Затвор клапана

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬ(72) А. С. Зверев и А. А. Мещеряков (71) Специальное конструкторское бюро гидроимпульсной техники СО АН СССР (53) 621.646 (088.8)(56) 1, Капоревский Б. М. Конструкции резиновых и резинометаллических клапанов Тематический обзор. Сер. Производство резинотехнических и асбестотехнических изделий, ЦНИИТЭнефтехим, М., 1977, с. 33-38, рис. 26.2. Авторское свидетельство СССР956882, кл, Г 16 К 1/46, 1981 (прототип). ЯО 1086274 А с)(51) Г 16 К 25/00//Г 16 К 1/36(54) (57) ЗАТВОР КЛАПАНА, в корпусе которого размещен взаимодействующий с седлом запорный орган, содержащий концентрично расположенные подвижные втулки с размещенным между ними уплотнительным элементом, оггичаюигийся тем, что, с целью повышения надежности при высоких и сверхвысоких давлениях, втулки установлены с возможностью упругого перемещения и снабжены расположенными наклонно к поверхности седла упругодеформируемыми ластами, образованными двумя коническими поверхностями с вершиной, обращенной к поверхности седла.Изобретение относится к технике высоких давлений, в частности к запорной арматуре, используемой в установках и устройствах высокого и сверхвысокого давления.Известен затвор клапана, содержащий взаимодействующий с седлом запорный орган, содержащий уплотнительный элемент, установленный в кольцевой полости между запорным органом и подвижной в осевом направлении втулкой, выступающей над уплотнительным элементом 11.Недостатком устройства является низкая надежность его работы в условиях высоких и сверхвысоких давлений.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является затвор клапана, в корпусе которого размещен взаимодействующий с седлом запорный орган, содсржащй концентрично расположенные подви,кныс втулки с размеценным между ними уплотнительным элементом 12. 20Однако это устройство характеризуется недостаточной надежностью работы в условиях высоких и сверхвысоких давлений. Цель изобретения - повышение надеж 25 ности при высоких и сверхвысоких давлениях.Указанная цель достигается тем, что в затворе клапана, в корпусе которого размещен взаимодействующий с седлом запорньй орган, содержащий концентрично расположенные подвижные втулки с размещенным между ними уплотнительным элементом, втулки установлены с возможностью упругого перемещения и снабжены расположенными наклонно к поверхности седла упругодеформируемыми ластами, образованными двумя коническими поверхностями с верниной, обращенной к поверхности сед с .На чертеже изображен затвор клапана, разрез (слева от оси -- в момент касания втулок с седлом, справа в закрытом по ложеии) .Затвор клапана содержит корпус 1, в котором размещены седло 2 и запорный орган 3, содержащий концентрично расположенные подвижные втулки 4, которые имеют возможность упручто осевого и углового перемещения благодаря установке упругих элементов - пружин 5, размещенных между запорным органом 3 и втулками 4. Между втулками 4 установлен уплотнительный элемент 6, который прн работе на высокотемпературных средах может быть выполнен в виде объемного пластично-передеформируемого элемента, например, из мягкого металла. Втулки 4 выполнены с расположенными наклонно к поверхности седла 2 упругодеформируемыми ластами 55 7, образованными двумя коническими поверхностями 8 с вершиной, обращенной к поверхности седла 2. С целью предотвращения выдавливания уплотнительного элемента б в зазор между запорным органом 3 и втулками 4 уплотнительный элемент б снабжен антиэкструзионными кольцами 9.Затвор клапана работает следующим образом.При опускании запорного органа 3 уплотнительный элемент 6 давлением среды поджат к кольцевой полости образуемой втулками 4 и запорным органом 3, а втулки 4 под действием пружин 5 и деформированного уплотнительного элемента б опускаются на контактную поверхность седла 2. После касания ластами 7 втулок 4 седла 2, когда поток рабочей среды перекрыт, при дальнейшем опускании запорного органа 3 уплотнительный элемент 6 герметизирует контактную поверхность седла 2, прн э-,ом касание поверхности седла 2 кромкой ластов 7 втулки 4 происходит раньше, чем уплотнительным элементом 6, т. е. при начальюм контакте ластов 7 с седлом 2 между деформируемым под действием давления уплотнительпым элементом 6 и седлом 2 имеется некоторый зазор. Этот зазор минимизируется для обеспечения почти одновременного касания седла 2 уплотнительным элементом 6. Дальнейшая деформация его на контактной поверхности седла 2 происходит по мере перемещения запорного органа 3 вниз.Таким образом, при закрывании затвора, седла 2 первыми касаются своими ластами 7 втулки 4 и перекрывают поток. Контакт этот не является жестким, так как гибкие ласты 7 компенсируют неровности поверхностей илн перекос. Уплотнительный элемент 6 в это время поджат давлением в кольцевой полости и не разрушается потоком рабочей среды. По достижении требуемого усилия запорный орган 3 садится на упор, находящийся в механизме иеремецения (не показан), замыкая через него действующую на запорный орган 3 силу.Начальное поджатие ластов 7 к седлу 2 сределяется величиной деформации упго- нительного элемента 6 и пружин 5, воздействующих на втулки 4. Давление рабочей среды приводит к дополнительному поджатию ластов к седлу 2, тем самь;м предотвращая вь;давливание уплотнптсл .,ого элемента 6 в микрозазоры. Наличгс же антиэкструзионных колец 9 препятс-.иу . выдавливанию уплотнительного эл хс на 6 в зазор между запорным органом 3в:улками 4.При открывании затвора запорный орган 3 поднимается, нагрузка от него а уплотнительный элемент 6 уменьшается и последний, поджимаемый давлением среды, выходит из контакта с поверхностью седла 2.Втулки 4 в это время еще запирают проходное отверстие седла. При да;, ьпсй;псм движении запорного органа 3 поднимаю 11086274 Составитель М. Кольцов Редактор Н. Киштулинец Техред И. Верее Корректор Л. Ференц Заказ 2223/ЗВ Тираж 9 3 1 одписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 415 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4ся втулки 4 и открывают путь потоку рабочей среды, т. е. при открывании затвора совместное движение втулок 4 с запорным органом 3 начинается с момента (или после) размыкания поверхностей деформируемого уплотнительного элемента и седла 2, Такой порядок взаимодействия элементов затвора обеспечивает постоянное объемное сжатие уплотнительного элемента под воздействием рабочей среды и сохраняет его тем самым от разрушения. 10 Таким образом, благодаря наличию ластов 7 втулки 4 при отходе от седла 2 способны упруго изменять свою геометрию, т. е. угол наклона ластов 7 и поверхности седла 2, что способствует отводу уплотни 15 тельного элемента 6 от седла 2, при этом положение втулок 4, а следовательно ластов 7, четко стабилизировано относительно уплотнительного элемента 6, что определяет последовательность их работы, в результате чего не возникает разрушающих знакопеременных напряжений, что повышает надежность устройства.Изобретение может работать не только на высоких и сверхвысоких давлениях, но и при больших перепадах давления, причем длительное время, поскольку обеспечена зашита уплотнительного элемента. Затвор малочувствителен к вибрации, так как его конструкция компенсирует возникаюшие перекосы и деформации в результате воздействия давления и температуры и неточности изготовления, обеспечивая при этом высокую степень герметичности. Кроме того, изобретение позволяет не только применять деформируемые неметаллические материалы при сверхвысоких давлениях, но и расширить диапазон допустимых рабочих температур, используя в качестве деформируемого уплотнительного материала мягкий металл. Причем имеется возможность для работы его в системах, где требуется движение рабочей среды в прямом и обратном направлении.