Дисковый клапан Советский патент 1984 года по МПК F16K1/22 

2.Клапан по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что основные поверхности кромки заслонки выполнены сферическими с центрами в точках схождения нормалей. 3,Клапан по п. 1, о i л и ч а ю щ к и с я тем, что ocHOBHbie поверхности кромки заслонки выполнены коническими. 1 5 4.Клапан по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что основные поверхности кромки заслонки выполнены тороидальныгуад. 5.Клапан по п. 1, о т л и ч а ю ш, и и с я тем, что основные поверхности кромки заслонки выполнены мультитороидальными.

. 1. ШСКОВЫЙ КЛАПАН, содержащий корпус с проходным каналом, в котором установлены седло с закрепленной ни нем прокладкой и запорный орган, выполненный в виде заслонки с кольцевой уплопщтельной кромкой, установленной на смещенной относительно оси симметрии заслонки п{жводной оси с возможностью вращения и взаимодействия по. линии контакта с прокладкой ( седла, отличающийся тем, что, с целью уменьшения мощности привода, кромка заслонки образована двумя основными поверхностями различного профиля, расположенными по обе стороны от плоскости симметрии заслоики, проходящей через приводную ось, и двумя перехбдными поверхностями, расположенными у плоскости симметрии, при этом точки схождения нормалей к лииии контакта основных поверхностей кромки с прокладкой расположены на оси симметри прокладки по обе стороньг от при водной оси на расстояшш, не превышающем 0,15 диаметра заслонки, а точки пересечения ё нормалей к линии контакта с прокладкой переходных поверхностей кромки с осью симметрии расположены между точками схождения нормалей основных поверхностей.

Изобретение относится к области арматуростроекия. Известна констрзкция дискового клапана, в проходном канале корпуса которого размещены седло с закрепленной на нем прокпаккой к запорный орган, выполнешшй в виде заслонки с кольцевой уплотнительной . кромкой, установленшой на смещенной относительно оси симметрии заслонки приводной оси с возможностью враШения и взаимодействия По лишш контакта с прокладкой седла 11. Недостатком известной конструкции является значительное ipeioie между седлом и дисковым заиор15ым органом, что i-ребует обеспечешя знач11тельных приво,цных усилий как при открытии, так и при закрыпш клаиана. Целью изобретения является уменьшение мощности привода. Для достижения указашюй цели в дисковом клапане, содержащем корпус с ироходиым каналом, в которой установлены седло с закрепленной на нем проклашсой и запорный орган, выполненный в виде заслонки с кольцевой уплотнительной кролткой, установленной на емещенной относительно оси симметрии заслонки приводной оси с возмо костью вращения н взаимодействия по лшгяи контакта с прокладасой седиа, кротка заслон ки образована двумя ооюзнымй поверхностями различного профиля, расположеннылаи по обе стороны от плоскости симметрии заслонки, проходяоцей через приводную ось, и переходными коверхност т, распо ложенны ш у плоскГости симметрии, при этом точки схождеиигя нормалей к яитш ко такта основных поверхностей кромк«5 с прокладаой расположены на оси симмеарии про кладки по обе стороны ot приведши оси на расстоянии, не превышающем 0,15 диаметра заслонки, а точки пересечения нормалей к лкгжи контакта с прокладкой переходщ 1х поверхностей кромки с осью симметрии расположены между точкам схождекня нормалей основных поверхностей. При зтом основные поверхности кромки заслонки могут быть выполнены сферическими с центрами в точках схождения нормалей, ко}шческими, тороидальными или мультитороидальными. На фиг. 1 схематично изображен дисковый клапан, разрез по оси вращения заслонки, смещенной и децентрированной относительно оси ее вращения; на фиг. 2 клапан, разрез перпендикулярно оск вращения; на фиг. 3 - схематическое изображение в перспективе заслонки с нулевым зксцентриситетом; на фиг. 4 н 5 - схемы распределения усилий, испытываемых заслонкой при открытии клапана в случае, когда усилия направлены по оси клапана (фиг. 4) и когда они не направлены по оси, но имеют минимальное плечо (фиг. 5); на фиг. 6- схематическое изображение в перспекгаве заслонки с опорной поверхностью; на фиг. 7 - схема расположения нормалей к опорной поверхности заслонки; на фиг. 8- 10 - варианты получения опорной поверхности заслонки соответственно с помощью даух сфер (фиг. 8), двух конусов (фиг. 9), двух вогнуть(х лучей (фиг. 10); на фиг. Псхематишое изображение заслонки с битороидальной опорной поверхностью. В корпусе 1 дискового клапана выполнен проходной канал 2, в котором размещен запорный орган, выполненный в виде заслонки 3, взаимодействующей своей кольцевой уплотнительной кромкой 4 с прокладкой 5, закрепленной на седле 6. Заслонка 3 смонтирована с возможностью поворота при noMoim OJOcHbix полуосей 7, смещенных и децентрироаанных относительно заслонки 3. Hia фиг. 3 изображен вариант выполнения заслонки с нзлевым смещением центра ,с осью 8 вращения к осью 9 симметрии.

Форма уплотнительной кромки 4 обеспечивает для усилий, испытываемых заслонкой при открытии, по отношению к оси вращения полуосей, величину плеча, близкую к нулю. Направления усилий F наклойены относительно нормали п сечения кромки заслонки в плоскости А, перпендикулярной оси 8 вращения, на величину угла, равного углу трения пары седло - уплртнительиая кромка 4 заслонки 3.

На фиг. 4 и 5 изображены схемы распределения усилий в плоскости А, испытываемых заслонкой 3 при ее открытии, в случае, когда они проходят через ось 8 вращеьтя, и в случае, когда они не проходят через нее, но имеют плечо минимальной величины, при зтом п - нормаль к сечению уплотнительной кромки в плоскости А; F усилие, испытываемое заслонкой 3 при ее открытии; ,N - нормаль к уплотнительной кромке в плоскости, проходящей через ось 9 симметрии; - прямая, соединяющая точку контакта седла с осью вращения; Ц угол трения пары седло - уплотиительная кромка заслонки 3; ot - угол сферического смещения.

Направление нормали п может быть определено для каждой точки уплотнительной кромки 4 в плоскости А.

Формами, позволяющими обеспечить распределение усилий, испытываемых заслонкой, при которых абсолютная величина усилий и их плечо относительно оси 8 вращения минимальны, являются формы, при которых нормали N к уплотнительной кромке 4 заслонки 3 на каждом из круговых участков 1 ти 1 , расположенных по ту и другую сторону плоскости симметрии заслонки 3, прходящей через ось 8 вращения, пересекают ось 9 симметрии в двух точках Б, и Bi находящихся от приводной оси на расстояни не превыщающем 0,15 диаметра заслонки. В зонах, расположенных у плоскости симметрии, определенных сектором У , точки пересечения нормалей к уплотнительной кромке расположены между точками Б j и Bj схождения нормалей основных, поверхностей, огранн 1енных участками ( к , (фиг. 6П).

Формы поверхностей уплотнительной кромкн, отвечающие этим условиям, могут самыми различными и представлять собой, нп ример, сопряже1 ие двух сферических частей

10 и 11 (фиг. 8) с центрами в точках Б и Бт, соединенных между собой непрерывной последовательностью элементарных сферических поверхностей 12, обеспечивающих переход от одной поверхности к другой; либо сопряжение двух конических частей 13 к 14 (фиг. 9) с дентрами, лежащими на оси симметрии седла, нормали которых, проходящие через точки контакта с седлом, сходятся в точках Bj и Б2, причем ука.эанные основные поверхности соединены непрерывной последовательностью переходных конических поверхностей 15; либо сопряжение двух тороидальных поверхностей 16 и 17 (фиг. 10) с центрами 18 и 19 образующего круга 20 и 21, точки контакта 22 и 23 между седлом и заслонкой и точки В j и В 2 которых находятся на одной линии, причем сопряжение между двумя торами осуществляется непрерьгеной последовательностью переходных тороидальных поверхностей 24.

На фиг. 10 изображена вогнутая тороидальная форма, но она может быть также и выпуклой тороидальной или сопряжением двух битороидальных поверхностей 25 и 26 (фиг. 11), форма которых состоит из двух тороидальных частей с центрами 2730 окружностей 31-34 радиусов Rj и Rj, при этом точки 35 и 36 контакта между седлом и заслонкой и точки BI и..Б2 находятся на одной линии. Аналогичным образом сопряжение двух л1ультитороидальньгх поверхностей осуществляется непрерывной последовательностью переходных мультитороидальных форм.

Переход клапана из открытого положения, при котором заслонка 3 располагается параллельно оси проходного канала корпуса, в закрытое обеспечивается путем поворота заслон,ки на угол, равный 90°, в конце которого уплотнительная кромка заслонки с усилием упирается в седло, сжимая прокладку и обеспечивая, таким образом, герметичность перекрытия канала.

Предлагаемая форма уплотнительной кромки обеспечивает такое распределение усилий, испытываемых заслонкой, при котором их абсолютная величина и плечо относительно оси вращения минимальны, что позволяет максимально уменьщить трение между седлом и заслонкой и вращающий момент, необходимый для открытия.

IX

-7

Фиг.г

Фа2 S

П