СЕДЛО КЛАПАНА Российский патент 2019 года по МПК F16K1/226 

Настоящее изобретение относится к седлам клапанов, в частности, кроме прочего, к седлам клапанов, предназначенным для использования с клапанами для управления, впуска, выпуска и/или регулирования потока порошков, жидкостей, взвесей и/или текучих сред.

Существует множество конструкций клапанов, и они широко используются для регулирования потока газов, жидкостей, псевдоожиженных материалов или взвесей за счет открывания, закрывания или частичного перекрывания различных каналов. К стандартным компонентам клапана относится корпус клапана, в котором заключен клапанный механизм, перемещаемый запорный элемент клапана, предназначенный для открывания или закрывания клапана, и седло клапана, представляющее собой внутреннюю поверхность клапана в сборе, выполненную с возможностью зацепления с запорным элементом клапана для открывания или закрывания клапана.

Существует целый ряд различных типов седел клапанов. Жесткие седла выполняют цельно с корпусом клапана, часто их выполняют непосредственно в металлическом материале корпуса клапана. Поэтому часто довольно трудно выдержать допуски фрезерования, обеспечивающие надежное уплотнение между жестким седлом и часто металлическим запорным элементом клапана. Соответственно, практически во всех клапанах с жесткими металлическими седлами наблюдается по меньшей мере небольшая утечка.

В отличие от жестких седел, мягкие седла выполнены из более мягких, более упругих материалов, таких как ПТФЭ или различные эластомеры, которые обрабатываются отдельно до их размещения на внутренней поверхности корпуса клапана в качестве вставки. Следовательно можно получить лучшие геометрические формы седла, также клапаны с мягкими седлами, как правило, менее подвержены утечкам.

Не взирая на благоприятные эффекты, обеспечиваемые мягкими седлами в сравнении с жесткими седлами, все равно существует ряд недостатков, связанных с использованием мягких выполненных отдельно седел клапанов.

В химической, фармацевтической и биологической промышленности клапаны зачастую располагают на впускных или выпускных трубопроводах производственного оборудования, например реакционных сосудов. Высокая температура и давление, часто используемые для увеличения скорости протекания определенных реакций, могут ухудшать состояние клапанов с мягкими седлами, которые могут запросто деформироваться, тем самым повышая вероятность утечек. Альтернативно мягкое седло может полностью отсоединиться от корпуса клапана, приводя к критическому отказу клапана и часто непоправимому повреждению обрабатываемых изделий.

Помимо недостатков, связанных с работой, часто обработка мягких седел существенно затрудняется, поскольку эластомерные компоненты, как правило, плохо поддаются фрезерованию и/или шлифованию, чем более жесткие и менее упругие материалы. Более того, точное и надежное расположение мягкого седла внутри корпуса клапана может оказаться сложной задачей, и, как правило, такое седло содержит лапу или фланец большего диаметра для размещения седла в комплементарном углублении на корпусе клапана. Благодаря полученной в результате форме седла его можно установить в корпусе клапана только в одном направлении, что представляет неудобства при сборке, очистке и техническом обслуживании клапана.

Варианты осуществления настоящего изобретения были разработаны с учетом вышеизложенного.

В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения предлагается седло клапана, содержащее по существу кольцевой жесткий опорный элемент и по существу кольцевой эластомерный уплотнительный элемент, герметично прикрепленный сверху жесткого опорного элемента, при этом седло клапана характеризуется наличием наружной периферийной поверхности, выполненной с возможностью зацепления с корпусом клапана, и внутренней уплотнительной поверхности, образованной по меньшей мере частью эластомерного уплотнительного элемента и выполненной с возможностью зацепления с запорным элементом клапана.

Жесткий опорный элемент стабилизирует геометрическую форму уплотнительного элемента, вследствие чего обеспечиваются более жесткие литейные допуски, чем допуски для седла исключительно из эластомерного материала. В результате стабилизации геометрической формы обеспечивается более эффективный контакт между седлом клапана и запорным элементом клапана, тем самым улучшаются герметизирующие свойства клапана. Более эффективная геометрическая форма, наблюдаемая в зоне взаимодействия седла клапана и запорного элемента клапана, улучшает удержание порошка и повышает стойкость клапана к воздействию давления, в то же время сводя к минимуму крутящий момент, необходимый для открытия и закрытия запорного элемента клапана. Повышенная стойкость к воздействию давления в значительной мере улучшает удержание перемещаемого материала, в частности порошков. Составное седло, содержащее жесткую и эластомерную части, также снижает количество применяемого эластомерного материала и, следовательно, существенно снижает стоимость седла.

В соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения эластомерный уплотнительный элемент образует по меньшей мере часть наружной периферийной поверхности седла клапана. Таким образом проникновение продукта между седлом клапана и корпусом клапана сводится к минимуму.

В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения эластомерный уплотнительный элемент дополнительно содержит один или несколько выступов, расположенных на наружной периферийной поверхности седла клапана. Факультативно один или несколько выступов взаимодействуют с комплементарными углублениями корпуса клапана. Факультативно один или несколько выступов непрерывно проходят вокруг наружной периферийной поверхности седла клапана. Наличие выступов и/или непрерывно проходящих выступов и их необязательное взаимодействие с углублениями, выполненными в корпусе клапана, дает возможность еще больше минимизировать риск проникновения продукта между седлом и корпусом клапана. Эффективность выступов значительно повышается благодаря надежной фиксации положения эластомерного уплотнительного элемента посредством жесткого опорного элемента.

В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения по меньшей мере часть нижней поверхности седла клапана образована эластомерным уплотнительным элементом. Соответственно, по меньшей мере часть эластомерного уплотнительного элемента находится в контакте с частью корпуса клапана, на которой установлено седло, тем самым сводя к минимуму риск проникновения продукта между нижней поверхностью седла и корпусом клапана.

В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения по меньшей мере часть наружной периферийной поверхности седла клапана и по меньшей мере часть нижней поверхности седла клапана образованы жестким опорным элементом. Эффективность составного седла клапана, содержащего жесткую и эластомерную части, улучшает удержание порошка и повышает стойкость седла клапана, расположенного в корпусе клапана, к воздействию давления. Факультативно часть нижней поверхности седла клапана, образованная жестким опорным элементом, образует первую поверхность контакта с корпусом клапана, и часть нижней поверхности седла клапана, образованная эластомерным уплотнительным элементом, образует вторую поверхность контакта с корпусом клапана, причем площадь первой поверхности контакта больше, чем площадь второй поверхности контакта. Факультативно часть наружной периферийной поверхности седла клапана, образованная жестким опорным элементом, образует третью поверхность контакта с корпусом клапана, и часть наружной периферийной поверхности седла клапана, образованная эластомерным уплотнительным элементом, образует четвертую поверхность контакта с корпусом клапана, причем площадь третьей поверхности контакта больше, чем площадь четвертой поверхности контакта. При наличии большей поверхности контакта, образованной в результате взаимодействия между жестким опорным элементом и корпусом клапана, предотвращается чрезмерная деформация седла клапана.

В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения часть нижней поверхности седла клапана, образованная эластомерным уплотнительным элементом, дополнительно содержит одно или несколько ребер. Факультативно одно или несколько ребер взаимодействуют с комплементарными углублениями корпуса клапана. Факультативно одно или несколько ребер непрерывно проходят вокруг нижней поверхности седла клапана. Наличие ребер и/или непрерывно проходящих ребер и их необязательное взаимодействие с углублениями, выполненными в корпусе клапана, дает возможность еще больше минимизировать риск проникновения продукта между нижней поверхностью седла и корпусом клапана.

В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения край, образованный наружной периферийной поверхностью седла клапана и нижней поверхностью седла клапана, является скошенным. Скошенный край обеспечивает возможность простой вставки седла в клапан в сборе, а отсутствие лапы или фланца увеличенного диаметра обеспечивает возможность вставки седла с любой стороны корпуса клапана.

В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения эластомерный уплотнительный элемент в основном изготовлен из каучука на основе сополимера этилена, пропилена и диенового мономера, фторэластомера или перфторэластомера. Такие материалы характеризуется высокими значениями рабочих температур и, следовательно, менее склонны к деформации во время эксплуатации.

В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения жесткий опорный элемент в основном изготовлен из пластикового материала. В частности, пластиковые материалы характеризуются низкой стоимостью и малым весом.

В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения эластомерный уплотнительный элемент герметично прикреплен сверху жесткого опорного элемента с помощью водостойкого адгезива. Водостойкие адгезивы обеспечивают прочное и водонепроницаемое соединение между жестким опорным элементом и эластомерным уплотнительным элементом, тем самым снижая риск утечки и отказа клапана.

В соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения предлагается клапан в сборе, содержащий седло клапана в соответствии с настоящим изобретением. Седло клапана в соответствии с настоящим изобретением с большой вероятностью придает эксплуатационные преимущества в любом клапане, в котором используется стандартное мягкое седло.

Факультативно клапан представляет собой дисковый клапан. Составные клапаны, такие как дисковые клапаны, как правило используются для удержания вредных веществ, для которых снижение или отсутствие утечки представляет повышенную важность.

В соответствии с третьим аспектом настоящего изобретения предлагается седло клапана, содержащее по существу кольцевой жесткий опорный элемент и по существу кольцевой эластомерный уплотнительный элемент, герметично прикрепленный сверху жесткого опорного элемента, причем седло клапана характеризуется наличием наружной периферийной поверхности, выполненной с возможностью зацепления с корпусом клапана, и внутренней уплотнительной поверхности, образованной по меньшей мере частью эластомерного уплотнительного элемента и выполненной с возможностью зацепления с запорным элементом клапана, при этом седло клапана содержит один или несколько элементов позиционирования седла клапана для его правильного позиционирования в корпусе клапана. Жесткий опорный элемент стабилизирует геометрическую форму эластомерного элемента, вследствие чего обеспечиваются более жесткие литейные допуски, чем допуски для седла исключительно из эластомерного материала. В результате стабилизации геометрической формы обеспечивается более эффективный контакт между седлом клапана и запорным элементом клапана, тем самым улучшаются герметизирующие свойства клапана. Более эффективная геометрическая форма, наблюдаемая в зоне взаимодействия седла клапана и запорного элемента клапана, улучшает удержание порошка и повышает стойкость клапана к воздействию давления, в то же время сводя к минимуму крутящий момент, необходимый для открытия и закрытия запорного элемента клапана. Составное седло, содержащее жесткую и эластомерную части, также снижает количество применяемого эластомерного материала и, следовательно, существенно снижает стоимость седла. Применение одного или нескольких элементов позиционирования седла клапана обеспечивает возможность правильного размещения седла клапана на корпусе клапана, тем самым сводя к минимуму риск утечки и отказ клапана.

В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения один или несколько элементов позиционирования седла клапана выполнены с возможностью зацепления с одним или несколькими другими компонентами клапана в сборе для правильного позиционирования седла клапана в корпусе клапана. Предпочтительно один или несколько элементов позиционирования седла клапана выполнены с возможностью зацепления с валом или штоками запорного элемента клапана. Таким образом, седло клапана является самоустанавливающимся, что обеспечивается его взаимодействием с другими элементами клапана в сборе, такими как вал или штоки запорного элемента клапана.

Факультативно один или несколько элементов позиционирования седла клапана содержат один или несколько вырезов. Один или несколько вырезов выполняют функцию направляющей поверхности, предназначенной для взаимодействия с одним или несколькими другими компонентами клапана в сборе, такими как вал или штоки запорного элемента клапана, для правильного позиционирования седла клапана в корпусе клапана.

В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения один или несколько элементов позиционирования седла клапана открывают по меньшей мере часть жесткого опорного элемента. Открытая часть жесткого опорного элемента обеспечивает более эффективную направляющую поверхность для самоустановки седла клапана в результате взаимодействия с одним или несколькими другими компонентами клапана в сборе.

Факультативно один или несколько элементов позиционирования седла клапана расположены на верхней поверхности седла клапана. В указанной ориентации элементы позиционирования седла клапана находятся в идеальном положении для взаимодействия с одним или несколькими другими компонентами клапана в сборе, такими как вал или штоки запорного элемента клапана.

В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения количество элементов позиционирования седла равно двум. Факультативно два элемента позиционирования седла клапана расположены диаметрально противоположно относительно друг друга. В указанной ориентации элементы позиционирования седла клапана идеально расположены для взаимодействия с одним или нескольким другими компонентами клапана в сборе, такими как вал или штоки запорного элемента клапана.

В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения эластомерный уплотнительный элемент дополнительно содержит один или несколько выступов, расположенных на наружной периферийной поверхности седла клапана. Факультативно один или несколько выступов взаимодействуют с комплементарными углублениями корпуса клапана. Факультативно один или несколько выступов непрерывно проходят вокруг наружной периферийной поверхности седла клапана. Наличие выступов и/или непрерывно проходящих выступов и их необязательное взаимодействие с углублениями, выполненными в корпусе клапана, дает возможность еще больше минимизировать риск проникновения продукта между седлом и корпусом клапана. Альтернативно выступы могут быть расположены на корпусе клапана, а соответствующие углубления расположены на седле клапана. Эффективность выступов значительно повышается благодаря надежной фиксации положения эластомерного уплотнительного элемента посредством жесткого опорного элемента.

В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения по меньшей мере часть нижней поверхности седла клапана образована эластомерным уплотнительным элементом. Соответственно, по меньшей мере часть эластомерного уплотнительного элемента находится в контакте с частью корпуса клапана, на которой установлено седло, тем самым сводя к минимуму риск проникновения продукта между нижней поверхностью седла и корпусом клапана. В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения часть нижней поверхности седла клапана, образованная эластомерным уплотнительным элементом, дополнительно содержит одно или несколько ребер. Факультативно одно или несколько ребер взаимодействуют с комплементарными углублениями корпуса клапана. Факультативно одно или несколько ребер непрерывно проходят вокруг нижней поверхности седла клапана. Наличие ребер и/или непрерывно проходящих ребер и их необязательное взаимодействие с углублениями, выполненными в корпусе клапана, дает возможность еще больше минимизировать риск проникновения продукта между нижней поверхностью седла и корпусом клапана.

В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения край, образованный наружной периферийной поверхностью седла клапана и нижней поверхностью седла клапана, является скошенным. Скошенный край обеспечивает возможность простой вставки седла в клапан в сборе, а отсутствие лапы или фланца увеличенного диаметра обеспечивает возможность вставки седла с любой стороны корпуса клапана.

В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения эластомерный уплотнительный элемент в основном изготовлен из каучука на основе сополимера этилена, пропилена и диенового мономера, фторэластомера или перфторэластомера. Такие материалы характеризуется высокими значениями рабочих температур и, следовательно, менее склонны к деформации во время эксплуатации.

В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения жесткий опорный элемент в основном изготовлен из пластикового материала. В частности, пластиковые материалы характеризуются низкой стоимостью и малым весом.

В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения эластомерный уплотнительный элемент герметично прикреплен сверху жесткого опорного элемента с помощью адгезива. Адгезивы обеспечивают прочное и водонепроницаемое соединение между жестким опорным элементом и эластомерным уплотнительным элементом, тем самым снижая риск утечки и отказа клапана.

В соответствии с четвертым аспектом настоящего изобретения предлагается клапан в сборе, содержащий седло клапана в соответствии с настоящим изобретением. Седло клапана в соответствии с настоящим изобретением с большой вероятностью придает эксплуатационные преимущества в любом клапане, в котором используется стандартное мягкое седло.

В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения клапан представляет собой дисковый клапан. Факультативно дисковый клапан содержит запорный элемент клапана, характеризующийся наличием одного или нескольких штоков, выполненных с возможностью зацепления с одним или несколькими элементами позиционирования седла клапана. Факультативно количество штоков равно двум. Штоки дискового клапана взаимодействуют с элементами позиционирования седла клапана для правильного позиционирования седла в корпусе клапана, тем самым снижая риск утечки и отказа клапана.

Один или несколько вариантов осуществления настоящего изобретения будут описаны далее исключительно в качестве примера и со ссылками на следующие сопутствующие фигуры.

На фиг. 1 представлен вид сбоку и сверху седла клапана в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг. 2 представлен вид сбоку и сверху в поперечном разрезе седла клапана согласно фиг. 1.

На фиг. 3 представлен вид сбоку и сверху элемента позиционирования седла клапана согласно фиг. 1.

На фиг. 4 представлен вид сбоку и сверху в поперечном разрезе седла клапана согласно фиг. 1, установленного в клапане в сборе.

На фиг. 5 представлен вид сбоку и сверху в поперечном разрезе седла клапана согласно фиг. 1, установленного в клапане в сборе.

На фиг. 6 представлен частичный вид в разрезе седла клапана в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг. 7 представлен частичный вид в разрезе позиционирующего элемента седла клапана в соответствии с настоящим изобретением.

В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения, как показано на фиг. 1, седло 10 клапана содержит по существу кольцевой жесткий опорный элемент 12 и по существу кольцевой эластомерный уплотнительный элемент 14, герметично прикрепленный сверху жесткого опорного элемента 12. Седло 10 клапана характеризуется наличием наружной периферийной поверхности, предназначенной для взаимодействия с корпусом 46 клапана в сборе 44, причем эластомерный уплотнительный элемент 14 образует внутреннюю уплотнительную поверхность седла 10 клапана, предназначенную для взаимодействия с запорным диском 42 клапана в сборе 44.

Как показано на фиг. 1 и 2, жесткий опорный элемент 12 имеет по существу кольцевую форму и характеризуется наличием нижней поверхности 18, верхней поверхности 20, внутренней окружной поверхности 22 и наружной окружной поверхности 24, образующей часть наружной периферийной поверхности седла 10 клапана. Высота наружной окружной поверхности 24 больше, чем высота внутренней окружной поверхности 22, то есть верхняя поверхность 20 характеризуется наличием наклонной части. Верхняя поверхность 20 характеризуется наличием вогнутой части 23 и кромки 25, проходящей по существу параллельно нижней поверхности 18. Край 26, образованный наружной окружной поверхностью 24 и нижней поверхностью 18, является скошенным, что способствует вставке седла 10 клапана в корпус 46 клапана.

Как показано на фиг. 1 и 2, эластомерный уплотнительный элемент 14 также имеет по существу кольцевую форму и характеризуется размерами и формой, которые обеспечивают возможность его прикрепления сверху жесткого опорного элемента 12, вследствие чего полученное в результате седло 10 клапана также является по существу кольцевым. Эластомерный уплотнительный элемент 14 характеризуется наличием верхней поверхности 28, нижней поверхности 30, внутренней окружной поверхности 32, образующей внутреннюю уплотнительную поверхность седла 10 клапана, и наружной окружной поверхности 34, образующей часть наружной периферийной поверхности седла 10 клапана. Нижняя поверхность 30 также характеризуется наличием фланцевой части 31, предназначенной для взаимодействия с кромкой 25 жесткого опорного элемента 12. Высота внутренней окружной поверхности 32 больше, чем высота наружной окружной поверхности 34, вследствие чего нижняя поверхность 30 характеризуется наличием наклонной части. Нижняя поверхность 30 характеризуется наличием выгнутой части 35, предназначенной для взаимодействия с вогнутой частью 23 жесткого опорного элемента 12, и ступенчатой части 36, предназначенной для взаимодействия со скошенным краем 37, образованным между внутренней окружной поверхностью 22 и нижней поверхностью 18 жесткого опорного элемента 12.

В соответствии с альтернативным вариантом осуществления наружная окружная поверхность 34 эластомерного уплотнительного элемента 14 характеризуется наличием выступающего буртика 39, непрерывно проходящего по окружности наружной окружной поверхности 34, который предназначен для взаимодействия с комплементарной канавкой, непрерывно проходящей по окружности внутренней поверхности корпуса 46 клапана.

Как показано на фиг. 1, 3 и 4, верхняя поверхность 28 по существу кольцевого эластомерного уплотнительного элемента 14 содержит две вырезанные части 38а, 38b, представляющие вогнутые выемки, расположенные диаметрально противоположно относительно друг друга. Вырезы 38а, 38b имеют соответствующую форму для обеспечения возможности зацепления со штоками 40 запорного диска 42 клапана в клапане в сборе 44.

Как показано на фиг. 1, 2 и 3, седло 10 клапана собрано путем закрепления по существу кольцевого эластомерного уплотнительного элемента 14 сверху жесткого опорного элемента 12. Нижняя поверхность 30 эластомерного уплотнительного элемента 14 содержит выгнутую часть 35, фланцевую часть 31 и скошенную часть 36, которые герметично приклеены к вогнутой части 23, кромке 25, внутренней окружной поверхности 22 и углублению 37 верхней поверхности 20 жесткого опорного элемента 12. Следовательно, по меньшей мере часть нижней поверхности собранного седла 10 клапана образована эластомерным уплотнительным элементом 14. В собранном седле 10 клапана вырезы 38а, 38b открывают часть кромки 25 верхней поверхности 20 жесткого опорного элемента 12.

Седло 10 клапана собрано путем закрепления по существу кольцевого эластомерного уплотнительного элемента 14 сверху жесткого опорного элемента 12. Как показано на фиг. 1, 2 и 3, кольцевой жесткий опорный элемент 12 образован нижней поверхностью 18, верхней поверхностью 20, внутренней окружной поверхностью 22 и наружной окружной поверхностью 24, которая образует часть наружной периферийной поверхности седла 10 клапана. По меньшей мере часть наружной периферийной поверхности седла 10 клапана и по меньшей мере часть нижней поверхности 18 седла 10 клапана образованы жестким опорным элементом 12. За счет открытия по меньшей мере двух поверхностей жесткого опорного элемента 12, в данном варианте осуществления нижней поверхности 18 и наружной окружной поверхности 24 жесткого опорного элемента 12, обеспечивается необходимая конструктивная целостность для удержания эластомерного уплотнительного элемента 14.

Как лучше всего показано на фиг. 3, часть нижней поверхности 18 седла 10 клапана, образованная жестким опорным элементом 12, образует первую окружную поверхность контакта с корпусом 46 клапана, и часть нижней поверхности 18 седла 10 клапана, образованная эластомерным уплотнительным элементом 14, образует вторую окружную поверхность контакта с корпусом 46 клапана. Площадь первой окружной поверхности контакта больше, чем площадь второй окружной поверхности контакта. Аналогично часть наружной периферийной поверхности седла 10 клапана, образованная жестким опорным элементом 12, образует третью окружную поверхность контакта с корпусом 46 клапана, и часть наружной периферийной поверхности седла 10 клапана, образованная эластомерным уплотнительным элементом 12, образует четвертую окружную поверхность контакта с корпусом 46 клапана. Площадь третьей окружной поверхности контакта больше, чем площадь четвертой окружной поверхности контакта. При наличии большей поверхности контакта, образованной в результате взаимодействия между жестким опорным элементом 12 и корпусом 46 клапана, предотвращается нежелательная деформация седла 10 клапана во время эксплуатации.

Как показано на фиг. 4 и 5, собранное седло 10 клапана вставлено в корпус 46 клапана в сборе 44. Скошенный край 26 способствует осуществлению указанного процесса. Во время эксплуатации штоки 40 запорного диска 42 клапана входят в зацепление с вырезами 38а, 38b, причем открытая часть кромки 25 выполняет функцию направляющей поверхности для правильного позиционирования седла 10 клапана в корпусе 46 клапана.

Жесткий опорный элемент 12 и эластомерный уплотнительный элемент 14 имеют по существу кольцевую форму. Предпочтительно жесткий опорный элемент 12 и эластомерный уплотнительный элемент 14 выполнены круглыми, хотя специалисту в данной области техники будет понятно, что жесткий опорный элемент 12 и эластомерный уплотнительный элемент 14 могут иметь другие различные формы, которые находятся в пределах объема прилагаемой формулы изобретения, включая, кроме прочего, эллипс, четырехугольник или любой правильный или неправильный многоугольник, в зависимости от типа применяемого клапана.

Жесткий опорный элемент 12 предпочтительно выполнен из прочного и легкого материала, характеризующегося высокими значениями рабочей температуры и/или давления. Предпочтительно жесткий опорный элемент 12 выполнен из пластикового материала, хотя специалисту в данной области техники будет понятно, что в пределах объема прилагаемой формулы изобретения находятся другие материалы, такие как нержавеющая сталь, сплавы никеля, легкие металлы, углеродные волокна или их комбинации или смеси. Эластомерный уплотнительный элемент 14 предпочтительно выполнен из эластомерного легкого материала, характеризующегося высокими значениями рабочей температуры и/или давления. Предпочтительно эластомерный уплотнительный элемент 14 выполнен из материала на основе сополимера этилена, пропилена и диенового мономера, фторэластомера или перфторэластомера или их комбинации или смеси. Однако специалисту в данной области техники будет понятно, что эластомерный уплотнительный элемент 14 может быть выполнен из других материалов, находящихся в пределах объема прилагаемой формулы изобретения, таких как природный полиизопрен, природный каучук, изопрен, бутадиен, хлоропрен, полихлоропрен, неопрен, бутилкаучук, галогенированный бутилкаучук, стирол-бутадиеновый каучук, нитриловый каучук, эпихлоргидриновый каучук, полиакриловый каучук, силиконовый каучук, фторсиликоновый каучук, полиэфирблокамид, хлорсульфонированный полиэтилен, этиленвинилацетат или их комбинации или смеси.

Предпочтительно эластомерный уплотнительный элемент 14 герметично прикреплен сверху жесткого опорного элемента 12 с применением адгезива, безопасного при использовании с потребительскими продуктами (который является одобренным или совместимым в соответствии с нормами), хотя специалисту в данной области техники будет понятно, что другие средства прикрепления находятся в пределах объема прилагаемой формулы изобретения, при условии что они обеспечивают прочное и водонепроницаемое соединение. Предпочтительно поверхности контакта жесткого опорного элемента 12 и эластомерного уплотнительного элемента 14 перед склеиванием подвергаются пескоструйной обработке, хотя другие средства повышения эффективности адгезионного сцепления также находятся в пределах объема прилагаемой формулы изобретения, включая, кроме прочего, другие методики придания шероховатости поверхности.

В соответствии с альтернативным вариантом осуществления (фиг. 6 и 7) седло 100 клапана содержит по существу кольцевой жесткий опорный элемент 112 и по существу кольцевой эластомерный уплотнительный элемент 114, герметично прикрепленный сверху жесткого опорного элемента 112. Седло 100 клапана характеризуется наличием наружной периферийной поверхности, предназначенной для взаимодействия с корпусом клапана в сборе, причем эластомерный уплотнительный элемент 114 образует внутреннюю уплотнительную поверхность седла 100 клапана, предназначенную для взаимодействия с запорным диском клапана в сборе.

Жесткий опорный элемент 112 имеет по существу кольцевую форму и характеризуется наличием нижней поверхности 118, верхней поверхности 120, внутренней окружной поверхности 122 и наружной окружной поверхности 124, образующей часть наружной периферийной поверхности седла 100 клапана. Ребро 125, проходящее между наружной и внутренней окружными поверхностями 124, 122, характеризуется наличием наружной поверхности 126, которая проходит по существу перпендикулярно к плоскости жесткого опорного элемента 112. Край 128, образованный наружной окружной внутренней поверхностью 120, является вогнутым и проходит от кромки 130 до внутренней окружной поверхности 122, а край, проходящий от поверхности 124 и нижней поверхности 118, является скошенным, что способствует вставке седла 100 клапана в корпус клапана.

Эластомерный уплотнительный элемент 114 также имеет по существу кольцевую форму и характеризуется размерами и формой, которые обеспечивают возможность его прикрепления сверху жесткого опорного элемента 112, вследствие чего полученное в результате седло 100 клапана также является по существу кольцевым. Эластомерный уплотнительный элемент 114 характеризуется наличием верхней поверхности 134, нижней поверхности 136, внутренней окружной поверхности 138, образующей внутреннюю уплотнительную поверхность седла 100 клапана, и наружной окружной поверхности 140, образующей часть наружной периферийной поверхности седла 100 клапана. Нижняя поверхность 136 также характеризуется наличием проходящей вниз кромки 142, образующей канал, форма которого комплементарна форме ребра 125, предназначенный для размещения в нем ребра 125. Нижняя поверхность 136 характеризуется наличием выгнутой части, предназначенной для взаимодействия с вогнутой частью жесткого опорного элемента 112, и скошенной части 146, предназначенной для взаимодействия со скошенным краем 148, образованным между внутренней окружной поверхностью 122 и нижней поверхностью 118 жесткого опорного элемента 112.

Верхняя поверхность 134 по существу кольцевого эластомерного уплотнительного элемента 114 содержит две вырезанные части 150 (показана только одна), расположенные диаметрально противоположно относительно друг друга. Вырезы 150 имеют соответствующую форму для обеспечения возможности зацепления со штоками запорного диска клапана в клапане в сборе.

Как показано на фиг. 7, проходящая вниз кромка 142 способствует созданию более эффективного уплотнения между корпусом клапана и седлом 100 клапана, поскольку наружная поверхность 140 уплотнительного элемента проходит вокруг всей окружности уплотнительного элемента.

Несмотря на то, что в данном документе были описаны конкретные варианты осуществления в целях описания и иллюстрации, специалисту в данной области техники будет понятно, что различные модификации могут быть выполнены без отхода от объема настоящего изобретения.

Группа изобретений относится к клапану и к седлам клапанов. Седло клапана содержит кольцевой жесткий опорный элемент и кольцевой эластомерный уплотнительный элемент, герметично прикрепленный сверху жесткого опорного элемента. Седло клапана характеризуется наличием наружной периферийной поверхности, выполненной с возможностью зацепления с корпусом клапана, и внутренней уплотнительной поверхности, образованной частью эластомерного уплотнительного элемента и выполненной с возможностью зацепления с запорным элементом клапана. Седло клапана содержит один или несколько элементов позиционирования седла клапана, выполненных с возможностью зацепления с валом или штоками запорного элемента клапана, и один или более элементов позиционирования седла клапана открывают часть жесткого опорного элемента, который является направляющей поверхностью для вала или штоков запорного элемента клапана. Техническим результатом является увеличение срока службы, а также упрощение замены уплотнений. 2 н. и 27 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Седло клапана, содержащее,

по существу, кольцевой жесткий опорный элемент и,

по существу, кольцевой эластомерный уплотнительный элемент, герметично прикрепленный сверху жесткого опорного элемента, при этом седло клапана характеризуется наличием

наружной периферийной поверхности, выполненной с возможностью зацепления с корпусом клапана, и

внутренней уплотнительной поверхности, образованной по меньшей мере частью эластомерного уплотнительного элемента и выполненной с возможностью зацепления с запорным элементом клапана,

причем седло клапана содержит один или несколько элементов позиционирования седла клапана, выполненных с возможностью зацепления с валом или штоками запорного элемента клапана, и

причем один или более элементов позиционирования седла клапана открывают по меньшей мере часть жесткого опорного элемента, который является направляющей поверхностью для вала или штоков запорного элемента клапана.

2. Седло клапана по п. 1, в котором эластомерный уплотнительный элемент образует по меньшей мере часть наружной периферийной поверхности седла клапана.

3. Седло клапана по п. 2, в котором эластомерный уплотнительный элемент дополнительно содержит один или несколько выступов, расположенных на наружной периферийной поверхности седла клапана.

4. Седло клапана по п. 2, в котором эластомерный уплотнительный элемент содержит одно или несколько углублений на наружной периферийной поверхности седла клапана.

5. Седло клапана по п. 3, в котором один или несколько выступов непрерывно проходят по окружности наружной периферийной поверхности седла клапана.

6. Седло клапана по п.1, в котором по меньшей мере часть нижней поверхности седла клапана образована эластомерным уплотнительным элементом.

7. Седло клапана по п. 1, в котором по меньшей мере часть наружной периферийной поверхности седла клапана и по меньшей мере часть нижней поверхности седла клапана образованы жестким опорным элементом.

8. Седло клапана по п. 7, в котором часть нижней поверхности седла клапана, образованная жестким опорным элементом, образует первую поверхность контакта с корпусом клапана, и часть нижней поверхности седла клапана, образованная эластомерным уплотнительным элементом, образует вторую поверхность контакта с корпусом клапана, причем площадь первой поверхности контакта больше, чем площадь второй поверхности контакта.

9. Седло клапана по п. 7, в котором часть наружной периферийной поверхности седла клапана, образованная жестким опорным элементом, образует третью поверхность контакта с корпусом клапана, и часть наружной периферийной поверхности седла клапана, образованная эластомерным уплотнительным элементом, образует четвертую поверхность контакта с корпусом клапана, причем площадь третьей поверхности контакта больше, чем площадь четвертой поверхности контакта.

10. Седло клапана по п. 6, в котором седло клапана дополнительно содержит одно или несколько ребер.

11. Седло клапана по п. 10, в котором одно или несколько ребер непрерывно проходят по окружности нижней поверхности седла клапана.

12. Седло клапана по п. 11, в котором край, образованный наружной периферийной поверхностью седла клапана и нижней поверхностью седла клапана, является скошенным.

13. Седло клапана по п. 1, в котором эластомерный уплотнительный элемент в основном изготовлен из каучука на основе сополимера этилена, пропилена и диенового мономера, из перфторэластомера и/или фторэластомера или одной или нескольких их комбинаций.

14. Седло клапана по п.1, в котором жесткий опорный элемент в основном изготовлен из пластикового материала.

15. Седло клапана по п. 1, в котором эластомерный уплотнительный элемент герметично прикреплен сверху жесткого опорного элемента с помощью адгезива.

16. Седло клапана по п. 1, в котором один или несколько элементов позиционирования седла клапана выполнены с возможностью зацепления с одним или несколькими другими компонентами клапана в сборе для правильного позиционирования седла клапана в корпусе клапана.

17. Седло клапана по п. 1, в котором один или несколько элементов позиционирования седла клапана содержат один или несколько вырезов.

18. Седло клапана по п. 1, в котором один или несколько элементов позиционирования седла клапана расположены на верхней поверхности седла клапана.

19. Седло клапана по п. 1, которое имеет два элемента позиционирования.

20. Седло клапана по п. 19, в котором два элемента позиционирования седла клапана расположены диаметрально противоположно относительно друг друга.

21. Седло клапана по п. 1, в котором эластомерный уплотнительный элемент герметично прикреплен сверху жесткого опорного элемента с помощью водостойкого адгезива.

22. Клапан в сборе, содержащий седло клапана по п. 1 и корпус клапана.

23. Клапан в сборе по п. 22, в котором клапан представляет собой разъемный поворотный дисковый клапан.

24. Клапан в сборе по п. 23, в котором разъемный поворотный дисковый клапан содержит запорный элемент клапана, имеющий один или несколько штоков, выполненных с возможностью зацепления с одним или несколькими элементами позиционирования седла клапана.

25. Клапан в сборе по п. 24, в котором количество штоков равно двум.

26. Клапан в сборе по п. 22, в котором эластомерный уплотнительный элемент дополнительно содержит один или несколько выступов, расположенных на наружной периферийной поверхности седла клапана.

27. Клапан в сборе по п. 26, в котором поверхность одного или нескольких выступов контактирует с поверхностью одного или нескольких комплементарных углублений корпуса клапана.

28. Клапан в сборе по п. 22, в котором эластомерный уплотнительный элемент содержит одно или несколько углублений на наружной периферийной поверхности седла клапана.

29. Клапан в сборе по п. 28, в котором поверхность одного или нескольких углублений контактирует с поверхностью одного или нескольких комплементарных выступов корпуса клапана.