вентиль

Формула изобретения

Вентиль, содержащий корпус с проходным отверстием, крышку с уплотнением, закрепленную с помощью резьбового соединения в верхней части корпуса, шпиндель, размещенный на резьбе в цилиндрическом отверстии крышки с возможностью перемещения в осевом направлении, запорный орган, выполненный в виде золотника, закрепленного на конце шпинделя и перекрывающего проходное отверстие в корпусе, и два уплотнительных кольца, первое из которых установлено в пазу золотника над выступом, выполненным над проходным отверстием корпуса, а второе уплотнительное кольцо расположено в кольцевой проточке между шпинделем и крышкой, отличающийся тем, что выступ выполнен со скосом под углом 20÷30° в сторону проходного отверстия, а сечение проточки под второе уплотнительное кольцо выполнено в виде паза с коническим сужением в сторону, противоположную действию давления.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к арматуростроению, а именно к запорным устройствам, и предназначено для перекрытия проходного отверстия трубопровода.

Известно уплотнение для штока клапана (см., например, патент США №4531711, кл. F 16 K 41/04, 85), в котором клапан содержит корпус с проходным отверстием, с размещенным в нем штоком с запорным элементом, пропускающим или предотвращающим поток через выходное отверстие.

Известен запорный вентиль (см., например, патент ФРГ №3628736, кл. F 16 K 41/02, 87), содержащий корпус со сквозным каналом, который можно перекрыть запорным элементом в виде золотникового поршня. Для наружного уплотнения предусмотрены уплотняющие кольца, укрепленные со стороны корпуса и находящиеся в герметичном контакте как с отверстием корпуса, так и с запорным элементом.

Однако для установки уплотняющих колец в известном устройстве необходимы дополнительные кольца, зажимающие уплотнительные кольца, что усложняет конструкцию вентиля и его регулировку.

Наиболее близким к предложенному является вентиль (см., например, Аронович В.В. и др. "Арматура регулирующая и запорная", Москва, Машгиз, 1954, с.20, фиг.18(а, б)), содержащий корпус с проходным отверстием, крышку с уплотнением, закрепленную с помощью резьбового соединения в верхней части корпуса, шпиндель, размещенный на резьбе в цилиндрическом отверстии крышки с возможностью перемещения в осевом направлении, запорный орган, выполненный в виде золотника, закрепленного на конце шпинделя и перекрывающего проходное отверстие в корпусе, и два уплотнительных кольца, первое из которых установлено в пазу золотника над выступом, выполненным над проходным отверстием корпуса, а второе уплотнительное кольцо расположено в кольцевой проточке между шпинделем и крышкой.

Однако для установки уплотняющих колец в известном устройстве необходимы дополнительные средства для закрепления уплотнительных колец, что усложняет конструкцию вентиля, снижает надежность уплотнения.

Изобретение направлено на создание вентиля упрощенной конструкции с надежным уплотнением.

Технический результат достигается тем, что в вентиле, содержащем корпус с проходным отверстием, крышку с уплотнением, закрепленную с помощью резьбового соединения в верхней части корпуса, шпиндель, размещенный на резьбе в цилиндрическом отверстии крышки с возможностью перемещения в осевом направлении, запорный орган, выполненный в виде золотника, закрепленного на конце шпинделя и перекрывающего проходное отверстие в корпусе, и два уплотнительных кольца, первое из которых установлено в пазу золотника над выступом, выполненным над проходным отверстием корпуса, а второе уплотнительное кольцо расположено в кольцевой проточке между шпинделем и крышкой, выступ выполнен со скосом под углом 20°...30° в сторону проходного отверстия корпуса, а сечение проточки под второе уплотнительное кольцо выполнено в виде паза с коническим сужением в сторону, противоположную действию давления.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен вентиль в закрытом положении (в разрезе), на фиг.2 - вариант расположения второго уплотнительного кольца в проточке, выполненной на шпинделе, на фиг.3 - вариант расположения второго уплотнительного кольца в проточке, выполненной в крышке корпуса, на фиг.4 - узел I на фиг.1.

Вентиль (см. фиг.1) содержит корпус 1, крышку 2, установленную в корпусе 1 с уплотнением в виде прокладки 3 и закрепленную с помощью резьбового соединения в верхней части корпуса 1, запорный орган в виде золотника 4, закрепленного на конце шпинделя 5. Шпиндель 5 размещен на резьбе в цилиндрическом отверстии крышки 2. Имеются два уплотнительных кольца 6, 7. Верхняя часть шпинделя 5 вынесена за пределы корпуса 1 с установленной на нем крышкой 2 и на этой части шпинделя 5 размещен маховик 8, с помощью которого изменяют положение золотника 4. В корпусе 1 выполнено проходное отверстие 9 (седло), перекрываемое золотником 4.

Для герметичного перекрытия золотника 4 с седлом (см. фиг.4) в золотнике 4 выполнен паз, в котором установлено первое уплотнительное кольцо 7. На поверхности корпуса 1 над проходным отверстием 9 выполнен кольцевой выступ 10 со скосом под углом 20°...30° в сторону проходного отверстия 9.

Второе уплотнительное кольцо 6 расположено между шпинделем 5 и крышкой 2 либо в кольцевой проточке 11, выполненной на шпинделе 5 (см. фиг.2), либо в кольцевой проточке 12, выполненной в цилиндрическом отверстии крышки 2 (см. фиг.3). При этом кольцевая проточка 11 так же, как и кольцевая проточка 12, имеют сечение в виде паза с коническим сужением в сторону, противоположную действию давления среды.

При повороте маховика 8 шпиндель 5 перемещается с золотником 4 вниз и золотник 4 садится уплотнительным кольцом 7 на скос кольцевого выступа 10.

Давлением, воздействующим на золотник 4, уплотнительное кольцо 7, выполненное из пластичного материала, деформируется и заполняет полости паза между скосом выступа 10 и телом золотника 4, прилегающим к пазу, при этом повышается надежность перекрытия золотником 4 проходного отверстия 9.

Таким же образом при повышении давления в проходном отверстии 9 происходит уплотнение между шпинделем 5 и крышкой 2 за счет деформации уплотнительного кольца 6 в проточке 11 (12), сечение которой выполнено с коническим сужением.

Таким образом, в предлагаемом вентиле для обеспечения регулирования и герметичного перекрытия жидкой или газообразной рабочей среды предлагается запорный узел выполнить из трех элементов: золотника 4, уплотнительного резинового кольца 7 и кольцевого выступа 10, выполненного со скосом. При закрытии вентиля скос кольцевого выступа 10 входит в кольцевую канавку золотника 4 и уплотняет соединение, деформируя уплотнительное кольцо 7.

Уплотнительное кольцо 7 может быть установлено в кольцевом пазу, выполненном в седле вентиля. Кольцевой выступ со скосом в этом случае должен быть расположен на поверхности золотника и при закрытии вентиля должен входить в кольцевой паз седла вентиля.

Для обеспечения герметичности достаточно перекрыть вентиль при действующем в настоящий момент давлении.

В случае увеличения давления не требуется приложения дополнительного усилия, т.к. при увеличении давления рабочей среды соединение золотника 4 с кольцевым выступом 10, выполненным со скосом, уплотнится автоматически пропорционально росту давления за счет деформации уплотнительного кольца 7.

Такая конструкция вентиля позволяет значительно снизить износ ходовой резьбы в паре шпиндель 5 - крышка 2 и, следовательно, может быть изготовлена с использованием меньшего количества металла и снижения доли механической обработки.

В конструкции вентиля может быть применено резиновое кольцо, выпускаемое промышленностью серийно. Крепление этого кольца не требует дополнительных деталей.

Технология изготовления и сборки всего изделия также очень проста.

Все заготовки деталей формируются методом литья под давлением, которое позволяет сформовать кольцевой паз в золотнике и кольцевой выступ со скосом на седле вентиля. При этом все детали в дополнительной механической обработке не нуждаются.

Шпиндель может быть выточен на токарном автомате без дополнительной обработки.

В результате вентиль наряду с упрощением конструкции и повышением герметичности приобретает улучшенные экономические показатели, так как снижается эксплуатационный износ и уменьшается себестоимость изделия, в том числе и за счет уменьшения количества деталей.