любые возмущения, характерные для потока текучей среды, передаются через уступ 21 непосредственно на шток 6 в полном объеме, что отрицательно влияет на переходные процессы при открывании-закрывании вентиля, и возможность возникновения гидроудара, а также сложность технологии сборки устройства.

Технический результат от использования заявленной группы изобретений, связанных единым изобретательским замыслом, состоит в том, что в результате выполнения сильфонов из нержавеющей стали улучшаются упругие свойства сильфонов, которыми определяется их работоспособность, повышаются долговечность и надежность устройств. В результате выполнения верхнего фланца подвижным относительно штока при любом направлении перемещения последнего уменьшаются (в процессе открытия-закрытия проходного сечения для текучей среды) динамические нагрузки на штоке и его приводе, которые поглощаются гофрами сильфонов при любом направлении хода, препятствует возникновению гидроудара, а также упрощает технологию сборки и/или ремонта устройства.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В связи с вышеописанными проблемами, одной задачей изобретения для преодоления недостатков уровня техники является обеспечение сборки сильфона из гофрированных труб, которая характеризуется разумной структурой, низкими затратами на материал, а также небольшой длиной.

Сущность изобретения в части сильфонного уплотнителя для вентиля состоит в том, что он содержит внешний сильфон с гофрированной трубой из нержавеющей стали, закрепленный верхним концом к верхнему фланцу, выполненному с возможностью движения вдоль подвижного в двух направлениях штока вентиля в направлении перемещения последнего, а нижним концом - к первому нижнему фланцу, выполненному для неподвижного крепления, а также внутренний сильфон с гофрированной трубой из нержавеющей стали, закрепленный верхним концом к упомянутому верхнему фланцу, а нижним концом - ко второму нижнему фланцу, выполненному для жесткого крепления к штоку вентиля, причем гофрированная труба внутреннего сильфона вложена коаксиально в гофрированную трубу внешнего сильфона, а первый нижний фланец охватывает второй нижний фланец, при этом внешний и внутренний сильфоны закреплены к верхнему и нижним фланцам сваркой.

Сущность изобретения в части вентиля с сильфонным уплотнителем для вентиля состоит в том, что вентиль содержит сильфонный уплотнитель, содержащий корпус с седлом клапана и подводящим каналом, крышку и головку корпуса, в которой размещен сальник штока, соединенный с клапаном, выполненным с возможностью взаимодействия с седлом, а также сильфонный уплотнитель, включающий внешний сильфон, закрепленный верхним концом к верхнему фланцу, выполненному с возможностью движения вдоль подвижного в двух направлениях штока вентиля в направлении перемещения последнего, а нижним концом к первому нижнему фланцу, неподвижно закрепленному в крышке, а также внутренний сильфон, закрепленный верхним концом к упомянутому верхнему фланцу, а нижним концом ко второму нижнему фланцу, жестко закрепленному к штоку вентиля, причем гофрированная труба внутреннего сильфона вложена коаксиально в гофрированную трубу внешнего сильфона, отличающийся тем, что крышка жестко закреплена к корпусу вентиля с помощью болтов, первый нижний фланец охватывает второй нижний фланец, внешний и внутренний сильфоны выполнены в виде гофрированной трубы из нержавеющей стали и закреплены сваркой к верхнему фланцу и к нижним фланцам, а последние закреплены сваркой в крышке и на штоке, соответственно.

Предпочтительно, нижние фланцы расположены в крышке корпуса с образованием уплотнения, а головка корпуса и крышка выполнены заодно.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На фиг. 1 представлена схема сочленения переднего и заднего сильфонных гофров в соответствии с уровнем техники;

На фиг. 2 представлен чертеж структуры, содержащей сильфон с сильфонным гофром, как на фиг. 1;

На фиг. 3 представлен чертеж вентиля с сильфонным гофром в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения;

На фиг. 4 представлен чертеж сборки сильфонного гофра в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ

Изобретение поясняется ниже более подробно со ссылкой на пример и прилагаемые чертежи.

Как показано на фиг. 3 и 4, гофрированный сильфон, в соответствии с этим примером изобретения, включает в себя корпус вентиля 8, крышку 6, сильфонный уплотнитель, головку корпуса 9, сальник 10, шток 7 и клапан 11.

Крышка 6 жестко прикреплена к корпусу вентиля 8 болтами. На корпусе вентиля 8 расположен подводной канал 15 с седлом 13 клапана.

Один конец штока 7 прикреплен к клапану 11, а другой конец прикреплен к ручному маховику 14. Клапан 11 может перемещаться штоком 7 от открытия до закрытия седла клапана 13.

Уплотняющая втулка 4 облегает шток 7 и крепится к крышке 6. В этом изобретении уплотняющая втулка 4 и крышка 6, интегрированные в целом, что снижает себестоимость продукции в процессе сборки. Между уплотняющей втулкой 4 и штоком 7 расположен сальник 10.

Гофрированный сильфон в соответствии с настоящим примером изобретения, включает в себя второй нижний фланец 1, первый нижний фланец 2, внутренний сильфон 3, внешний сильфон 4 с верхним фланцем 5, причем один конец внутреннего сильфона 3 приварен к верхнему фланцу 5, а другой конец приварен к второму нижнему фланцу 1, при этом один конец внешнего сильфона приварен к верхнему фланцу 5, а другой конец приварен к первому нижнему фланцу 2. Первый нижний фланец 2 облегает второй нижний фланец 1. Внешний сильфон 4 располагается вокруг внутреннего сильфона 3. Две части сильфона соединены и образуют параллельный сильфон.

Второй нижний фланец 1, первый нижний фланец 2, внутренний сильфон 3, внешний сильфон 4 и верхний фланец 5, все вместе, являются в полой структурой и оболочкой на штоке 7. Первый нижний фланец 2 приварен к крышке 6 и расположен в нижней ее полости для образования уплотнения. Второй нижний фланец 1 приварен к штоку 7, образуя уплотнение. Верхний фланец 5 сильфонов подвижно сопряжен со штоком 7. Другими словами, верхний фланец 5 сильфонов подвижно установлен на штоке 7 и движется относительно штока 7. Когда шток 7 перемещается вверх, это приводит в движение нижний фланец 1 сильфона для совершения хода вверх, нижний фланец 1 сильфона сжимает внутренний сильфон 3, внутренний сильфон 3 приводит в движение верхний фланец 5 сильфонов, движущийся вверх, а верхний фланец 5 заставляет растягиваться внешний сильфон 4. В ходе вышеописанного процесса верхний фланец 5 сильфонов перемещается вместе с штоком 7 в том же направлении, но на разное расстояние. Сильфонное уплотнение в данном примере представляет собой две гофрированные трубы, соединенные вместе и вложенные друг в друга. Такое уплотнение существенно отличается от принятого в данной области техники решения по соединению двух гофрированных труб в серию. Предложенный гофрированный сильфон укорачивает и крышку 6, и шток 7. Следовательно, с одной стороны, материальные затраты снижаются, а с другой стороны, длина всех вентилей уменьшается. Это дает благоприятный результат для мест с ограничениями по высоте, поскольку такие вентили устанавливаются на трубах под потолком или на трубах под лестницей.

Корпус 8 вентиля, как правило, изготавливается из углеродистой стали марки WCB или А105, или из нержавеющей стали марки 304.

Клапан 11, как правило, сделан из углеродистой стали марки 1025 или нержавеющей стали марки 304.

Шток 7, как правило, сделан из стали марок 304, 316, 2Cr13 или из нержавеющей стали марки 1Cr13.

Крышка 6, как правило, изготавливается из углеродистой стали марки WCB или А105, или из нержавеющей стали марки 304.

Гофрированные трубы сильфонов 3, 4 изготовлены из нержавеющей стали типа 304 или 316.

В то время как конкретные варианты осуществления изобретения были показаны и описаны, очевидно для специалиста в данной области, что изменения и модификации могут быть сделаны без отступления от изобретения в его более широких аспектах, изложенных в прилагаемой формуле изобретения, чтобы охватить все такие изменения и модификации, которые входят в сущность и объем изобретения.

ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ

Настоящее изобретение может быть применено к промышленном производству, что подтверждает его промышленную применимость.

Группа изобретений относится к арматуростроению и предназначена для герметизации труб и вентилей. Представлена конструкция уплотняющей сборки из гофрированных труб и вентиля с этой уплотняющей сборкой. Гофрированные трубы уплотняющей сборки состоят из внутреннего сильфона (3), внешнего сильфона (4), верхнего фланца (5), первого нижнего фланца (2) и второго нижнего фланца (1). Один конец внутреннего сильфона (3) фиксируется на верхнем фланце (5), а другой конец закреплен на втором нижнем фланце (1). Один конец внешнего сильфона (3) фиксируется на верхнем фланце (5), а другой конец фиксируется на первом нижнем фланце (2). Внешний сильфон (4) является рукавом, охватывающим внутренний сильфон (3). Уплотняющая сборка из гофрированных труб и вентиль с такой сборкой имеют преимущества рационального структурного размещения и экономии материальных затрат при сокращении высоты всего вентиля, что благоприятно сказывается при размещении вентиля в местах с ограничениями по высоте. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Сильфонный уплотнитель для вентиля, содержащий внешний сильфон с гофрированной трубой из нержавеющей стали, закрепленный верхним концом к верхнему фланцу, выполненному с возможностью движения вдоль подвижного в двух направлениях штока вентиля в направлении перемещения последнего, а нижним концом - к первому нижнему фланцу, выполненному для неподвижного крепления, а также внутренний сильфон с гофрированной трубой из нержавеющей стали, закрепленный верхним концом к упомянутому верхнему фланцу, а нижним концом - ко второму нижнему фланцу, выполненному для жесткого крепления к штоку вентиля, причем гофрированная труба внутреннего сильфона вложена коаксиально в гофрированную трубу внешнего сильфона, а первый нижний фланец охватывает второй нижний фланец, при этом внешний и внутренний сильфоны закреплены к верхнему и нижним фланцам сваркой.

2. Вентиль с сильфонным уплотнителем, содержащий корпус с седлом клапана и подводящим каналом, крышку и головку корпуса, в которой размещен сальник штока, соединенный с клапаном, выполненным с возможностью взаимодействия с седлом, а также сильфонный уплотнитель, включающий внешний сильфон, закрепленный верхним концом к верхнему фланцу, выполненному с возможностью движения вдоль подвижного в двух направлениях штока вентиля в направлении перемещения последнего, а нижним концом к первому нижнему фланцу, неподвижно закрепленному в крышке, а также внутренний сильфон, закрепленный верхним концом к упомянутому верхнему фланцу, а нижним концом ко второму нижнему фланцу, жестко закрепленному к штоку вентиля, причем гофрированная труба внутреннего сильфона вложена коаксиально в гофрированную трубу внешнего сильфона, отличающийся тем, что крышка жестко закреплена к корпусу вентиля с помощью болтов, первый нижний фланец охватывает второй нижний фланец, внешний и внутренний сильфоны выполнены в виде гофрированной трубы из нержавеющей стали и закреплены сваркой к верхнему фланцу и к нижним фланцам, а последние закреплены сваркой в крышке и на штоке, соответственно.

3. Вентиль по п. 2, отличающийся тем, что нижние фланцы расположены в крышке корпуса с образованием уплотнения.

4. Вентиль по любому из пп. 2, 3, отличающийся тем, что головка корпуса и крышка выполнены заодно.