Затвор клапана Советский патент 1984 года по МПК F16K1/38 F16K25/04 

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и предназначено, преимущественно, для систем высокого давления.

Известна запорная нара седло-запорный Орган, на одном из элементов которой выполнены два упругих оболоченных элемента с уплотнительными кромками, образующих с жестким телом одного из элементов запорной пары кольцевую полость, в которой размещен уплотнительный элемент 1.

Однако это устройство характеризуется недостаточной надежностью в условиях воздействия высокого давления среды.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является затвор клапана, содержащий коническое седло с уплотнительной поверхностью и взаимодействующий с ним запорный орган, -включающий уплотнительный элемент, установленный в кольцевой полости, образуемой телом запорного органа и упругими оболочечными элементами с уплотнительными кромками, и выполненный из материала, способного к упругой или пластической деформации 2.

Однако это устройство характеризуется недостаточной надежностью устройства вследствие выхода из строя уплотнительного элемента при воздействии высоких давлений.

Цель изобретения - повыщение надежности затвора клапана.

Указанная цель достигается тем, что в затворе клапана, содержащем коническое седло с уплотнительной поверхностью и взаимодействующий с ним запорный орган, включающий уплотнительный элемент, установленный в кольцевой полости, образуемой телом запорного органа и упругими оболочечными элементами с уплотнительными кромками, и выполненный из материала, способного к упругой или пластической деформации, один из упругих оболочечных элементов выполнен в виде цилиндрического выступа с уплотнительной кромкой, охватывающего уплотнительный элемент со стороны уплотнительной поверхности седла с образованием с кромкой другого упругого оболочечного элемента кольцевого зазора, причем уплотнительными кромками цилиндрического выступа и упругого оболочечпого элемента образована общая уплотнительная коническая поверхность, образующая которой наклонена к образующей уплотнительной поверхности седла под углом с верщиной, обращенной навстречу движению рабочей среды.

На фиг. 1 изображен затвор клапана, разрез; на фиг. 2 и 3 - взаимное расположение уплотпительных кромок запорного органа и уплотнительной поверхности седла в зависимости от направления рабочей среды.

Корпус запорного органа 1 имеет жесткую часть 2 и упругий оболочечный элемент.

выполненный в виде цилиндрического выступа 3 с уплотнительной кромкой 4. С корпусом запорного органа соединен грибок 5, который имеет жесткую часть 6 и конический упругий оболочечный элемент 7 с уплотнительной кромкой 8. Упругие оболочечные элементы 3 и 7 вместе с жесткими частями 2 и 6 корпуса запорного органа 1 и грибка 5 образуют кольцевую полость А, в которой расположен уплотнительный элемент 9, выполненный из материала, способного к больщой деформации без разрущепия, например из эластомерного материала или из пластичного материала, имеющего температуру рекристаллизации ниже температуры эксплуатации затвора. Между уплотнительными кромками 4 и 8 упругих оболочечных элементов 3 и 7 образован узкий кольцевой зазор Б, также заполненный уплотнительным элементом 9.

Затвор содержит жесткое конусное седло 10, с уплотнительной поверхностью 11 которой контактируют уплотнительные кромки 4 и 8 упругих оболочечных элементов 3 и 7, а также элемент 9 по кольцевому зазору Б между кромками 4 и 8.

Уплотнительные кромки 4 и 8 образуют общую коническую поверхность, угол конусности которой отличается от угла конусности седла 10. Он больще угла конусности седла 10 при направлении давления

со стороны цилиндрического оболочечного элемента 3 (фиг. 2) и меньще угла конусности седла 10 при направлении давления со стороны конического оболочечного элемента 7 (фиг. 3), т.е. верщина угла между образующими уплотнительных поверхностей запорного органа и седла всегда обращена навстречу движению потока. Величина отличия углов конусности запорного органа 1 и седла 10 зависит от размеров (диаметра) запорного органа, величины герметизируемого давления и величины силы прижатия запорного органа к седлу.

Затвор работает следующим образом. При закрывании затвора первой вступает в контакт с седлом 10 уплотнительная кромка того упругого оболочечного элемента 3 или 7 запорного органа 1, который расположен со стороны подачи давления. Под действием управляющей силы происходит упругая деформация этого оболочечного элемента 3 или 7 и одновременно деформация уплотнительного элемента 9, компенсирующая погрешности формы и расположения уплотнительных поверхностей седла 10 и запорного органа 1. При этом уплотнительный элемент 9 несколько выдавливается в зазор и вступает в контакт с седлом 10 по

кольцевому зазору Б. Последней вступает в контакт с седлом 10 уплотнительная кромка оболочечного элемента 3 или 7, примыкающего к полости выхода, подкрепляя при

этом уплотнительный элемент 9 и ограничивая его выдавливание. Полость А расположения уплотнительного элемента 9 оказывается в результате полностью замкнутой, давление среды на примыкающий к полости подачи упругий оболочечный элемент 3 или 7 и управляющая сила способствуют лучшему заполнению микронеровностей уплотнительной поверхности 11 эластичным или пластичным уплотнителем 9 и улучшению герметизации.

Технико-экономическая эффективность изобретения состоит в следующем.

Использование в затворе одновременно упругих оболочечных элементов и эластичных или пластических уплотнителей с большой деформацией повышает способность затвора к компенсации погрешностей формы

и расположения уплотнительных поверхностей за счет деформации этих элементов, а также повышает герметичность затвора.

Кроме того, в конструкции способный к большой деформации уплотнительный элемент защищен от вымывания потоком среды упругими оболочечными элементами, причем при малых зазорах между запорным органом и седлом, когда эрозия обычно особенно велика, оболочечные элементы первыми вступают в контакт и уменьшают этим эрозию уплотнителя. Образованная коническими поверхностями запорного органа и седла плавно расширяющаяся по направлению потока кольцевая щель обуславливает спокойное, без завихрений, течение среды на участке уплотнения и соответственно меньшее эрозионное изнашивание поверхностей.

ЗАТВОР КЛАПАНА, содержащий коническое седло с уплотнительной поверхностью и взаимодействующий с ним запорный орган, включающий уплотнительный элемент, установленный в кольцевой полости образуемой телом запорного органа и упругими оболочечными элементами с уплотнительными кромками, и выполненный из материала, способного к упругой или пластической деформации, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, один из упругих оболочечных элементов выполнен в виде цилиндрического выступа с уплотиительной кромкой, охватывающего уплотнительнь й элемент со стороны уплотнительной поверхности седла с образованием с кромкой другого упругого оболочечного элемента кольцевого зазора, причем уплотнительными кромками цилиндрического выступа и другого оболочечного элемента образована общая уплотнительная коническая поверхность, образующая которой наклонена к образующей уплотнительной поверхности седла под углом с вершиной, обращенной навстречу движению рабочей среды. &

Фиг.