Уплотнение штока Советский патент 1981 года по МПК F16K41/10 

(,54) УПЛОТНЕНИЕ ШТОКА

Изобретение относится к арматуростроению и может найти применение дл арматуры, работающей на газообразных и жидких средах при высоких давле.ния и температурах. Известно уплотнение штока, содержащее размещенный в корпусе сильфом, в полости которого, заполненной расплавленным металлом, уплотняемым замораживающимся сальником, установлен соединенный с сильфоном ступенчатый шток l J. Однако под воздействием возвратно поступательного движения щтока срезанный металл замораживающегося саль ника уносится по штоку наружу, вызывая постоянный расход металла из внутренней полости сильфона, возраст ющей по мере увеличения хода штока, и снижающий эффект уравновешивания давлений внутри и снаружи сильфона, который в конечном итоге начинает работать как обычное сильфонное уплотнение. В случае разрушения сильфона рабочая среда может поступать в окружающее пространство. Кроме того, недостатком являются значительные деформации сильфона. Цель изобретения - повышение надежности герметизации за счет исключения уноса по штоку срезанного металла замораживающегося сальника. С этой целью шток выполнен из двух частей, соединенных с резьбовой парой, с образованием между ними полости переменного объема, причем часть штока, проходящая в зоне замораживакяцегося сальника, установлена с возможностью вращения и зафиксирована в осевом направлении, а часть што ка, соединенная с сильфоном, установлена с возможностью осевого перемещения и зафиксирована от проворота. С целью уменьшения деформации сильфона при перемещении штока часть штока, установленная с возможностью осевого перемещения, в крайнем нижнем положении сопряжена с корпусом по конической поверхности. Для снижения нагрузки на резьбову пару и усилия привода в части штока, установленной с возможностью осевого перемещения, выполнен канал, посредством которого полость сильфона сообщена с полостью между частями што ка. Для исключения поступления рабоче среды в окружающее пространство межд корпусом и частью штока, установленной с возможностью вращения, под зам раживакицимся сальником выполнена лабиринтная камера, заполненная расплавленным металлом. С целью обеспечения требуемого ги равлического сопротивления протекани расплавленного металла на сопряженной с корпусом поверхности части штока, установленной с возможностью перемещения в осевом направлении, вы -полнена сквозная продольная канавка. На фиг. 1 схематически изображено устройство, разрез; на фиг. 2 - разрез А-А .на фиг. 1 . Сильфонное уплотнение штока содер жит крышку 1, герметично соединенную с корпусом 2. В крышку 1 вставлен шток, состоящий из частей 3 и 4, соединенных меязду собой резьбовой парой 5 и 6. Крьш1ка 1 и часть 4 штока соединены сильфоном 7, внутренняя по лость 8 которого заполнена расплавленным металлом с температурой кипения, превьш1акнцей максимальную температуру рабочей среды. При вращении части 3 штока его резьба 5 вворачива ется в резьбовую расточку 6 в части штока или выворачивается из нее. Фиксация части 3 штока кольцом 9 не позволяет смещаться ей вдоль оси. Вращательное движение части 3 штока преобразуется в возвратно-поступатель ное движение части 4 штока с помощью шлицевого соединения 10, выполненного в виде шлицев на штоке, подвижных в направлякидих канавках в крьш1ке 1 . С помощью канала 11, сообщающего полость 12 под резьбой 5 части 3 штока с камерой 8 внутри сильфона, снижаются усилия привода и нагрузка на резьбовую пару 5 и 6 при ее работе. Дпя обеспечения требуемого сопротивления протеканию расплавленного металла в зазоре между крьшгкой 1 и частью 4 штока на поверхности последнето выполнена продольная сквозная канавка 13, Для уменьшения деформации сильфона 7 при осевом перемещении части 4 штока боковая поверхность части 4 Штока и соприкасающаяся с ней внутренняя поверхность корпуса выполнены коническими. При перемещении элемента штока 4 .вверх (открытие арматуры) между ним и корпусом образуется увеличивающийся в объеме по мере открытия арматуры . j уменьшения объема полости внутри сильфона 7) зазор 14, компенсирующий изменение объема, занимаемого расплавленным металлом. При движении элемента штока 4 вверх (открытие арматуры ) расплавленный металл, вытесняемый из сильфонной камеры 8, полости 12 и полости 15, устремляется в увеличивающийся в объеме зазор 14 и под цилиндрический выступ 16. При движении элемента штока 4 вниз (закрытие арматуры) расплавленный металл из зазора 14 и изпод цилиндрического выступа 16 вытесняется обратно в полости 8, 12 и 15, В верхней части крьш1ки 1 имеется охлаждающее устройство 17 в виде кольцевой камеры с циркулирующим в ней хладагентом. Элемент .штока 3 и крышка 1 имеют цилиндрические проточки, входящие одна в другую концентрично относительно продольной оси и образующие лабиринтную камеру 18. При деформации сильфона 7 от перемещения элемента штока 4 и под воздействием давления рабочей среды находящийся в полости 19 корпуса 2 расплавленный металл из внутренней полости 8 сильфона выдавливается через зазор 20 между штоком и крьшзкой 1, далее через лабиринтную камеру 18 в зазор 21 между частью штока 8 и стенками охлаждающего устройства 17, где затвердевает, образуя уплотнительное кольцо замораживающегося сальника, препятствующее дальнейшему выдавливанию расплавленного металла. Применение предложенного уплотнения штока обеспечивает надежную долговечную герметизацию по штоку арматуры дпя вазообразных и жидких сред при высоких давлениях и температурах. Формула изобретения 1. Уплотнение штока, содержащее азмещенный в корпусе сильфон,в полости которого,заполненной расплавленным 5а металлом,уплотняемым замораживающимся сальником,устаиовлен соединенный с сильфоном ступенчатый шток,о т л и ч а ю щ а е с я тем,что,с целью повышения надежности герметизации за счет исключения уноса по штоку срезанного металла замораживающегося сальника, шток выполнен из двух частей, соединенных резьбовой парой, с образованием между ними полости переменного объема, причем часть штока, проходящая в зоне замораживающегося сальника, установлена с возможностью вращения и зафиксирована в осевом направлении, а часть штока, соединенная с сильфоном, установлена с возможностью осевого перемещения и зафиксирована от проворота. 2.Уплотнение по п. I, о т л и чающе е с я тем, что, с целью уменьшения деформации сильфона при перемещении штока, часть штока, установленная с возможностью осевого перемещения, в крайнем нижнем положении сопряжена с корпусом по конической поверхности. 3.Уплотнение по пп. 1 и 2, о тличающееся тем, что, с целью исключения поступления рабочей 2 среды в окрзгжакщее пространство, между корпусом и частью штока, установленной с возможностью вращения, под замораживающимся сальником выполнена лабиритная камера,.заполненная расплавленным металлом. 4.Уплотнение по пп.1-3 о т ли чающееся тем, что, с целью снижения нагрузки на резьбовую пару и усилия привода, в части штока, ус тановленной с возможностью осевого перемещения, выполнен канал, посредством которого, полость сильфона сообщена с.полостью между частями штока. 5.Уплотнение по пп. 1-4, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения требуемого гидравлического сопротивления протеканию расплавленного металла: на сопряженной с корпусом поверхности части штока, установленной с возможностью перемещения в осевом направлении, выполнена сквозная продольная канавка. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 398138, кл. fie J 15/52, 1971.

п

11

А-А

19