Запорно-регулирующее устройство Советский патент 1993 года по МПК F16K3/28 

Изобретение относится к арматурост- роению и может найти применение в жилищном и промышленном строительстве,в различных отраслях промышленности и в сельском хозяйстве для магистральных и распределительных трубопроводов тепло- и водоснабжения общего назначения.

Поставленная цель достигается тем, что в известном запорном устройстве, содержащем корпус с проходным каналом и подводящим патрубками, механизм перемещения рабочего органа перпендикулярно потоку среды, цилиндрическую направляющую камеру с размещенным в ней рабочим органом, состоящим из эластичного запорного элемента, установленного на шпинделе, согласно изобретению, цилиндрическая направляющая камера выполнена по диаметру больше диаметра подводящих патрубков в 1,4 раза, а рабочий орган дополнительно снабжен направляющим диском и круглой регулировочной гайкой и установлен с возможностью разделения камеры на верхнюю и нижнюю части, Запорный элемент рабочего органа выполнен в виде дву- . сторонней манжеты с внутренней полостью

и установлен на шпинделе между направляющим диском и круглой регулировочной гайкой, которая по диаметру равна диаметру направляющей камеры. В шпинделе выполнен канал в виде продольного и двух поперечных отверстий, внутренняя полость запорного органа и проходной канал связаны одним из поперечных отверстий, а верхняя часть камеры и проходный канал связаны другим поперечным отверстием с установленным в нем клапаном,

На фиг.1 изображен фронтальный за- порно-регулирующего устройства; на фиг.2 - горизонтальный разрез устройства по оси подводящих патрубков.

Предлагаемое запорно-регулирующее устройство состоит из корпуса 1, в котором выполнены подводящие патрубки 2 диаметром и направляющая камера 3 диаметром d, в которой на шпинделе 4 установлен рабочий орган 5, состоящий из направляющего диска 6, запорного элемента 7 и регулировочной гайки 8.

Направляющий диск 6 и регулировоч- ная гайка 8 являются направляющими для рабочего органа 5 и имеют диаметр равный

со

с

8

о

00

о о

W

диаметру О направляющей камеры 3. Для обеспечения эффективного уплотнения запорный элемент 7 выполнен из эластично- упругого материала в виде двусторонней манжеты с внутренней полостью 9. В качестве эластично-упругого материала может быть использована резина, полиуретан, и т.п. В целях более эффективного запирания и увеличения срока эксплуатации запорного элемента 7, его диаметр D в 1,4 раза больше диаметра d подводящих патрубков 2. Предлагаемое соотношение диаметров ,4d определяется возможностью повторного использования запорного элемента в случае износа его рабочих поверхностей.

Рабочий орган 5 разделяет направляющую камеру 3 по отношению к подводящим патрубкам 2 на верхнюю 10 и нижнюю 11 части. В шпинделе 4 выполнен канал, состоящий из продольного отверстия 12, поперечного отверстия 13 и поперечного отверстия с клапаном 14.

На корпусе 1 установлены уплотнения 15 и крышка 16, на которой закреплен механизм 17 возвратно-поступательного перемещения шпинделя 4 с рабочим органом 5. . Предлагаемое устройство обеспечивает плавное регулирование расхода рабочей среды от положения открыто, когда рабочий орган расположен в крайней верхней точке, до положения закрыто, когда рабочий, орган расположен в крайней нижней точке.

Работа запорно-регулирующего устройства осуществляется следующим образом:

1. В положении открыто рабочий орган 5 в направляющей камере 3 находится в крайней верхней точке. Проход между подводящими патрубками 2 полностью открыт и поток рабочей среды движется через устройство с минимальным (для устройства) со- противлением. При этом рабочая среда через отверстия 12 и 13 в шпинделе 4 заполняет внутреннюю полость 9 запорного элемента 7, клапан 14 не пропускает рабочую среду в верхнюю часть 1, направляющей камеры 3. .Давление рабочей среды в потоке и давление рабочей среды во внутренней полости 9 равны. Под действием давления рабочей среды во внутренней полости 9 стенки запорного элемента 7 деформируют и более плотно прилегают к стенкам направляющей камеры 3, что снижает вероятность проникновения рабочей среды в верхнюю часть 10 направляющей камеры 3.

2. $ процессе регулирования перемещают механизмом 17 рабочий орган 5 по направляющей камере 3. Рабочий орган 5 частично перекрывает поток рабочей среды

по патрубкам 2 и создает местное сопротивление. В зоне местного сопротивления возникает падение давления, в результате чего уменьшается давление во внутренней поло- сти 9 запорного элемента 7 и его стенки деформируются, что приводит к уменьшению трения при движении рабочего органа 5 по направляющей камере.

3. При этом возможно частичное перетекание рабочей среды из внутренней полости 9 в движущийся поток. Как только запорный элемент 7 перекрывает поток, то в нижней части 11 направляющей камеры 3 отсекается определенный объем рабочей

5 среды. Дальнейшее перемещение рабочего органа 5 приводит к тому, что рабочая среда из нижней части 11 направляющей камеры 3 по отверстиям 12 и 13 в шпинделе 4 перетекает во внутреннюю полость 9 запорного

0 элемента 7, давление во внутренней полости 9 увеличивается, стенки запорного элемента 7 деформируются и плотно прилегают . к поверхностям направляющей камеры 3. что обеспечивает плотное перекрытие под5 водящих патрубков 2, т.е. полное запирание потока рабочей среды.

4. В процессе эксплуатации запорно-регулирующего устройства не исключена возможность проникновения рабочей среды в

0 верхнюю часть 10 направляющей камеры 3. Рассмотрим случай, когда верхняя часть 10 направляющей камеры 3 заполнена рабочей средой (жидкость), рабочий орган 5 находится в крайней нижней точке и

5 необходимо перевести его в.положение открыто. При перемещении рабочего органа 5 вверх, одновременно происходит уменьшение объема верхней части 10 и увеличение объема нижней части 11 направляющей

0 камеры 3. Уменьшение объёма верхней части 10 приводит к увеличению давления рабочей среды в ней, в результате чего часть рабочей среды через клапан 14, по отверстию 12 перетекает в нижнюю часть 11 на5 правляющей камеры 3, где происходит увеличение объема и падение давления рабочей среды.

Таким образом, при перемещении рабочего органа 5 в верхнюю точку происходит

0 освобождение верхней части 10 направляющей камеры 3 рабочей среды. Утечку рабочей среды из верхней части 10 крышку 16 исключает уплотнение 15.

5. Рассмотрим случай ремонта предла- 5 гаемого запорно-регулирующего устройства. Наиболее подтверждены износу участки поверхности запорного элемента 7, сопряженные подводящими патрубками 2, Причем излом запорного элемента происходит по его высоте на цилиндрической поверхности симметрично против каждого подводящего патрубка. Ширина одного участка износа цилиндрической поверхности запорного элемента определяется хордой, равной диаметру подводящего патрубка. Участки поверхности запорного элемента, контактирующие со стенками направляющей камеры изнашиваются меньше. Таким образом, рабочая поверхность запорного элемента как бы условно состоит из четырех участков, из которых два противоположных имеют больший износ, а два других меньший. Причем в предлагаемой конструкции устройства предусмотрено, что диаметр запорного элемента в 1,4 раза больше диамет- ра подводящего патрубка, т.е. все четыре участка поверхности запорного элемента равны между собой.

В этой связи, при ремонте запорно-ре- гулирующего устройства снимают крышку 16,вынимают рабочий орган 5 из направляющей камеры 3, снимают регулировочную гайку 8 и запорный элемент 7 поворачивают вокруг своей оси на 90°. После этого закручивают регулировочную гайку 8, которая при своем перемещении по шпинделю 4 деформирует запорный элемент 7, в результате осевого сжатия запорный элемент увеличивает свой диаметр. Регулировочную гайку 8 перемещают до тех пор пока запор- ный элемент не обеспечивает плотную посадку 6 направляющей камеры 3.

После установки регулировочной гайки 8 в требуемом положении, производят сборку запорно-регулирующего устройства и оно готово для дальнейшей эксплуатации.

6. В случае полного износа запорного элемента 7 его заменяют новым. При этом корпус 1 с направляющей камерой 3 практически не изнашиваются и могут эксплуатироваться длительное время.

Предлагаемое техническое решение запорно-регулирующего устройства по сравнению с прототипом имеет следующие преимущества:

упрощена конструкция;

обеспечено выполнение регулирования расхода потока рабочей среды при меньшем сопротивлении;

повышена надежность и срок эксплуатации;

реверсивность использования устройства в трубопроводах.

Формула изобретения Запорно-регулирующее устройство, содержащее корпус с проходным каналом и подводящими патрубками, механизм перемещения рабочего органа перпендикулярно к потоку среды, цилиндрическую направляющую камеру с размещенным в ней рабочим органом, состоящим из эластичного запорного элемента, установленного на шпинделе, отличающееся тем, что цилиндрическая направляющая камера выполнена по диаметру больше диаметра подводящих патрубков в 1,4 раза, а рабочий орган дополнительно снабжен направляющим диском и круглой регулировочной гайкой и установлен с возможностью разделения камеры на верхнюю и нижнюю части.

Сущность изобретения: в цилиндрической направляющей камере размещен рабочий орган, состоящий из эластичного запорного элемента, установленного на шпинделе. Камера выполнена по диаметру больше диаметра подводящих патрубков в 1,4 раза. Рабочий орган снабжен направляющим диском и круглой регулировочной гайкой и установлен с возможностью разделения камера на верхнюю и нижнюю части. 2 ил,