Уплотнительный узел клапана

(19) (1 БРЕТЕНИ ИДЕТЕЛЬСТ АВТОРСКОМ аучноезии чка ои а ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ОПИСАНИЕ(71) Днепропетровский филиал Нисследовательского института рновой промьпппенности(56) 1. Авторское свидетельство СССВ 268823, кл. Р 16 К 1/46, 1970.2. Авторское свидетельство СССР9 916882, кл, Р 16 К 1/46. 1981.(54)(57) 1. УПЛОТНИТЕЛЬНЫЙ УЗЕЛ КЛАПАНА, содержащий запорный орган с.выступом и седло с кольцевой проточкой, в которой размещены подвижныев осевом направлении защитные втулки с заплечиками и уплотнительныйэлемент, о т л и ч а ю щ и й с я) Р 16 К 1/32 // Р 16 К 1/46,тем, что, с целью повышения его надежности, выступ запорного органа снабжен упорами, размещенными с его внут ренней и внешней сторон, втулки выпол нены с упругими секционными захватами, а уплотнительный узел снабжен коаксиально установленными упругими элементами, размещенными между упорами выступа запорного органа и секционными захватами с возможностью взаимодействия с ними, причем величина хода втулки, установленной со стороны подвода рабочей среды, больше величины хода втулки, установленной со стороны отвода рабочей среды.2, Уз елпоп,1, отлича с я тем, что кольцевая пр дла сообщена с рабочей сре20 1 1141Изобретенйе относится к уплотнительным узлам клапанных устройств, работающих при воздействии рабочих сред избыточных давлений, и может найти применение в пневмо-, гидро- и вакуумных системах.Известна конструкция клапана, в котором в кольцевой расточке запорного органа расположено уплотняющее кольцо между наружной и внутренней втулками, смонтированными заподлицо с рабочей поверхностью кольца 13.Недостатками клапана являются низкая работоспособность при "минусо 15 вых" температурах и увеличение герметизирующих нагрузок, обусловленное расходом примерно 2/3 осевой нагрузки на перемещение защитных шайб относительно уплотнительного элемента. Только 1/3 нагрузки расходуется на создание герметизирующих напряжений в зоне контакта седла с уплотнением.Кроме того происходит выдавлиУ25 вание эластичного материала уплотнения в зазор между седлом и затвором, которое вызвано воздействием потока рабочей среды избыточного давления в момент резкого закрытия затвора с последующим защемлением и разрушением уплотнения.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является уплотнительный узел клапанов, содержащий запорный орган с выступом и 35 седло с кольцевой проточкой, в которой размещены подвижные в осевом направлении защитные втулки с заплечиками и уплотнительный элемент 2.Недостатками известного устрой ства являются недостаточная надежность вследствие снижения герметизирующих напряжений по месту уплотнения при старении уплотнительного элемента и расход части энергии при вода, предназначенной для герметизации уплотнения на перемещение защитных втулок в момент закрытия клапана. Кроме того, конструкция узла требует довольно точного изготов ления как самих втулок, так и уплот" нения, размещенного между ними. Отклонение размеров сопряженных деталей приводит к смещению торцовой поверхности втулок до или ниже уров 55 ня рабочей поверхности уплотнительного кольца и выдавливанию его в за вор между седлом и втулками с после 256 2 дующим разрушением или же обеспечивает слабое прижатие седла к резине, вызывая преждевременную разгерметизацию уплотнения.Целью изобретения является повышение надежности клапана.Указанная цель достигается тем,что в уплотнительном узле клапана,содержащем запорный орган с выступом и седло с кольцевой проточкойв которой размещены подвижные в осевом направлении защитные втулки сзаплечиками и уплотнительный элемент, выступ запорного органа снабжен упорами, размещенными с еговнутренней и внешней стороны, втулки выполнены с упругими секционнымизахватами, а уплотнительный узелснабжен коаксиально установленными упругими элементами, размещенными между упорами выступа запорногооргана и секционными захватами с возможностью взаимодействия с ними,причем величина хода втулки, установленной со стороны подвода рабочейсреды, больше величины хода втулки,установленной со стороны отвода рабочей среды,Кроме того, кольцевая проточкаседла сообщена с рабочей средой.На чертеже схематически изображенуплотнительный узел клапана, разрез,Уплотнительный узел клапана содержит запорный орган 1 с выступом 2,на котором закреплены упоры - разрезные шайбы 3 и 4, шайбы 5 и 6На упорах размещены коаксиальноустановленные упругие элементы 7и 8, контактирующие верхними кромками с упругими секционными захватами 9 и 10 защитных втулок 1 и12, выполненных с заплечиками 13и 14 на разных уровнях,Секционные захваты 9 и О в процессе сборки узла отжимаются и входят в зацепление с упругими элементами 7 и 8.Во втулках 11 и 12, установленных в кольцевую проточку 15 седла16, выполнены торцовые поверхности17 и 18, с которыми контактируетвыступ 2 запорного органа 1, обеспечивая совместно с седлом 16 замкнутый объем под уплотнительныйэлемент 19. Седло 6 содержит обойму 20 и винт 21, В седле 16 выполнен щелевой канал 22, соединяющийкольцевую проточку 15 с рабочей сре-,дой избыточного давления для уравФ 0 и уплотнительного элемента за счет ЗНИИПИ Заказ 475/29 новешивания сил этой же среды, воздействующих в осевом направлениина втулку 11,В закрытом положении клапана запорный орган 1 усилием привода прижат торцовой поверхностью выступа2 к рабочей поверхности уплотнитель.ного элемента 19 и торцовым поверхностям 17 и 18 втулок 11 и 12.В процессе открытия клапана запорный орган 1 отходит от рабочейповерхности уплотнительного элемента 19 продолжая кбнтактировать сторцовыми поверхностями 17 и 18 втулок 11 и 12, которые перемещаютсяодновременно с,выступом 2 запорно-.го органа . При этом рабочая среда проходит в микрбщели между торцовой поверхностью выступа 2, торцовыми поверхностями 17 и 18 втулоки рабочей поверхностью уплотнительного элемента 19, не вызывая эрозионного разрушения уплотнения. Послеупора заплечиков 13 и 14 в обойму20 и винт 21 втулки 11 и 12 останавливаются, а запорный орган 1 про-должает свое движение до полногооткрытия клапана, отжимая упругиеэлементы 7 и 8, При этом отсутствует эрозионное воздействие рабочейсреды на уплотнительный элемент 19в результате постадийного открытия .клапана, обуславливающего образова"ние значительного зазора между плоскостью запорного органа 1 и рабочейповерхностью уплотнения в моментпрохождения-основного потока рабочейсреды,Нри закрытии клапана усилие привода полностью используется на герметизацию уплотнительного элемента19, при этом запорный орган 1 подвоздействием осевой силы и усилиясжатых упругих элементов 7 и 8перемещается в направлении седла 16.Первоначально выступ 2 запорногооргана 1 образует контакт с торцовой поверхностью 17 втулки 11, уравновешенной осевыми силами рабочейсреды, уменьшая при этом силу воздействия потока среды на смежную втулку 12, которая затем также контактирует поверхностью д"с выступом 2 седла. Поочередьый контакт поверхностей17 и 18 с выступом 2 запорного органа обусловлен различной величинойхода втулок 11 и 12, которая определяется расположением заплечиков 13и 14 втулок 11 и 12 на разных уровнях, При дальнейшем движении запорного органа 1 совместно с втулками11 и 12, перемещающимися относительно запорного органа 1 и уплотнительного элемента 19, выступ 2 упирается в уплотнительный элемент 19, герметизируя клапан.Уплотнительный узел позволяет повысить надежность работы клапана засчет взаимосвязи защитных втулок,выполненных с пружинящими секционными захватами и заплсчиками на разнойвысоте с седлом через упругий элемент. Указанная взаимосвязь обеспечивает контакт торцовых поверхностейвтулок и выступа седла и позволяетвтулкам перемещаться относительноседла и уплотнительного элементав осевом направлении,Надежность рабаты клапана обеспечивается повышенной герметизирующейспособностью данной конструкции,обусловленной использованием всейэнергии привода на создание герметизирующих усилий между седлом иуплотнительным элементом, не изменяющихся в процессе длительной эксплуатации уплотнения. В результатеможно использовать привод с меньшими габаритно-массовыми характеристиками, так как нет необходимостипредусматривать запас мощности вприводе на преодоление сил сопротивления перемещению втулок, которые ктому же возрастают в процессе старения уплотнительного материала. Устройство позволяет надежно защитить рабочую поверхность втулок от эрозионного потока рабочей среды и предотвратить выдавливание материала в зазоры между седлом и втулками. Кроме того, упрощается процесс изготовления защитных втулок снижения требований к точности ихвыполнения. Тираж 898 Подписное Ужгород,уд.Проектная, 4