запорный клапан с невыдвижным шпинделем

Формула изобретения

1. Запорный клапан с невыдвижным шпинделем, содержащий корпус, колпачок, соединенный с корпусом, шток, затвор и устройство сдвига, причем верхний конец указанного штока соединен с устройством сдвига, а его нижний конец соединен с затвором,

отличающийся тем, что указанное устройство сдвига включает в себя крышку для приема рабочего крутящего момента, прикладываемого пользователем, соединительную муфту для соединения с указанным штоком и страховочный блок для соединения указанной крышки и указанной соединительной муфты, причем блок страхования, при принятии крутящего момента, превышающего заданный крутящий момент, отсоединяет указанную крышку и указанную соединительную муфту.

2. Запорный клапан с невыдвижным шпинделем по п.1, отличающийся тем, что указанный страховочный блок включает в себя верхнюю часть, которая соединяется с указанной крышкой, нижнюю часть, которая соединяется с указанной соединительной муфтой, и среднюю часть, которая соединяется с верхней частью и нижней частью, причем площадь поперечного сечения указанной средней части меньше площади поперечного сечения указанных верхней части и нижней части.

3. Запорный клапан с невыдвижным шпинделем по п.1, отличающийся тем, что нижний конец указанной соединительной муфты имеет внутреннее отверстие с некруглым поперечным сечением, форма которого соответствует форме некруглого поперечного сечения верхнего конца штока.

4. Запорный клапан с невыдвижным шпинделем по п.2, отличающийся тем, что обе указанная верхняя часть и нижняя часть указанного страховочного блока имеют некруглые поперечные сечения, которые соответствуют некруглому поперечному сечению внутренних отверстий на нижнем конце указанной крышки и верхнем конце соединительной муфты соответственно.

5. Запорный клапан с невыдвижным шпинделем по п.1, отличающийся тем, что через сквозные отверстия в указанной крышке, указанный страховочный блок и указанную соединительную муфту проходит крепежное средство для прикрепления указанного устройства сдвига к указанному штоку.

6. Запорный клапан с невыдвижным шпинделем, содержащий корпус, колпачок, соединенный с корпусом, шток, затвор и устройство сдвига, причем верхний конец указанного штока соединен с устройством сдвига, а его нижний конец соединен с затвором,

отличающийся тем, что указанный затвор включает в себя отливку затвора, направляющие и слой резинового покрытия, причем указанные направляющие помещены в канавке отливки затвора с возможностью позиционирования указанной отливки затвора в процессе покрытия затвора резиной.

7. Запорный клапан с невыдвижным шпинделем по п.6, отличающийся тем, что направляющие имеют, по существу, U-образную форму.

8. Запорный клапан с невыдвижным шпинделем по п.6, отличающийся тем, что указанные направляющие получены литьем под давлением пластиков.

9. Запорный клапан с невыдвижным шпинделем по п.6, отличающийся тем, что указанные направляющие имеют нижнюю поверхность, зацепляющуюся с указанной канавкой, и позиционирующую поверхность, зацепляющуюся с позиционирующим устройством формы резинового покрытия во время покрытия резиной.

10. Запорный клапан с невыдвижным шпинделем по п.9, отличающийся тем, что относительно указанной нижней поверхности указанная позиционирующая поверхность находится не ниже внешней поверхности указанного слоя резинового покрытия вблизи указанной направляющей.

11. Запорный клапан с невыдвижным шпинделем по любому из пп.1-10, отличающийся тем, что указанный запорный клапан дополнительно включает в себя верхнюю пластину, установленную над указанным колпачком, и между указанной верхней пластиной и указанным штоком установлено уплотнение, включающее в себя множество колец.

12. Запорный клапан с невыдвижным шпинделем по п.11, отличающийся тем, что указанное уплотнение включает в себя уплотнительные кольца и PTFE кольца.

13. Запорный клапан с невыдвижным шпинделем по любому из пп.1-10, отличающийся тем, что указанный корпус соединен с указанной крышкой с помощью внутренних шестигранных винтов, и для приема указанных внутренних шестигранных винтов указанный колпачок имеет участок отверстий с сужением, которое соответствует суженной поверхности указанных внутренних шестигранных винтов.

14. Запорный клапан с невыдвижным шпинделем по любому из пп.1-10, отличающийся тем, что указанный корпус дополнительно включает верхнюю пластину, установленную над указанным колпачком, причем указанный колпачок соединен с указанной верхней пластиной с помощью внутренних шестигранных винтов, и для приема указанных внутренних шестигранных винтов указанная верхняя пластина имеет участок отверстий с сужением, которое соответствует суженным поверхностям указанных внутренних шестигранных винтов.

Описание изобретения к патенту

Область техники, к которой относится изобретение

Это изобретение относится к запорному клапану с невыдвижным шпинделем, который используется в трубопроводной системе.

Известный уровень техники

Запорный клапан широко используется в трубопроводной системе для запирания и отпирания потока среды в трубопроводе посредством приведения в действие запирающего устройства (затвора) с помощью штока для перемещения вертикально вдоль осевой линии седла запорного клапана. Запорный клапан обычно применяется в ситуации, когда затвор остается полностью отпертым или полностью запертым без необходимости частого отпирания и запирания. Преимущество запорного клапана: низкое сопротивление текучей среды является низким при полном отпирании, отпирать и запирать просто (не включая особой ситуации, когда зажимается уплотняющая поверхность); применим к двустороннему потоку среды без требований к направлению; уплотняющая поверхность является трудно изнашиваемой, когда клапан полностью заперт; длина конструкции является короткой; не только пригоден для маленьких клапанов, но и пригоден для больших клапанов.

Запорный клапан может быть классифицирован, как отмечено далее, согласно типу уплотнения: клапан является металлическим уплотняющим запорным клапаном, наборы уплотнений седла которого представляют собой металлическое уплотнительное кольцо. В другом случае клапан представляет собой упругий уплотняющий запорный клапан, в котором внешняя часть затвора покрыта эластомером, например, резиной. В качестве технологических разработок более упругие уплотняющие запорные клапаны используются в современной отрасли производства запорных клапанов, в особенности в инженерных сетях, системе подачи воды и некоторых других трубопроводных системах низкого давления. Кроме того, запорный клапан может быть классифицирован, как отмечено далее, согласно положению резьбы штока. Этот клапан относится к невыдвижным запорным клапанам (NRS), в которых приводной набор резьб находится на нижнем конце штока, а шток может только вращаться и не может подниматься или опускаться. В другом случае клапан представляет собой запорный клапан с наружным шпинделем и маховиком (OS&Y), в котором приводной набор резьб находится на верхнем конце штока, причем шток может перемещается только вверх и вниз, но не может вращаться.

Далее, на Фиг.1 показан традиционный упругий уплотняющий клапан 100, и описаны конструкция и работа запорного клапана. Как показано на Фигуре 1, запорный клапан 100 включает корпус 102, крышку 103 запорного клапана, которая прикреплена к корпусу 102 запорного клапана с помощью винтов 110, шток 104, затвор 105 и приводную крышку. Шток 104 запорного клапана установлен в крышке 103 запорного клапана с помощью плоского относительно вращаемого подшипника скольжения 109 так, что шток 104 может только вращаться вокруг вертикальной оси вместо вертикального перемещения. Для получения уплотнения между штоком 104 запорного клапана и крышкой 103 запорного клапана прямо в штоке 104 выполняется паз с возможностью вмещения уплотнительного кольца 108. Гайка 107 затвора соединена с резьбой затвора на нижнем конце штока 104. Гайка 107 затвора скреплена с затвором 105. Форма затвора 105 согласована с внутренней областью корпуса 102 клапана для отпирания и запирания запорного клапана 100. На внешнюю часть затвора 105 клапана в общем будет наноситься покрытие. То есть, покрытие эластомером (например, слоем 111 резины) с определенной толщиной будет обеспечено на затворе для того, чтобы получить упругое уплотнение затвора клапана для текущей среды.

Приводная крышка (не показана) установлена на верхнем конце 106 штока 104 для приведения в действие клапана 100. В работе, вращением крышки 106 приводится во вращение шток 104, таким образом гайка 107 затвора вместе с затвором 105 перемещается вверх и вниз вдоль штока 104 клапана для достижения отпирания и запирания запорного клапана 100.

Этот традиционный упругий уплотняющий запорный клапан имеет проблемы, описанные ниже.

Так как используются подшипники скольжения, коэффициент трения будет высоким. Например, когда наборы средств перемещения представляют собой сталь и бронзу, коэффициент трения скольжения составляет 0,1-0,15, что приводит к большим уплотняющему и рабочему крутящим моментам; соответствующие части легко деформируются или изнашиваются, усталостный ресурс является коротким. А также это вызывает трудности при сборке.

При использовании обычной крышки сдвига, описанной выше, оператор может прикладывать слишком большой крутящий момент, разрушая внутренние части клапана в условиях перегрузки.

Существующие резиновые покрытия затворов обычно применяют вкладывание резинового листа с некоторой толщиной с возможностью позиционирования внутри сырой отливки затвора. Но мягкая резина будет создавать большое отклонение при приеме неравномерной силы, таким образом, толщина резинового покрытия будет неравномерной. В результате, место, где толщина является незначительной, легко разрешимо так, что внутренние компоненты запорного клапана подвергаются воздействию среды и коррозии. Дополнительно, крутящий момент является слишком высоким, так как толщина резинового покрытия неравномерна.

Сущность изобретения

Задача изобретения заключается в решении вышеуказанных проблем обеспечением запорного клапана, который имеет незначительный рабочий крутящий момент, надежно уплотнен, имеет большой срок службы и просто собирается. Он может эффективно защищать внутренние компоненты запорного клапана от избыточного рабочего крутящего момента.

Согласно изобретению, обеспечен невыдвижной запорный клапан, который содержит корпус, колпачок, соединенный с корпусом, шток, затвор и устройство сдвига, причем верхний конец указанного штока соединен с устройством сдвига, а его нижний конец соединен с затвором, в котором указанный шток поддерживается с возможностью относительного вращения в указанном колпачке подшипниками качения.

Согласно изобретению, подшипник качения с низким коэффициентом трения используется для замены в настоящее время используемых конструкций трения скольжения. Так как трение качения является низким (диапазон коэффициента трения составляет 0,002-0,004), он может уменьшать трение и рабочий крутящий момент запорного клапана, увеличивать срок службы подвижных частей так, чтобы увеличивать срок службы изделия. В то же время, подшипник качения обладает функцией аксиального позиционирования и опоры.

Предпочтительно, выше отмеченное устройство сдвига включает крышку для приема рабочего крутящего момента, приложенного пользователем, соединительную муфту для соединения с указанным штоком и страховочный блок для соединения указанной крышки и указанной соединительной муфты, причем страховочный блок, при принятии крутящего момента, большего заданного крутящего момента, отсоединяет указанную крышку и указанную соединительную муфту. Дополнительно, указанный страховочный блок включает верхнюю часть, которая соединяется с указанной крышкой, нижнюю часть, которая соединяется с указанной соединительной муфтой, и среднюю часть, которая соединяется с верхней частью и нижней частью, причем площадь поперечного сечения указанной средней части меньше площади поперечного сечения указанных верхней части и нижней части.

Согласно такому устройству сдвига для страхования от избыточного крутящего момента, когда рабочий крутящий момент выходит за пределы допустимого значения, оно будет разрушаться и ломаться. В связи с этим, возможно предотвращать избыточный рабочий крутящий момент от непрерывной передачи внутренним частям клапанов так, чтобы эффективно защищать внутренние части клапанов. Более того, стоимость обслуживания уменьшается, так как необходимо заменять только сломанный страховочный блок, а запорный клапан заменять необязательно.

Предпочтительно, затвор клапана включает отливку затвора, направляющие и слой резинового покрытия, причем указанные направляющие закреплены в канавке отливки затвора для позиционирования указанной отливки затвора в процессе покрытия затвора резиной.

Затвор изобретения использует направляющие, точно размещаемые в резиновом покрытии. Покрытие является точным и способным к управлению толщиной резинового покрытия так, чтобы удовлетворять требования проектирования, обеспечивая, что толщина является неизменной для достижения заданного рабочего крутящего момента и увеличения усталостного ресурса.

Предпочтительно, описанный запорный клапан дополнительно включает верхнюю пластину, установленную над указанным колпачком, при этом между указанной верхней пластиной и указанным штоком обеспечено уплотнение, включающее множество колец. Уплотняющие части могут включать уплотнительное кольцо и кольцо из PTFE (политетра фторвинила).

Согласно запорному клапану изобретения, объединяя уплотнительное кольцо с кольцом из PTFE, образуется множество уплотнений. Дополнительно, материал PTFE имеет функцию смазки, что может уменьшать износ уплотнительного кольца и увеличивать срок службы всего набора уплотнений.

Предпочтительно, для соединения корпуса и колпачка и для соединения колпачка и верхней пластины используются уникальные внутренние шестигранные винты. Согласно используемым внутренним шестигранным винтам в этом изобретении, суженная поверхность головки внутренних шестигранных винтов соответствует суженной поверхности соединительной части, таким образом, верхняя пластина и колпачок клапана могут быть лучше автоматически отцентрированы. При этом соединительные части также могут иметь лучшую и более эффективное центрирование без необходимости сборки и регулирования, уменьшая время и стоимость сборки.

Как описано выше, запорный клапан этого изобретения имеет следующие преимущества: (1) в требуемом условии работы уплотнения рабочий крутящий момент является относительного более низким за счет подшипников качения. (2) Когда рабочий крутящий момент выходит за пределы допустимого значения, устройство сдвига будет разрушаться и ломаться так, чтобы защищать внутренние части клапана. (3) Отличное позиционирование резинового покрытия затвора, равномерная толщина резинового покрытия, отсутствие повреждений от воздействующего железа. (4) В неизменных условиях рабочего давления усталостный ресурс больше так, что срок службы клапана увеличивается за счет низкого рабочего крутящего момента и равномерной толщины затвора. (5) Имеется несколько наборов уплотнений и имеется функция самосмазывания. Уплотнение является более надежным и может быть использовано в течение большего времени. (6) Используются соединительные CSK(скрытые) винты. Функция центрирования является целесообразной, а сборка простой.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 представляет собой схематический вид в разрезе известного в уровне техники упругого седельного запорного клапана с невыдвижным шпинделем;

Фиг.2 представляет собой собранный вид в перспективе запорного клапана в этом изобретении;

Фиг.3 представляет собой разобранный вид в перспективе запорного клапана в этом изобретении;

Фиг.4 представляет собой вид в разрезе запорного клапана в этом изобретении;

Фиг.4A представляет собой увеличенный вид в разрезе части E на Фиг.4;

Фиг.5A представляет собой увеличенный вид в разрезе подшипника качения на Фиг.4;

Фиг.5B представляет собой разобранный вид в перспективе подшипника качения;

Фиг.6А представляет собой собранный вид в разрезе устройства сдвига избыточного крутящего момента в этом изобретении;

Фиг.6B представляет собой собранный вид в перспективе устройства сдвига избыточного крутящего момента, в котором устройство сдвига избыточного крутящего момента срезано на половину, чтобы показать его внутреннюю конструкцию;

Фиг.6C представляет собой разобранный вид в перспективе устройства сдвига избыточного крутящего момента;

Фиг.6D представляет собой вид в перспективе страховочного блока в этом устройстве сдвига избыточного крутящего момента;

Фиг.7 представляет собой схематический вид затвора запорного клапана в этом изобретении;

Фиг.7A представляет собой вид сверху в разрезе затвора на Фиг.7 вдоль линии A-A на Фиг.7B;

Фиг.7B представляет собой вид в разрезе затвора вдоль линии B-B на Фиг.7A;

Фиг.7С представляет собой вид в перспективе направляющих в затворе;

Фиг.8A, 8B представляют собой схематический вид, показывающий, как использовать отливную форму резинового покрытия для покрытия затвора резиной, Фиг.8A показывает состояние до размещения отливки затвора в форме, Фиг.8В показывает состояние после размещения отливки затвора в форме;

Фиг.9 представляет собой увеличенный вид в разрезе наборов уплотнений штока запорного клапана на Фиг.9;

Фиг.10A представляет собой увеличенный вид в разрезе соединительных винтов запорного клапана, показанного на Фиг.4;

Фиг.10B представляет собой частичный вид в перспективе положения соединительных винтов, показанных на Фиг.10A.

Варианты выполнения

Объединяя с приложенными чертежами, представленные способы осуществления будут дополнительно изложены в этом изобретении. Отметим, что, несмотря на использование запорного клапана с невыдвижным шпинделем и упругим уплотнением для описания особенностей изобретения, за исключением точного описания, особенности этого изобретения также применимы к наружному шпинделю и запорному клапану с маховиком и запорному клапану с металлическим уплотнением.

Как показывают Фиг.2-4, запорный клапан 1 в этом изобретении включает корпус 2, колпачок 3, который прикреплен к корпусу 2 с помощью соединительных винтов, верхнюю пластину 8, которая прикреплена к колпачку 3 с помощью соединительных винтов 10, шток 4, гайку 7 затвора, затвор 5 и устройство 6 сдвига.

Шток 4 может поддерживаться с возможностью относительного вращения во внутреннем отверстии колпачка 3 с помощью подшипника качения 14 и соответствующей муфты 15 так, что шток 4 может только вращаться вокруг вертикально осевой линии Z, вместо вертикального перемещения. Верхний конец штока 4 скреплен с устройством 6 сдвига, чтобы позволять операторам вращать шток 4 вращением устройства 6 сдвига. Внешняя поверхность нижнего конца штока 4 имеет внешнюю резьбу для соединения с внутренней резьбой гайки 7 затвора. В связи с этим, когда шток 4 вращается, гайка 7 затвора может перемещаться вверх и вниз вдоль штока 4. Как показывает Фиг.3, нижний конец гайки 7 затвора имеет фланец, который может быть закреплен в канавке 523 верхней части затвора 5 для объединения гайки 7 затвора и затвора 5. Таким образом, гайка 7 затвора перемещается вверх и вниз вдоль штока 4, затвор 5 перемещается вместе с гайкой 7 затвора так, чтобы отпирать или запирать запорный клапан 1. Когда гайка 5 затвора перемещается вверх, запорный клапан 1 отпирается для обеспечения потока среды. Когда гайка 5 затвора перемещается вниз, запорный клапан 1 запирается для прерывания потока среды.

Уплотнение 12 устанавливается между колпачком 3 и корпусом 2 для предотвращения просачивания среды. Для того, чтобы обеспечить уплотнение между штоком 4 и колпачком 3: ниже муфты 15, между штоком 4 и колпачком 3 устанавливается уплотнительное кольцо 17; верхняя пластина 8, который изготовлена из нержавеющей стали, устанавливается выше колпачка 3, набор 16 уплотнений штока, включающий несколько уплотнительных колец, устанавливается между верхней пластиной 8 и штоком 4. Пылезащитное уплотнение 18 устанавливается в канавке верхней части верхней пластины 8 для предотвращения пыли от попадания под колпачок и в корпус.

Подшипник качения

Как показано на Фиг.1, в существующем запорном клапане плоская конструкция подшипника скольжения часто используется для поддержания штока. Наборы средств перемещения представляют собой шток (общепринятый материал - углеродистая сталь или нержавеющая сталь) и подшипник скольжения (общепринятый материал - медный сплав), а коэффициент трения скольжения составляет 0,1-0,15. Как показано на Фиг.5A и 5B, в этом изобретении, для того, чтобы уменьшить коэффициент трения и рабочий крутящий момент и чтобы обеспечивать определенный запас прочности для поддержания конструкции штока 4, используется подшипник 14 качения. В особенности, на верхней части верхней пластины 3 подшипник 14 качения устанавливается между верхней муфтой 15 и нижней муфтой 15. Шарики качения с высокой прочностью подшипника 14 качения содержатся в канавке, обеспеченной на поверхности штока 4. Наборы средств перемещения представляют собой шток 4 и подшипник 14 качения, и таким образом его коэффициент трения качения сопоставим с коэффициентом трения качения шарикового подшипника с глубоким желобом, составляющим всего лишь 0,002-0,004.

В особенности, контакт между подшипниками 14 качения и штоком 4 возникает между канавкой в штоке 4 и шариками качения с высокой прочностью в форме линейного контакта. Действие и противодействие между наборами средств перемещения также передаются в форме линейного контакта. Для обеспечения срока службы набора средств перемещения и для удовлетворения требований конструкции и относительных стандартов, канавка штока, которая изготовлена с высокой точностью, и диаметр высокопрочных стальных шариков регулируются посредством подбора и группирования так, чтобы управлять зазором в движении между друг другом в целесообразном диапазоне.

В особенности, канавка штока, которая точно изготовлена, может быть выбрана, сгруппирована и подобрана согласно размеру R. Например, если основной размер радиуса канавки штока составляет R3,000, основной диаметр стального шарика составляет 6,000 (размер радиуса составляет R3,000), далее они группируются и выбираются с отклонением на 0,01 мм. Шток может быть разделен на три группы: шток A (R2,990-3,000), шток В (R3,000-3,010), шток В (R3,010-3,020). Шарики качения также могут быть разделены на три группы: шарики качения A (радиус R2,980-R2,990), шарики качения В (радиус R2,990-R3,000), Шарики качения С (радиус R3,000-R3,010). Далее штоки и шарики качения подбираются и собираются для обеспечения точности совмещения набора средств перемещения. Иначе говоря, шток A и шарик качения A, шток В и шарик качения В, и шток С и шарик качения С собираются, соответственно.

Кроме того, согласно различным требованиям различных потребителей, выбираются целесообразные материалы штока и стальных шариков. В отношении штока, могут быть использованы высококачественная углеродистая сталь, SUS431 или другая высококачественная нержавеющая сталь. В отношении стального шарика, могут быть использованы S440C, высокохромистая сталь, бронза, керамика, карбид. Материалы могут быть обработаны для удовлетворения специальных требований к твердости и износостойкости. Например, шток может быть закален и отпущен, и канавка штока может быть хромирована и отполирована, покрыта эмалью и т.д.

В дополнение, следующее подробно описанное устройство 6 сдвига избыточного крутящего момента (смотри Фиг.6A-6D) эффективно обеспечивает, что набор средств перемещения подшипника качения не будет разрушаться из-за значительной рабочей нагрузки. Размер полости корпуса клапана и затвора, покрытого резиновым покрытием неизменной толщины, регулируется с возможностью обеспечения, что действующий рабочий крутящий момент не слишком высок из-за размера, выходящего за пределы допусков, уплотняющих частей седла клапана. Во время фактического производства значение действующего рабочего крутящего момента каждого изделия проверяется, и устанавливаются верхний предел качества и критерий годности для обеспечения целесообразного срока службы набора средств перемещения подшипника качения.

Используя выше специально обозначенного подшипника качения вместо в настоящее время используемого плоского подшипника скольжения, коэффициент трения между штоком 4 и подшипником 14 качения эффективно уменьшается, таким образом, рабочий крутящий момент значительно уменьшается, и срок службы штока 4 и подшипника 14 качения продлевается. Это может быть видно из следующей сравнительной проверки.

В отношении запорного клапана с невыдвижным шпинделем, в случае, когда другие части (корпус 2, клапан 5, крышка 3) и условия испытания (испытание давлением, контрольно-измерительным прибором и специалистом по проведению испытаний) идентичны, только плоский подшипник скольжения заменяется на подшипник 14 качения для выполнения сравнительного испытания крутящего момента. Испытание привело к следующим результатом.

Таблица 1 Сравнительное испытание крутящего момента запорного клапана с невыдвижным шпинделем
	Шариковый подшипник (Н, м)				Подшипник скольжения (Н, м)
	Одна сторона		Другая сторона		Одна сторона		Другая сторона
Давление	0,2 бар	18 бар	0,2 бар	18 бар	0,2 бар	18 бар	0,2 бар	18 бар
Образец 1	15	13	13	12	30	19	31	21
Образец 2	17	13	18	12	31	26	27	20
Образец 3	32	34	35	25	50	50	50	49
Образец 4	19	10	13	17	31	24	29	22
Образец 5	30	26	30	18	50	45	50	47
Под-среднее	22,6	19,2	21,8	16,8	38,4	32,8	37,4	31,8
Среднее	20,1				35,1
%	57%

Из вышеотмеченной таблицы следует, что при использовании подшипника качения 43% рабочего крутящего момента может быть уменьшено.

Устройство сдвига

На Фиг.6A-6D описано устройство 6 сдвига в запорном клапане в этом изобретении. Традиционный запорный клапан обычно непосредственно использует крышку сдвига, которая устанавливается на верхнем конце штока для приведения в действие запорного клапана. Таким образом, при работе внутренние части будут разрушаться из-за избыточного рабочего крутящего момента, приложенного к крышке сдвига. В связи с этим, весь запорный клапан должен быть заменен. Согласно запорному клапану 1 изобретения, устройство 6 сдвига используется для обеспечения безопасного рабочего крутящего момента, приложенного к запорному клапану 1.

Устройство 6 сдвига включает крышку 62 сдвига, страховочный блок 64 и соединительную муфту 65. Крышка 62 сдвига и соединительная муфта 65 соединены вместе с помощью страховочного блока 64. Внутренняя часть соединительной муфты 65 имеет внутреннее отверстие некруглого поперечного сечения (например, прямоугольного) с возможностью совпадать по форме с некруглым поперечным сечением верхнего конца штока 4. Страховочный блок 64 включает верхнюю часть 641, нижнюю часть 642 и среднюю часть 643, которая соединяет верхнюю часть и нижнюю сторону. Обе верхняя часть 641 и нижняя часть 642 предпочтительно имеют некруглое поперечное сечение, например, прямоугольное. Средняя часть 643 может быть канавкой, и ее площадь поперечного сечения меньше площади поперечного сечения верхней части 641 и нижней части 642 для обеспечения того, что несущая способность минимальной площади поперечного сечения средней части 643 меньше требуемого безопасного крутящего момента. Таким образом, если крутящий момент, прикладываемый к страховочному блоку 64, превышает безопасный крутящий момент, средняя часть 643 будет ломаться так, чтобы обеспечивать, что избыточный крутящий момент не будет передаваться штоку 4 и соответствующим компонентам посредством страховочного блока 64.

При сборке верхняя часть 641 страховочного блока 64 скреплена с крышкой 62 сдвига, а нижняя часть 642 скреплена с соединительной муфтой 65. В связи с этим, узел компонентов, которые соединяют крышку 62 сдвига, страховочный блок 64 и соединительную муфту 65 в целом устанавливается на верхнем конце штока 4. Далее винт 63 проникает через сквозное отверстие в крышке 62 сдвига, страховочный блок 64 и соединительная муфта 65 ввинчиваются в отверстие верхнего конца штока 4. Наконец, сквозное отверстие в крышке 62 сдвига закрывается защитной резиновой заглушкой 61 для предотвращения пыли от попадания в устройство 6 сдвига.

Когда рабочий механизм (тавр или другой) воздействует на крышку 62, рабочий крутящий момент передается штоку 4 через крышку 62, страховочный блок 64, соединительную муфту 65, таким образом приводя шток 4 во вращение. Когда рабочий крутящий момент выходит за пределы несущей способности минимального поперечного сечения средней части 643 страховочного блока 64, страховочный блок 64 будет повреждаться или ломаться, таким образом крутящий момент перестает передаваться штоку 4 клапана так, что весь запорный клапан 1 и его компоненты защищены от разрушения. Когда страховочный блок 64 разрушается избыточным рабочим крутящим моментом, необходимо просто заменить только устройство 6 сдвига снаружи запорного клапана 1 без необходимости замены всего запорного клапана, значительно сохраняя время и стоимость.

Резиновое покрытия затвора

В настоящее время в используемом способе нанесения резиновых покрытий для затворов резиновый лист с определенной толщиной обычно используется с возможностью размещения внутри сырого участка отливки затвора. Однако, гибкая резина будет смещаться для создания большего отклонения, при принятии ею неравномерной силы, таким образом получая неравномерную толщину резинового покрытия, что оказывает неблагоприятное влияние на уплотнение и рабочий крутящий момент уплотнения запорного клапана.

В отношении рабочего крутящего момента уплотнения запорного клапана, в условии неизменного давления одним из главных решающих факторов является процентное содержание величины сжатия и деформации резины в области полости корпуса седла и области набора уплотнений между затворами. Например: толщина резины в области уплотнения обеих сторон затворов составляет 5 мм, величина деформации сжатия составляет 1,5 мм при давлении 16 бар (10⁵ Па). Согласно теоретическому соображению и практическому исследованию, когда толщина резинового покрытия является постоянной на обеих сторонах затвора, процент сжатия составляет 1,5/5=30%. Если создается отклонение положения на 1 мм из-за неравномерной силы в процессе резинового покрытия затворов, тогда текущие толщины в области уплотнения на обеих сторонах затвора составляют 4 мм и 6 мм. В условии неизменного давления 16 бар (10⁵ Па) величина сжатия уплотнения резины должна составлять 1,5 мм для удовлетворения требований уплотнения. В отношении стороны 4 мм процент сжатия составляет 1,5/4=37,5%. Таким образом для создания теоретического процента сжатия 30% для удовлетворения требований текущего уплотнения 37,5% требуется создания большей силы, что приводит к увеличенному рабочему крутящему моменту.

Для того, чтобы разместить отливку затвора в процессе покрытия резиной затвора, запорный клапан этого изобретения использует следующий описанный затвор и соответствующий способ покрытия резиной. Фиг.7, 7A и 7B показывают затвор 5 после покрытия резиной. Затвор 5 включает отливку 52 затвора, направляющие 53 (Фиг.7C) и слой 51 резинового покрытия. Фигуры показывают только две направляющие 53, но этим количество и положение не ограничиваются. Они могут быть установлены согласно действующим параметрам применения при условии, что они могут быть использованы для позиционирования отливки затвора. Соответственно, канавки 521 обеспечены на обеих сторонах отливки 52 затвора для приема направляющих 53. Как показывают Фигуры, направляющая 53 и канавка 521 по существу имеют U-образную форму и соответствуют друг другу. Следует отметить, что направляющая 53 и канавка 521 могут иметь любую другую форму, по которой они соответствуют друг другу. Направляющие 53 могут быть образованы из произвольного материала, пригодного для уплотнения затвора, предпочтительно литьем под давлением.

Направляющая 53 имеет нижнюю поверхность, зацепляющуюся с зацепляющей поверхностью канавки 521 отливки 52 затвора, и позиционирующую поверхность 531, зацепляющуюся с позиционирующим блоком 503 формы 501 покрытия (смотри Фиг.8A, 8B). Толщина направляющей 53 может быть определена согласно толщине покрываемого слоя резинового покрытия.

Позиционирующая поверхность 531 находится не ниже (предпочтительно, выше) внешней поверхности 511 слоя 51 резинового покрытия после покрытия резиной так, что позиционирующая поверхность 531 находится на одном уровне с внешней поверхностью 511 слоя резинового покрытия или незначительно выступает. Таким образом, после сборки затвора 5 с резиновым покрытием, образуя запорный клапан 1, позиционирующая поверхность 531 контактирует со слоем покрытия внутри корпуса 2. Так как направляющая 53 предпочтительно образована литьем под давлением пластика, уплотняется не только затвор 5, но и коэффициент трения между позиционирующей поверхностью 531 направляющей 53 и внутренним покрытием корпуса 2 меньше коэффициента трения между внешней поверхностью 511 слоя 51 резинового покрытия и внутренним покрытием корпуса 2. В связи с этим, рабочий крутящий момент уменьшается за счет уменьшения трения.

Ниже на Фиг.8A и 8B описан способ покрытия резиной затвора 5 в этом изобретении. Как показано на Фиг.8A, после покрытия резиной позиционирующие блоки 503 на обеих сторонах формы 501 покрытия отделяют, и центральный стержень 502 размещают в полости 504 формы. Далее, направляющие 53 вставляют в канавки 521 на обеих сторонах отливки 52 затвора. Как показано на Фиг.8В, отливку 52 затвора и направляющие 53, которые прочно заделаны на обеих сторонах и прочно вмещены в полость 504 формы, вводят в полость 504 формы, и позиционирующие блоки 503 в полости 504 формы непосредственно размещают на позиционирующих поверхностях 531 двух направляющих 53. В связи с этим, отливка 52 затвора и направляющая 53 не будут перемещаться, обеспечивая точное позиционирование в процессе покрытия резиной. Толщина резинового покрытия слоя 51 покрытия обеспечивается равномерной для удовлетворения требований толщины конструкции.

Уплотнение штока

Как показано на Фиг.1, настоящие запорные клапаны обычно имеют щели в штоке для размещения уплотнительного кольца. Как показано на Фиг.9, в запорном клапане этого изобретения наборы 16 уплотнений, включающие несколько уплотнительных колец и PTFE кольца, включают компоненты уплотнительных колец 161 (два) и PTFE колец 162 (два), и вводятся во внутреннюю канавку верхней пластины 8. Верхняя пластина 8 изготовлена из нержавеющей стали, и ее внутренняя канавка изготовлена точной обработкой для обеспечения размера канавки под уплотнение. Так как уплотнительные кольца 161 и PTFE кольца 162 могут регулировать зазор уплотнения автоматически согласно давлению уплотнения в канавке верхней пластины 8, работоспособность уплотнения является более надежной. Так как PTFE материал имеет отличную смазочную характеристику, весь набор 16 уплотнений не испытывает коррозионного разрушения, и таким образом срок службы всего набора 16 уплотнений увеличивается.

Самопозиционирующее устройство

Как показано на Фиг.10A и 10B, запорный клапан 1 в этом изобретении использует уникальные внутренние шестигранные винты в качестве соединительных винтов 10 для соединения корпуса 2 и колпачка 3 и для соединения колпачка 3 и верхней пластины 8. Например, верхняя часть соединительного отверстия в колпачке 3 имеет некоторое сужение, которое соответствует внутренней шестигранной суженной поверхности соединительного винта 10. В связи с этим, во время сборки, они могут помогать автоматическому центрированию между колпачком 3 и корпусом 2 и между колпачком 3 и верхней пластиной 8, чтобы обеспечивать выравнивание корпуса 2 запорного клапана 1, колпачка 3 и верхней пластины 8, таким образом обеспечивая точность совпадения между друг другом. В то же время, это удобно для сборки, и отсутствует необходимость регулирования при сборке.

Это изобретение не ограничено выше приведенными примерами, и различные изменения и преобразования являются допустимыми без отклонения от замысла и объема охраны этого изобретения.