Уплотнительный узел клапана

(72) А. С. Зверев и В. В. Крупин 10 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Сибирский государственный институт по проектированию шахт, разрезов и обогатительных фабрик Сибгипрошахт(54) (57) УПЛОТНИТЕЛЪНЫй УЗЕЛ КЛАПАНА, содержащий запорную пару в виде седла и конусного запорного органа и подвижную втулку, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности в условиях высокого давления или вакуума и повышенных температур, подвижная втулка внутренней или наружной поверхностью упруго сопряжена с ответной поверхностью одного из элементов запорной пары, причем другой элемент запорной пары снабжен упором для подвижной втулки, з между сопрягаемыми поверхностями размеШен слой антифрикнионного материала.Изобретение о гносится к дроссельцо-регулирующей и запорной арматуре, предназ. наченной для работы в условиях вакуума, высоких давлений, повышенных температур.Известен клапанный узел, содержагций конусные запорный орган и седло 1.Недостатками известного устройства являются недостаточная надежность и долговечность.Наиболее близким по технической сугцности и достигаемому результату к предлагаемому является уплотнительный узел клапана, содержащий запорную пару в виде седла и конусного запорного органа и подвижную втулку 2.Недостатком известного устройства является недостаточная надежность работы в условиях высокого давления (вакуума) и повышенных температур.Целью изобретения является повышение надежности в условиях высокого давления 20 или вакуума и повышенных температур.Указанная цель достигается тем, что в уплотнительном узле клапана, содержащем запорную пару в виде седла и конусного запорного органа и подвижную втулку, последняя внутренней или наружной поверхностью упруго сопряжена с ответной поверхностью одного из элементов запорной пары, причем другой элемент запорной пары снабжен упором для подвижной втулки, а между сопрягаемыми поверхностями размещен слой ан тифрикционного материала. На фиг. 1 изображен уплотнительный узел клапана (а - с цилиндрическим выходным патрубком, б - с коническим выходным патрубком); на фиг. 2 - уплотнительный узел клапана с втулкой бочкообразной формы; на фиг. 3 (а, б) -- варианты уплотнительного узла клапана.Уплотнительный узел клапана содержит корпус 1 с выходным патрубком 2, запорную пару в виде седла 3 и конического запорного органа 4 и подвижную втулку 5, Втул. ка 5 сопрягается внутренней конической поверхностью 6 или наружной поверхностью 7 с ответной поверхностью элементов запорной нары посредством упругого элемента, ца пример тарельчатои пружины 8. (.оцрягае" мые поверхности отделены друг от друга ело ем 9 ацтцфрик;шонного материала.В одном варианте исполнения втулка 5 внутренней конической поверхностью 6 сопрягается с ответной конической поверхностью 1 О нь запорном органе 4, при этом другой элемент запорной пары - с:дло 3 снабжен упором 11 для втулки 5.В другом варианте исполнения втулка 5 наружной кецшческой поверхностью 7 сопрягается с отве. цой конической поверхностью 12 седла 3,рц этом другой элемент чцлотцительього ,зла - запорный орган 4 снаб;кен упором 11 для втулки 5.В условиях работы с загрязненной рабо. чей средой целесообразно на поверхности, противоположной сопрягаемой, выполнить концентрические карманы 13 (фиг. Зб) и заполнить их пластичным материалом (индий, свинец. фтороплэст и др ).Уцлотнительнь:й узел имеет запорные поверхности 14 и 15 (фиг. 1) или 16 и 17 (фиг. 3). Б области крайних участков втулки 5 сопрягаемые поверхности выполнены по кривой, обеспечивающей градиент давления в ацтифрикционном слое и, следовательно, сохранность его (на чертеже не показано).Втулка 5 выполнена тонкостенной. Критерий тонкостецности - необходимая деформация при создании запорной контактной нагрузки по наружной и внутренней поверхностям втулки 5 (отцосительно седла 3 и запорного органа 4) должна быть в пределах упругости материала втулки 5. При этом для обеспечения многоцикловой работы, напряжения в материале втулки 5 должны соответствовать напряжениям, обеспечивающим требуемую цикличность с учетом температурных условий работы узла.Клапацный узел работает следующим образом.В закрытом положении запорные поверхности 14 и 15 (фиг. 1) или 16 и 17 (фиг. 3) находятся под необходимой контактной нагрузкой, так как втулка 5 установлена с натягом от действия запорного органа 4. При открытии запорный орган 4 поднимается вверх. Первоначально перемещение происходит по поверхности 6 или 7 втулки 5, отделенной от ответной поверхности слоем 9 антифрикционного материала, при этом тарельчатая пружина 8 стремится вернуть втулку 5 в прежнее положение. В результате смец 1 ения ги конусу уменьшаются напряжения в стенках втулки 5 и диаметр ее изменяется. Контактная нагрузка по запорным поверхностям 14 и 15 или 16 и 17 исчезает. После этого радиально размыкаются зацорныс поверхности и занорный орган 4, поднимаясьзанимает необходимое положение, обеспечивая потребную протечку среды через уплотнительный узел.При закрытии клапана запорный орган 4 перемещается вниз. Втулка 5 упором 11 фиксируется относительно ответной запорной поверхности 14 и 15 или 16 и 17, после чего запорный орган 4 (фиг. 1) или сама втулка 5 (фиг. 3) скользит по антифрикционному слою 9. Втулка 5, деформируясь радиально, создает потребную контактную нагрузку на запорных поверхностях 14 и 15 или 16 и 17.16,17 11 итель М. КольцоваИ. Верес Корректо12 Подписноного комитета СССРний и открытийРаушская наб., д. 4/5Ужгород, ул. Проектная, 4 Состав Тех ред Тираж И Государствен делам изобрете осква, Ж - 35,Патент, г, р В. Синицкая Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в повышении герметичности, увеличении ресурса, упро 1 цении ремонта (смена втулки и слоя антифрикциедактор Г. Волковааказ 7174/22ВНИИПпо113035,Филиал ПП онного материала), уменьшении конусностизатвора, что позволяет увеличить контактную нагрузку на запорных поверхностях применьшей осевой запорной силе.