Запорная пара Советский патент 1981 года по МПК F16K25/00 

(54) ЗАПОРНАЯ ПАРА

1

Изобретение относится к арматуростроению, в частности, к уплотнительным узлам запорных органов клапанов, и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства, в химической промышленности, энергетической и других.

Известна запорная пара, содержащая седло и запорный орган с уплотнительным элементом в виде металлического диска, способного деформироваться под действием нагрузок и плотно прилегать к седловой уплотнительной поверхности 1.

Однако герметичность данного устройства достигается только при направлении среды на запорный орган.

Известна также запорная пара, содержащая седло с подвижным упругим уплотнительным элементом и взаимодействующий с ним запорный орган, управляемый приводом. В качестве подвижного уплотнительного элемента используется пружинная шайба, прикрепленная к запорному органу 2.

Недостатком указанного устройства является наличие широкой уплотнительной кромки. Это требует значительных осевых усилий при создании герметичности, что в

свою очередь вызывает потерю упругих свойств уплотнителя и снижение работоспособности устройства в целом.

Цель изобретения - снижение осевых усилий на приводе и повышение работоспособности запорной пары.

Указанная цель достигается тем, что в запорной паре, содержащей седло с подвижным упругим уплотнительным элементом и взаимодействующий с ним запорный орган, управляемый приводом, уплотнительный элемент выполнен в виде плоской

10 кольцевой пластины с уплотнительной кромкой, закрепленной по своей периферии в седле и установленной относительно торца седла с зазором, причем диаметр запорного органа меньше наружного диаметра кольцевой пластины.

5

На фиг. 1 изображена предлагаемая запорная пара в начальный момент закрытия; на фиг. 2 - то же, в промежуточный момент закрытия; на фиг. 3 - то же в конечный момент закрытия.

20

Запорная пара содержит запорный орган 1, взаимодействующий с седлом 2 с подвижным упругим уплотнительым элементом, вы..полненным в виде плоской кольцевой пластины 3 с уплотнительной кромкой 4, закрепленной в седле по своей периферии и установленной относительно торца 5 седла с зазором 6. Запорный орган 1 поступательно перемещается относительно седла 2 при помощи приводного элемента 7, причем диаметр DI запорного органа меньше наружного диаметра Dj кольцевой пластины 3.

Устройство работает следующим образом.

При закрытии запорного органа его ударная нагрузка от привода воспринимается в первый момент всей уплотнительной кромкой 4 кольцевой пластины 3 (фиг. 1), затем кольцевая пластина упруго деформируется полуволной в сечении а-а (фиг. 2) и происходит поворот уплотнительной кромки. Контактное напряжение с уменьщением поверхности соприкосновения увеличивается, что позволяет уменьшить усилие на привод полуволной в сечении а-а. (фиг. 2) и происходит поворот уплотнительной кромки. Контактное напряжение с уменьшением поверхности соприкосновения увеличивается, что позволяет уменьшить усилие на приводном элементе 7 для обеспечения герметичности затвора. При значительном увеличении нагрузки, которая может вызвать разрушенмс уплотнительной кромки 4 кольцевой пластины 3 происходит дальшейная деформация на две полуволны упругого уплотнительно о элемента - кольцевой пластины 3 в сечениях 8-е и с-с (фиг. 3). Кольцевая пластина соприкасается нижним торцом с торцом 5 сецла 2 и уплотнительная кромка 4 разворачивается и входит в контакт всей своей поверхностью с запорным органом 1, снижая контактные напряжения на наружном крае уплотнительной кромки 4.

Наибольший эффект от применения предлагаемой запорной пары выявляется на арматуре сравнительно больших размеров (от Dy. 32 и более). Немаловажное значение приобретает также и эффект самоуплотиег1ия уплотнительного элемента - кольцевой п.;1астипы 3 при подаче среды под запорный орган 1. При кольцевой площади кольцевой пластины 3 от центральной части до места заделки, равной или большей площади седла 2, усилие на приводном элементе 7 для создания герметичности запорной пары наименьщее.

Запорную пару можно использовать на средах с большой температурой (более 300°С), так как на уплотнительном элементе не сказывается тепловая деформация корпуса при разогреве и охлаждении.

Технико-экономическая эффективность от применения предлагаемой запорной пары заключается в увеличении ее долговечности и работоспособности в быстродействующих клапанах, работающих с ударом з1апорного органа о седло клапана, и возможности применения ее на средах с температурой свыше

зоо°с.

Снижение осевого усилия, необходимое

для герметичности запорной пары, позволяет применять меньшие приводные усилия,

что уменьшает габариты и массу привода и

клапана в целом.

Формула изобретения

Запорная пара, содержащая седло с подвижным упругим уплотнительным элементом и взаимодействующий с ним запорный орган, управляемый приводом, отличающаяся тем, что, с целью снижения осевых усилий на

приводе и повышения работоспособности, уплотнительный элемент выполнен в виде плоской кольцевой пластины с уплотнительной кромкой, закрепленной по своей периферии в седле и установленной относительно торца седла с зазором, причем диаметр запорного органа меньще наружного диаметра кольцевой пластины.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США № 2946552, кл. 251 - 175, 19в1.

2. Авторское свидетельство ССССР № 396520, кл. F 16 К 25/00, 1969 (прототип).