Запорное устройство Советский патент 1986 года по МПК F16K3/00 

2, Устройство по п. 1 , о т л и- чающееся тем, что часть каждой полуповерхности седла, расположенная выше продольной оси патрубков, выполнена плоской, переходящей в криволинейную.

1

Изобретение относится к арматуро- строению.

Целью изобретения является умень шение габаритов устройства и усилия привода.

На фиг. 1 - устройство с запорным органом в закрытом положении, продольный разрез; на фиг, 2 - раз рез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - устройство без запорного органа, продольный разрез; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 - устройство, второй вариант исполнения,про- дольный разрез; на фиг. 6 - разрез В-В н фиг.5; на фиг. 7-устройство по фиг.5

без запорного органа, продольньш разрез; на фиг. 8 - поперечный разрез Г-Г на фиг. 7; на фиг. 9 - разрез Д-Д на фиг. 5 с частичным вы- рывом; на фиг. 10 - разрез Е-Е на фиг. 6; на фиг. II - запорный орган по второму варианту исполнения, в

.аксонометрии; на фиг, 12 - уплотни- тельная поверхность по второму варианту исполнения, в аксонометрии; на фиг. 13и А, 15и16- частичные разрезы по диаметральной плоскости, проходящей через ось патрубков, иллюстрирующие два варианта соединения половин запорного органа; на фиг. 17 - частичный разрез по горизонтальной плоскости, проходягаей несколько ниже оси патрубков; на фиг. 18 - другая конструкция устройства по второму варианту исполнения, продольный разрез; на фиг. 19 - разрез Ж-Ж на фиг, 18; на фиг. 20 - устройство по фиг. 18 без за порного органа, продольный разрез; на фиг. 21 - разрез И-И на фиг. 20; на фиг. 22 и 23 - диаграммы линий уп- лотнитёльных поверхностей в двух вариа;нтах исполнения.

Запорное устройство включает корпус 1 Т-образной формы, отлитый

3, Устройство по п. 1, о т л и чающееся тем, что в зоне пересечения двух полуповерхностей седла выполнена лыска.

5

0

5

0

5

из чугуна или другого металлического сплава или из пластмассы, В корпусе 1 имеются горизонтальные патрубки 2 с продольной осью Х-Х для входа и выхода транспортируемой жидкости, которые предназначены для соединения при помощи, например, фланцев с трубой (не показана) , и трубообразная камера 3 с вертикальной осью У-У.

В патрубках 2 имеется внутренняя полость 4 цилиндрической формы круглого сечения, а в трубообразной камере 3 имеется внутренняя полйсть 5 с осью У-У также цилиндрическая, но слегка эллиптического сечения. Полость 4 прерывается в месте пересечения с продолжением камеры 3 поверхностью седла 6, образованного патрубками 2.

Седло 6 предназначено для взаимодействия после перемещения из верхнего открытого положения в нижнее закрытое положение запорного органа 7, приводимого в движение при помощи штока 8 управления с резьбой, и осью У-У. Верхний конец щто- ка 8 смонтирован с возможностью вращения без перемещения в йерх1ней .срьшке корпуса 1 (не показана , а его нижний конец взаимодействует с гайкой (не показана, наглухо заделанной в верхней части запорного органа 7. Плоскостями симметрии запорного органа 7 служат вертикальная плоскость Q , включающая в себя оси Х-Х и У-У, и вертикальная плоскость Р, включающая в себя ось У-У, но перпендикуляриая оси X- X.. . ,

Запорный орган 7 может быть изготовлен из любого соответствуище- го материала, такого, например, как серый чугун, чугун со сфероидаль15

20

ным графитом, сталь, медный сплав, пластмасса, любым подходящим способом (точное литье, штамповка, станочная обработка и т.д.) В данном случа1е запорный орган 7 является полым, состоит из двух половин, полностью обтянутых герметизирующей резиновой прокладкой 9, и имеет форму крьшки, перпендикулярной оси X-X и соответствующей f размерам внутренней полости 4 патрубков 2 и форме седла 6 с тем, чтобы входить между патрубками 2 и герметично упираться в седло 6. В верхней части запорного органа 7, кроме кожуха 10, в котором расположена гайка штока 8 управления, имеются две пары направляющих элементов 1, параллельных оси X-X и расположенных по обе .стороны вертикальной плоскости Q .

.Направляющие элементы 11.взаимодействуют с двумя вертикальными направляющими злементами 12, расположенными в вертикальной плоскости симметрии Р запорного устройства внутри камеры 3,образуя выступ относительно внутренней полости 5 этой камеры.

Изобретение включает два варианта выполнения поверхности седла 6 и запорного органа 7.

Форма герметизирующей резиновой прокладки 9 запорного органа 7 аналогична уплотнительной поверхности седла 6 и выполнена в плоскости 35 Q, перпендикулярной продольной оси Х-Х патрубков 2, Х-рбразной формы и образована двумя полуповерхност} - ми 13, симметричными по отношению к плоскости Р, перпендикулярной про- дольной оси Х-Х патрубков 2.

Каждая полуповерхность 13 уплот-- нительной поверхности седла 6 вьг- полнена профилированной и содержит

25

30

На фиг. 5-12 предс вариант выполнения ус гласно которому кажда ность 13 уплотнительн ти седла 6 вьтолнена ходящей выше продольн Фпатрубков 2 в криволи верхние участки полуп лежащие выше продольн имеют две сходящиеся плоскости, причем вел ла при вершине равна Ниже продольной оси X тельные полуповерхнос криволинейными. Такое позволяет несколько у струкцию.

На фиг, 18-21 пока вариант вьтолнения уп поверхности седла 6, рому в зоне пересечен поверхностей 13 вьтол что позволяет выполня запорный орган 7 с бо допусками. .

На фиг. 22 предста на плоскость Q линии поверхности седла 6. L, N, М и Kg, ют в себя участки: ве 0, нижние N, М иК,, точные, переходные и между собой верхние у ние участки О, L,N и С целью уменьшения го продольного размер (расстояние К, Kj) пу ;ния параллельно ОСИ Х ричные кривые приближ другой таким образом,

секаются в точках L и .

В связи с этим поверхность седла в п плоскость О представл

(по первому варианту исполнения кри ность кривых К, О, L,

волинейные верхнюю 14, нижнюю 1э части и промежут очную геликоидальную зону 16. Все участки уплотнительной поверхности седла 6 плавно соединены между собой, им соответствуют участки 17, 18 и 19 герметизирующей прокладки 9 запорного органа 7,

Таким образом, уплотнительные поверхности седла 6 и запорного органа 7 имеют две непрерьшные полуповерхности, пересекающиеся в диаметральной зоне оси Х-Х патрубков 2.

N.. М,

50

55

2 г

Запорный орган 7 д риантов состоит из дв лочек 21, соединенных штифтами 22, выполнен из оболочек 21 и вход нические гнезда 23 на ке 21. Имеются также друг в друга внутренн выполненные на оболочк пятствующие их раздавл создании на запорном о метизирующей прокладк

15

20

f35

25

30

На фиг. 5-12 представлен другой вариант выполнения устройства, согласно которому каждая полуповерх- ность 13 уплотнительной поверхности седла 6 вьтолнена плоской, переходящей выше продольной оси X-X Фпатрубков 2 в криволинейную, т.е. верхние участки полуповерхностей 13 лежащие выше продольной оси X-X, имеют две сходящиеся прямолинейные плоскости, причем величина ползгуг- ла при вершине равна или больше 20. Ниже продольной оси X-X уплотни- тельные полуповерхности 13 остаются криволинейными. Такое вьшолнение позволяет несколько упростить конструкцию.

На фиг, 18-21 показан е ще один вариант вьтолнения уплотнительной - поверхности седла 6, согласно которому в зоне пересечения двух полуповерхностей 13 вьтолнена лыска 20, что позволяет выполнять седло 6 и запорный орган 7 с более большими допусками. .

На фиг. 22 представлена проекция на плоскость Q линии уплотнительной поверхности седла 6. Кривые К, О, L, N, М и Kg, г 2 включают в себя участки: верхние К, О, К, 0, нижние N, М иК,, Н w промежу-- точные, переходные и соединяющие между собой верхние участки и ниж ние участки О, L,N и 0, L, Mg. С целью уменьшения максимального продольного размера седла 6 (расстояние К, Kj) путем пёремеще- ;ния параллельно ОСИ Х-Х две симметричные кривые приближены одна к другой таким образом, что они пересекаются в точках L или Ъ на оси .

В связи с этим з лотнительная поверхность седла в пр1бекции на плоскость О представляет собой общ-

ность кривых К, О, L,

ность кривых К, О, L,

N.. М,

0

5

N, М, Kg, 0,

2 г

Запорный орган 7 для описанных вариантов состоит из двух тонких оболочек 21, соединенных коническими штифтами 22, выполненными на одной из оболочек 21 и входящими в конические гнезда 23 на другой оболочке 21. Имеются также упирающиеся друг в друга внутренние выступы 24, выполненные на оболочках 21, препятствующие их раздавливанию при создании на запорном органе 7 герметизирующей прокладки 9, которую

впрыскивают под давлением в форму, в которой находится запорный орган 7. .

Кроме того, на внутренних поверхностях оболочек 21 имеются два штиф та 25, препятствующие разделению оболочек 21 в результате сдвига при закрытии устройства в случае, если под запорный орган попадет какой- либо посторонний лредмет. Герметизирующая прокладка 9 имеет переменную толщину, образуя утолщение 26 в зоне уплотнительной кромки. Запорный орган 7 может быть выполнен монолитным.

Устройство работает следующим образом.

При закрытии штоком 8 управления запорный орган 7 под действием давления транспортируемой жидкости прижимается к части седла 6, противоположной направлению этого давления , и поверхностью уплотнения является линия К, L, , М (фиг, 22).

Если спроецировать эту линию герметичности на диаметральную плоскость, проходящую через ось Х-Х и перпендикулярную оси У-У, то по второму варианту изобретения получается заштрихованная поверхность в форме полумесяца, представленная в нижней чд.сти фиг. 23, Это поверхность, по которой следует приложить усилие для открытия запорного органа 7 и преодоления давления жидкости, которое она испытывает. Сопротивление, которое необходимо преодолеть

S

для открытия запорного органа 7, есть произведение от умножения преодолеваемого давления на площадь г спроецированной поверхности (заштри хованной на фиг. 23). Сопротивление при одной и той же величине давления жидкости тем больше, чем больше площадь спроецированной поверхности, 0 При уменьшении площади за счет вьИ полнения уплотнительных поверхностей седла 6, а следовательно, и запорного органа 7 предлагаемой геометрии уменьшается сопротивление, которое надо преодолеть для oткpь - тия запорного органа 7, т.е. можно использовать приводные средства меньшей мощности и размеров

Кроме того, уменьшается продольный размер, т.е. расстояние между фланцами патрубков 2, измеренное параллельно оси X-X, при одном и том же диаметре трубы и при одной и той же величине минимального угла между осью X-X и плоскостью, каса- тельной к уплотнительной поверхнос. ти седла 6,

Благодаря форме седла 6 и форме запорного органа 7 последний пере- мещается к седлу 6 или удаляется . от него с минимальным трением,, поскольку поверхности, которые должны войти в контакт для обеспечения герметичности, перемещаются относительно друг друга практически без скольжения. Из зтого вытекает, что герметизирующая резиновая прокладка 9. подвергается минимальному износу.

0

5

0

А-А

Б-6

В

-I

Y Q 10 п

Л. / J. J:

В-В

12

Фаг.6

ФагЛ

г-г

16

Фиг. 8

й-Д

iZ- JL

Ю

Е-

26

г-р .

26

Фиг. 10

Фаг.П

23Фи.г.13

0u.a.f4

Фи.г.15

Фиг. 16

26

Ж-Ж

Фaг.fS

И-И

Фи.г.11

Фиг.20

Фиг. 2 2

Редактор И. Рыбченко Техред3.Палий

Заказ 1141/63 Тираж 880Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий П3035, Москва, , Раушская наб,, д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Фие.23

Корректор И. Эрдейи