вентиль

Формула изобретения

Вентиль, включающий полый корпус с герметичными крышками, входным и выходным патрубками, регулируемый уплотнительный узел, разделяющий корпус на входную и выходную герметизированные полости, а также винтовой механизм осевого перемещения уплотнительного узла, выполненного в виде установленного в корпусе поворотного шпинделя с рукояткой, отличающийся тем, что поворотный шпиндель винтового механизма осевого перемещения содержит два резьбовых участка с противоположным направлением резьбы, один - с правой, другой - с левой, а уплотнительный узел выполнен двухступенчатым в виде двух одинаковых устройств типа "затвор-седло", затворы которых установлены навстречу друг другу и сопряжены с резьбовыми участками шпинделя с возможностью возвратно-поступательного осевого перемещения, при этом между резьбовыми участками на шпинделе выполнен ограничитель сближения затворов, а в каждой крышке выполнен упор-ограничитель возвратного перемещения затвора, каждое седло закреплено в подвижной относительно корпуса втулке и обращено в сторону соответствующего затвора, втулки подпружинены относительно друг друга установленной между ними пружиной сжатия, а в корпусе предусмотрены ограничители осевого раздвижения втулок, например, пружинные кольца.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области машиностроения, к запорным органам в пневмо-гидравлических системах, конкретно к вентилям.

Известен вентиль (см. кн. : Гуревич Д.Ф., Воловик А.В. "Арматура трубопроводов металлургических производств. " Справочник. - М.: Металлургия, 1984, с.15, рис.2.1), содержащий корпус, внутренние входная и выходная полости которого разделены уплотнительным устройством типа "затвор-седло", затвор закреплен на штоке, а седло закреплено на перемычке между полостями вентиля.

Указанный вентиль находит широкое применение в технике, однако, в процессе эксплуатации в случае появления негерметичности требуется дополнительное поджатие затвора к седлу, что при многократном повторении этой операции приводит к повреждению седла и затвора, надежность и долговечность вентиля снижаются.

Известен также вентиль (см. патент 4714237, США, заявл. 14.05.86 г., 863598, опубл. 22.12.87, F 16 К 1/42, НКИ 251/330), в корпусе которого выполнены входная и выходная полости, разделенные уплотнительным устройством с затвором и седлом, а механизм перемещения затвора относительно закрепленного в корпусе седла выполнен в виде винта на штоке. Вокруг седла установлена прокладка из пластика с центральным отверстием, совпадающим с отверстием седла. Затвор входит в отверстие прокладки до упора в кромку седла, обеспечивая герметичность в закрытом положении.

Недостатком данной конструкции является снижение надежности и долговечности вследствие износа прокладки и ее радиальной деформации при многократном прижатии конического затвора к седлу при эксплуатации.

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое устройство, является разработка конструкции, позволяющей устранить оказанные выше недостатки, повысить степень герметизации одной полости вентиля от другой, увеличить надежность и работоспособность вентиля.

Технический результат от использовании предлагаемого устройства заключается в том, что обеспечивается одинаковое контактное усилие между каждым затвором и седлом, сохраняющееся в процессе эксплуатации, повышении степени герметизации, надежности и долговечности уплотнительного узла.

Средство достижения указанного технического результата состоит в том, что в известном устройстве, включающем полый корпус с герметичными крышками, входным и выходным патрубками, регулируемый уплотнительный узел, разделяющий корпус на входную и выходную герметизированные полости, а также винтовой механизм осевого перемещения уплотнительного узла, выполненный в виде установленного в корпусе поворотного шпинделя с рукояткой, поворотный шпиндель винтового механизма осевого перемещения содержит два резьбовых участка с противоположным направлением резьб, один с правой, другой с левой, а уплотнительный узел выполнен двухступенчатым в виде двух одинаковых устройств типа "затвор-седло", затворы которых установлены навстречу друг другу и сопряжены с резьбовыми участками шпинделя с возможностью возвратно-поступательного перемещения, при этом между резьбовыми участками на шпинделе выполнен ограничитель сближения затворов в виде участка с диаметром, большим внутреннего диаметра затворов, а в каждой крышке выполнен упор-ограничитель возвратного перемещения затвора, каждое седло закреплено в подвижной относительно корпуса втулке и обращено в сторону соответствующего затвора, втулки подпружинены относительно друг друга установленной между ними пружиной сжатия, а в корпусе предусмотрены ограничители осевого раздвижения втулок, например, пружинные кольца.

Устройство изображено на чертеже (продольный разрез).

В корпусе 1 выполнена цилиндрическая внутренняя полость 2 и установлены две крышки 3 и 4, в которых установлен с возможностью поворота шпиндель 5, один конец которого (с маховичком 6) выведен через крышку 3 наружу, а другой контактирует с подпятником 7 в крышке 4.

На шпинделе 5 выполнены два участка 8 и 9 с ходовой резьбой одинакового профиля и шага: один с резьбой левого направления, а другой - правого, между которыми - выполнен участок 10 с утолщением (большого диаметра).

В обеих крышках выполнены внутренние каналы 11 и 12, имеющие в сечении форму многогранника, а на шпинделе установлены навстречу друг другу два одинаковых затвора 13 и 14, контактирующих с каналами 11 и 12 и сопряженных с соответствующими резьбовыми участками 8 и 9. Перемещение затворов навстречу друг другу ограничено участком 10, а в противоположном направлении - крышками 3 и 4.

Седла 15 и 16 установлены во втулках 17 и 18, которые подпружинены между собой пружиной 19 сжатия, установленной между ними, например, несколькими тарельчатыми пружинами и могут перемещаться в осевом направлении в корпусе 1. Перемещение втулок 17 и 18 с седлами 15 и 16 навстречу затворам ограничено, например, установленными в корпусе 1 пружинными кольцами 20.

Входная и выходная полости 21 и 22 внутри полости 2 ограничены поверхностями корпуса 1, шпинделя 5, а также крышки 3, затвора 13, втулки 17 с седлом 15 и соответственно крышки 4, затвора 14, втулки 18 с седлом 16. В связи с симметричным расположением указанных деталей входная и выходная полости 21 и 22 являются взаимозаменяемыми, что расширяет возможности применения устройства.

Крышки 3 и 4 герметизированы относительно корпуса 1 и шпинделя 5 соответственно уплотнениями 25 и 24, затворы 13 и 14 относительно шпинделя 5 соответственно уплотнениями 25, а втулки 17 и 18 относительно корпуса 1 уплотнениями 26. При сборке вентиля осевые размеры могут регулироваться кольцом 27.

Таким образом затвор 13 с седлом 15 и затвор 14 с седлом 16 образуют двухступенчатый уплотнительный узел вентиля, разделяющий полости 21 и 22.

Устройство работает следующим образом.

При повороте шпинделя 5 посредством маховичка 6 оба затвора 13 и 14 одновременно перемещаются навстречу друг другу, контактируя с резьбовыми участками 8 и 9, при этом они скользят без вращения по направляющим каналам 11 и 12 в корпусе 1 и прижимаются к седлам 15 и 16. Ограничителем перемещения затворов 13 и 14 являются утолщенный участок 10 шпинделя 5. Втулки 17 и 18 с седлами 15 и 16 сближаются между собой, сжимая пружину сжатия 19. Контактное усилие между затворами 13 и 14 и седлами 15 и 16 одинаково и при максимальное сближении затворов 13 и 14 будет практически постоянным в процессе эксплуатации (при соответствующем подборе прочностных свойств материалов затворов 13 и 14 и седел 15 и 16).

Вследствие этого повышается надежность герметизации благодаря наличию двух ступеней уплотнительного узла, повышается надежность и долговечность контактирующих деталей.

Изготовление устройства не представляет технических трудностей при использовании современных приемов металлообработки.

Предлагаемый вентиль может найти применение в пневмо-гидравлических устройствах, к которым предъявляются повышенные требования по обеспечению герметизации и длительного безремонтного срока эксплуатации, например, в системах управления процессами в химической, атомной промышленности и т.д.