Вентиль Советский патент 1985 года по МПК F16K1/14 

оо ел со 4;ii

Изобретение относится к химическому машиностроению, а более конкретно к конструкциям трубопроводной арматуры, предназначенной для использования в технологических процессах в химической, микробиологической, пищевой, медицинской и фармацевтической отраслях промышленности.

Известен вентиль, содержащий размещенный в корпусе шаровой запорный орган, взаимодействующий с седлом 1 .

Недостатком этого устройства является низкая надежность, так как шаровой запорный орган контактирует с седлом каждый раз по одной и той же уплотнительной поверхности, что вызывает ее выработку и нарушает герметичность вентиля.

Известен вентиль, запорный орган которого, взаимодействующий с седлом, выполнен в виде шара, соосного шпинделю и свободно расположенного внутри жесткой подвески, связанной со шпинделем, причем между запорным органом и шпинделем предусмотрен зазор

В известном вентиле при подаче рабочей среды под запорный орган обеспечивается его проворот, что позволяет изменять контактную уплотнительную поверхность при каждом цикле срабатывания.

Однако при подаче рабочей среды на запорный орган контактная уплотнительная поверхность при каждом срабатывании остается неизменной, так как шар неподвижен внутри подвески, что вызывает ее выработку и негерметичность вентиля.

Цель изобретения - обеспечение герметичности вентиля при любом направлении потока рабочей среды за счет изменения положения контактной поверхности запорного органа при каждом цикле срабатывания.

Цель достигается тем, что в вентиле, запорный орган которого, взаимодействующий с седлом и шпинделем, выполнен в виде шара, соосного шпинделю и свободно расположенного внутри жесткой подвески, связанной со шпинделем, причем между запорным органом и шпинделем имеется зазор, шпиндель снабжен сферической опорой, установленной с возможностью взаимодействия с подвеской, а его ось смещена относительно оси сёдла, при этом на подвеске выполнены две торовые поверхности, одна из которых взаимодействует с наружной поверхностью запорного органа, а другая - со сферической опорой шпинделя.

На фиг. 1 представлен вентиль, разрез;

на фиг. 2-6 - схемы последовательного взаимного положения щара, подвески, седла и шпинделя в процессе открытия и закрытия вентиля при высоте подвески h и зазоред, ; на фиг. 7 - схема взаимного положения запорного органа, подвески и седла при высоте подвески h, h; на фиг. 8 и 9 - схема взаимного положения запорного органа подвески и седла при зазоре

Аг А,

Вентиль содержит размещенные в корпусе 1 запорный орган 2 в виде шара, шпиндель 3 со сферической опорой 4 и подвеску 5. Запорный орган 2 взаимодействует с седлом 6. Подвеска 5 снабжена торовой поверхностью 7, взаимодействующей с наружной поверхностью запорного органа 2, и торовой поверхностью 8, взаимодействующей со сферической опорой 4.

Ось щпинделя 3 смещена относительно оси седла 6 на величину л (фиг. 2), а между шпинделем 3 и запорным органом 2 предусмотрен зазор А, (фиг. 2).

Запорный орган 2 в виде шара свободно располЬжен внутри подвески 5 и контактирует с последней по торовой поверхности 7.

Центр Oi сферической опоры 4 лежит на оси шпинделя 3, при этом R, R (фиг. 2)

Работа вентиля осуществляется следующим образом.

Размеры высоты подвески и зазора между штоком и шаром составляют соответственно h и л, . При закрытии вентиля шпиндель 3 опускается вниз. Вместе с ним опускается подвеска 5 с запорным органом 2. Запорный орган 2 касается седла 6 в т. 3 (фиг. 3) и при дальнейшем опускании шпинделя 3 в пределах зазора д., запорный орган 2 проворачивается вокруг т. 3 и опускается в седло 6. Шпиндель 3, выбрав зазор Ai , прижимает запорный орган 2 к седлу 6, а подвеска 5 свободно ложится на седло 6 (фиг. 4).

При открытии вентиля шпиндеЛь 3 поднимается вверх, подвеска 5 подхватывается сферической опорой 4 и поднимается вместе со шпинделем 3 до тех пор, пока торовой поверхностью 7 не коснется поверхности запорного органа 2 в т. 1 (фиг. 4).

При дальнейшем подъеме шпинделей 3 торовая поверхность 7 будет скользить по запорному органу 2 до полного его обхвата, одновременно торовая поверхность 8 будет скользить по сферической опоре 4. Таким образом, подвеска 5 займет промежуточное положение, повернувшись вокруг своего центра вращения на угол л и подхватив запорный орган 2 уже не в т. 1 и 2, а соответственно в т. 1 и 2 (фиг. 5).

При дальнейшем подъеме шпинделя 3 подвеска 5 будет отрывать запорный орган 2 от седла 6, при этом контакт его поверхности с седлом будет перемещаться из точки 3 в точку 3 до тех пор, пока шар и подвеска 5 не вернутся в вертикальное положение (фиг. 6) благодаря весу шара и контакту шпинделя 3 с подвеской 5 по сферическим поверхностям (опоры 8 и поверхности 7).

Следовательно, при опускании запорного органа 2 в седло 6 подвеска 5 контактирует с запорным органом 2 в точках 1 и 2, а после прижатия шпинделем 3 и последующего подъема последнего, подвеска 5 контактирует с запорным органом 2 в новых т. Г и 2 поворачивая последний на угол у .

При решении некоторых компоновочных вопросов может возникнуть необходимость в уменьшении угла поворота у . Для этого следует увеличить высоту подвески h (т.е. hi h), тогда центр вращения Ог поднимется, а угол поворота подвески будет о, - ft. и у, (фиг. 7).

При необходимости уменьшить ход шпинделя 3 следует уменьшить зазор д , т.е., (фиг. 8). Зазор Л| может быть соизмерим с л . В этом случае при опускании запорного органа 2 в седло 6 и прижатии его

шпинделем 3 подвеска 5 не садится на седло 6, а сразу устанавливается с поворотом на угол , торовой поверхностью 7 располагаясь на сферической опоре 4 щпинделя 3, а торовой поверхностью 8 обхватывая запорный орган 2 (фиг. 9).

Таким образом, изобретение позволит повысить надежность вентиля, так как независимо от направления потока жидкости, проходящей через вентиль, подвеска, шарнирно установленная на штоке, взаимодействуя с запорным органом при опускании и подъеме штока, принудительно вращает запорный орган, обеспечивая изменение контактнЪй уплотнительной поверхности при каждом цикле срабатывания, что предотвращает выработку контактных поверхностей и обеспечивает герметичность вентиля.

Фмг.1

Фмг.2

Фиг.8

ВЕНТИЛЬ, запорный орган которого, взаимодействующий с седлом и шпинделем, выполнен в виде шара, соосного шпинделю и свободно расположенного внутри подвески, связанной со шпинделем, причем между запорным органом и шпинделем имеется зазор, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности герметизации шарикового клапана при любом направлении движения потока рабочей среды за счет изменения положения контактной поверхности запорного органа при каждом цикле срабатывания, шпиндель снабжен сферической опорой, установленной с возможностью взаимодействия с подвеской, а его ось смеш,ена относительно оси седла, при этом на подвеске выполнены две торовые поверхности, одна из которы.х взаимодействует с наружной повер.хностью запорного органа, а другая - со сферической опорой шпинделя.