Уплотнительный узел клапана Советский патент 1984 года по МПК F16K1/38 F16K51/02 

Изобретение относится к дроссельио-регулирующей и запорной арматуре, предназначенной для работы в условиях вакуума, высоких давлений, повышенных температур.

Известен клапанный узел, содержащий конусные запорный орган и седло 1.

Недостатками известного устройства являются недостаточная надежность и долговечность.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является уплотнительный узел клапана, содержащий запорную нару в виде седла и конусного запорного органа и подвижную втулку 2.

Недостатком известного устройства является недостаточная надежность работы в условиях высокого давления (вакуума) и повышенных температур.

Целью изобретения является повышепие надежности в условиях высокого давления или вакуума и повышенных температур.

Указанная цель достигается тем, что в уплотнительном узле клапана, содержащем запорную пару в виде седла и конусного запорного органа и подвижную втулку, последняя внутренней или наружной поверхностью упруго сопряжена с ответной поверхностью одного из элементов запорной пары, причем другой элемент запорной пары снабжен упором для подвижной втулки, а между сопрягаемыми поверхностями размещен слой антифрикционного материала.

На фиг. 1 изображен уплотнительный узел клапана (а - с цилиндрическим выходным патрубком, б - с коническим выходным патрубком); на фиг. 2 - уплотнительный узел клапана с втулкой бочкообразной формы; на фиг. 3 (а, б) - варианты уплотнительного узла клапана.

Уплотнительный узел клапана содержит корпус 1 с выходным патрубком 2, запорную пару в виде седла 3 и конического запорного органа 4 и подвижную втулку 5. Втулка 5 сопрягается внутренней конической поверхностью 6 или наружной поверхностью 7 с ответной поверхностью элементов запорной пары посредством упругого элемента, например таре;1ьчатой пружины 8. Сопрягае мые поверхности отделены друг от друга слоем 9 антифрикционного .материала.

В одном HaiuianTe исполнения втулка 5 внутренней конической поверхностью 6 сопрягается с ответной конической поверхностью 10 iia запорном органе 4, при этом другой элемент запорной пары -- седло 3 снабжен упором 11 для втулки 5.

В другом варианте исполнения втулка 5 наружной к()ической поверхностью 7 сопрягается с ответной конической поверхностью 12 седла 3, при этом другой элемент уплотпительного узла - запорный орган 4 снабжен упором 11 для втулки 5.

В условиях работы с загрязненной рабочей средой целесообразно на поверхности, противоположной сопрягаемой, выполнить концентрические карманы 13 (фиг. 36) и заполнить их пластичным материало.м (инднй, свинец, фторопласт и ДР-)У лотнктельный узел имеет запорные поверхности 14 и 15 (фиг. ) или б и 17 (фиг. 3).

В области крайних участков втулки 5 сопрягаемые гюверхности выполнены по кривой, обеспечивающей градиент давления в антифрикционно.м слое и, следовательно, сохранность его (на чертеже не показано). Втулка 5 выполнена тонкостенной. Критерий тонкостенности - необходимая деформации при создании запорной контакт0 ной нагрузки по наружной и внутренней поверхностям втулки 5 (относительно седла 3 и запорного органа 4) должна быть в пределах упругости материала втулки 5. При этом для обеспечения многоцикловой рабо5 ты, напряжения в материале втулки 5 должны соответствовать напряжениям, обеспечивающим требуемую цикличность с учетом температурных условий работы узла.

Клапанный узел работает следующим образом.

В закрытом положении запорные поверхности 14 и 15 (фиг. 1) или 16 и 17 (фиг. 3) находятся под необходи.мой контактной нагрузкой, так как втулка 5 установлена с натягом от действия запорного органа 4. При

j открытии запорный орган 4 поднимается вверх. Первоначально перемещение происходит по поверхности 6 или 7 втулки 5, отделенной от ответной поверхности слоем 9 антифрикционного материала, при этом тарельчатая пружина 8 стремится вернуть

втулку 5 в прежнее положение. В результате смепдения по конусу уменьшаются напряжения в стенках втулки 5 и диаметр ее изменяется. Контактная нагрузка по запорным поверхностям 14 и 15 или 16 и 17 ис5 чезает. После этого радиально размыкаются запорные поверхности и запорный орган 4, поднимаясь, занимает необходимое положение, обеспечивая потребную протечку среды через уплотнительный .

При закрытии клапана запорный орган 4 перемещается вниз. Втулка 5 упором 11 фиксируется С тносительно ответной запорной поверхности 14 и 15 или 16 и 17, после чего запорный орган 4 (фиг. 1) или сама втулка 5 (фиг. 3) скользит по антифрикцион5 ному слою 9. Втулка 5, деформируясь радиально, создает потребную контактную нагрузку на запорных поверхностях 14 и 15 или 6 и 17.

Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в повышении герметичности, увеличении ресурса, упрощении ремонта (смена втулки и слоя антифрикционного материала), уменьшении конусности затвора, что позволяет увеличить контактную нагрузку на запорных поверхностях при меньшей осевой запорной силе.

/Л v и / и

УПЛОТНИТЕЛЬНЫЙ УЗЕЛ КЛАПАНА, содержащий запорную пару в виде седла и конусного запорного органа и подвижную втулку, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности в условиях высокого давления или вакуума и повышенных температур, подвижная втулка внутренней или наружной поверхностью упруго сопряжена с ответной поверхностью одного из элементов запорной пары, причем другой элемент запорной пары снабжен упором для подвижной втулки, я между сопрягаемыми поверхностями размещен слой антифрикционного материала. о (Л с ч 00 Фиг.1