Запорное устройство

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 51 4 Р 16 К 31/00ВСЕОНОЗНМ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Акцептованная заявка ЯпонииМф 60-11273, кл, Р 16 К 11/06, 1985.(57) Изобретение относится к областиарматуростроения и может быть использовано в любой области техники дляуправления и регулирования потокамисред. Целью изобретения является повышение ресурса работы запорного устройства при любом типе привода засчет обеспечения требуемой скоростипосадки запорного органа на седло истатического усилия герметизации в13648 конце рабочего хода. Устройство содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками, запорный орган 12, седло 6, шток 10 запорного органа его привод и устройство регулировки скорости посадки запорного органа 12 на седло 6. Это устройство состоит из нерабочего штока 14, конусного толкателя 17, сухарей 20 и возвратного привода сухарей 20, Масса сухарей 20 выбирается из условия обеспечения требуемой скорости посадки запорного органа 12 на седло 6, Сухари 20 выполнены в виде ступенчатых тел вращения с конусной рабочей частью 21,взаимодействующей с толкателем 17 ицилиндрическими направляющей 22 инерабочей 23 частями. Сухари 20 призакрытии устройства получают одновременно вращательное и поступательноеперемещение и снижают скорость перемещения запорного органа 12 к седлу6 до необходимой величины. 4 з.п.ф-лы, 5 ил, Изобретение относится к области арматуростроения и может быть использовано в любой области техники дляуправления и регулирования потоками сред.Цель изобретения - повышение ресурса работы запорного устройства при любом типе привода за счет обеспечения требуемой скорости посадки 10 запорного органа на седло и статического усилия герметизации в конце рабочего хода,На фиг.1 показано устройство, разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг1; 1( на фиг.3 - устройство регулировки скорости посадки, осевой разрез; на фиг,4 - толкатель, осевой разрез; на фиг.5 - сухарь, осевой разрез.Запорное устройство состоит из 20 корпуса 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками, В корпусе 1 с помощью упорной шайбы 4 и крышки 5 установлено седло 6. Перегородка 7 разделяет корпус 1 на запорную полость 8 и при водную полость 9, в которой устанавливается привод запорного устройства с поступательным рабочим движением штока 10, Ограничений на тип привода не накладывается, Он может быть лю бым, например электромагнитным, гидравлическим, пневматическим и т,д. На нижнем конце штока 10 посредством пружинного кольца 11 установлен запорный орган 12.35В верхней части корпуса 1, отделенной от приводной полости 9 перегородкой 13, установлено устройство регулировки скорости посадки запорного органа 12, состоящее иэ нерабочего штока 14, жестко скрепленного со штоком 10 привода. На штоке 14 с помощью дистанционных регулировочных шайб 15 и гайки 16, соосно с нерабочим штоком 14, закреплен толкатель 17. Подбором толщины и количества шайб 15 осуществляют регулировку места установки толкателя 17 на нерабочем штоке 14В корпусе 1 выполнены приливы 18, в которых закреплены направляющие вращения в виде втулок 19 и сухарей 20 так, что их оси расположены в плоско" сти, перпендикулярной оси толкателя 17, На фиг.1 эта плоскость совпадает с сечением А-А. Сухари 20 выполнены (фиг,5) в виде пустотелых ступенчатых тел вращения, состоящих из конусной рабочей 21, цилиндрической направляющей части 22 и цилиндрической нерабочей части 23, заполненной материалом с высокой удельной плотностью, например свинцом. За счет такого выполнения сухарей 20 достигают соотношения между массой нерабочей части 23 и суммарной массой рабочей 21 и направляющей 22 частей, равного (5-10):1, в зависимости от конкретньм размеров сухарей 20.Сухари 20 имеют возвратный привод, состоящий иэ пружин 24, регулировочных гаек 25 и упорньм подшипников 26, одна из обойм которых скреплена с сухарем 20, а вторая - с пружиной 24, В случае наклона осей направляющих втулок 19 к плоскости, перпенди1+4 ы12 3 136481 кулярной оси толкателя 17, конструкция устройства регулировки скорости посадки запорного .органа 12 существенно упрощается за счет отсутствия пружин 24 и подшипников 26 (фиг,З). Угол наклона осей выполняется несколько большим угла трения, Оси сухарей 20 и втулок 19 или проекции этих осей на плоскость А-А (фиг,З) 10 смещены в плоскости, перпендикулярной оси толкателя 17 относительно нее в противоположные стороны на величину 1, определяемую из соотношения 15 где д - наибольший диаметр толкателя;д - диаметр нерабочего штока 14. 20Верхний торец корпуса 1 закрыт крьппкой 27. Толкатель 17 выполнен с конусной рабочей частью 28.Запорное устройство работает в четырех режимах - режиме открьггого запорного устройства, режиме герметизации, режиме закрьггого запорного устройства и режиме разгерметизации.В режиме открытого запорного устройства запорный орган 12, шток 10 30 и нерабочий шток 14 с толкателем 17 находятся в крайне верхнем положении. При этом сухари 20 под воздействием усилия пружин 24 возвратного привода (фиг.1) либо под воздействием сил веса сухарей 20 (фиг.З) прижаты к выступам втулок 19 в направлении к оси нерабочего штока 14 конусной рабочей частью 21. Герметизируемая среда из патрубка 2 через седло 6 беспрепят ственно поступает в запорную полость 8 и из нее в патрубок 3. По окончании времени работы устройства в режиме открытого запорного устройства, его переводят в режим герметизации, для 45 чего включают привод, установленный в полости 9, Под действием усилия привода запорный орган 12, штоки 10, 14 и толкатель 17 начинают двигаться вниз, С этого момента начинается ра бочий ход запорного органа 12, про" должающийся до полной посадки запорного органа 12 на седло 6, От момента начала рабочего хода до момента соударения толкателя 17 с сухарями 20 шток 10, запорный орган 12, шток 14 и толкатель 17 двигаются под воздействием только усилия привода. К моменту соударения система, состоящая 7 4из элементов 10, 12, 14 и 17, приобретает определенную скорость и кинетическую энергию. Для обеспечения необходимой скорости посадки запорногооргана 12 на седло 6 предназначеноустройство регулировки скорости посадки запорного органа 12 на седло 6.От момента начала рабочего хода и домомента соударения толкателя 17 с сухарями 20 последние неподвижны и находятся в исходном положении (фиг. 1-З) .В момент соударения толкателя 17и сухарей 20 происходит перераспределение скоростей системы жестко связанных элементов 1 О, 12, 14 и 17 исухарей 20. За счет конусности рабочих частей 28 и 21 толкателя 17 исухарей 20 последние приобретают поступательные скорости, направленныевдоль осей втулок 19 в диаметральнопротивоположные стороны от оси толкателя 17, а за счет сдвига осей сухарей 20 и втулок 19 от оси толкателя17 в противоположные стороны на величину 1 (либо проекций э.их осей сухари 20 приобретают вращательную скорость относительно своих продольныхосей. В результате этого происходитперераспределение кинетических энергий между системой элементов 10,12, 14 и 17 и сухарями 20.После соударения система элементов10, 12, 14 и 17 продолжает двигатьсяк седлу 6 с уменьшенной скоростью,а сухари 20 за счет полученной кинетической энергии, сжимая пружины 24либо преодолевая силы тяжести (фиг.З),двигаются в полостях приливов 8 впротивоположных направлениях до полной остановки и последующего возвращения в исходное положение под действием пружин 24 либо сил собственного веса (фиг.З). При этом на дальнейшее движение толкателя 17 сухари20 не влияют,Время движения системы элементов1 О, 12, 14 и 17, а значит и расстоя"ние от момента соударения до моментапосадки запорного органа 12 на седло6 выбирается настолько малым, чтобыскорость системы элементов 10, 12,14 и 17 не успела существенно измениться, Достигается это путем подборатолщины и количества шайб 15. В результате этого эапорный орган 12 садится на седло 6 с заданной необходимой скоростью, От момента касаниязапорного органа 12 с седлом 6 начи 1364817наются микроперемещения запорного органа 12, связанные с макродеформациями седла 6 и микродеформациями стыка пары запорный орган 12 - седло 6. Продолжаются эти перемещения до тех пор, пока суммарная потенциальная энергия деформаций не станет равной сумме энергии системы элементов 10, 12, 14 и 17 и потенциальной энергии деформации седла 6 и запорно", го органа 12, связанной со статическим приложением к запорному органу 12 усилия привода, равного усилию герметизации, В этот момент запорньй орган 12 полностью перекрывает доступ герметизируемой среде иэ патрубка 2 в полость 8, а запорное устройство переходит к работе в режиме закрытого запорного устройства, В этом режиме работы герметизируемая среда не поступает из патрубка 2 в полость 8 и патрубок 3, а положение элементов запорного устройства соответствует их положению в момент окончания режима герметизации.По окончании работы в режиме закрытого запорного устройства последнее переводят к работе в режиме разгерметизации, Для этого опять включают привод запорного устройства, расположенньй в полости 9. Под действием усилия привода система элементов 10, 12, 14 и 17, раздвигая сухари 20, начинает двигаться в крайне верхнее положение. При этом открывается доступ герметизируемой среде из патрубка 2 через седло 6 в полость 8 и патрубок 3. Движение элементов 10, 12, 14 и 17 оканчивается в момент достижения ими крайне верхнего положения (фиг, 1 и 3) . С этого момента устройство работает в режиме открытого запорного устройства, При этом положение его элементов не изменяется, а герметизируемая среда свободно подается по патрубку 2 через седло Ь в полость 8 и дальше в патрубок 3. В дальнейшем работа запорного устройства периодически повторяется в зависимости от заданной программы.Формула изобретения1, Запорное устройство, содержащее корпус, в котором размещен взаимодействукюций с седлом эапорный орган,связанный со штоком привода, и устройство регулировки скорости посадкизапорного органа, имеющее нерабочийшток, жестко связанный со штоком привода, соосно закрепленньй на нем толкатель, сухари, размещенные с возможностью поступательного перемещения 10 в направляющих, и возвратный приводсухарей, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения ресурсаработы запорного устройства при любомтипе привода, сухари выполнены в ви де ступенчатых тел вращения с конусной рабочей частью, имеющий возможность взаимодействия с толкателемнерабочего штока, и цилиндрическиминаправляющей и нерабочими частями, 20 а оси направляющих для сухарей размещены в плоскости, перпендикулярнойоси толкателя, и смещены относительнонее в противоположные стороны, приэтом толкатель выполнен с конусной 25 рабочей частью.2Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что величина смещения осей направляющих для сухаЗ 0 рей определяется по зависимостис 1+й,2где 1 - величина смещения;- наибольший диаметр толкателя;35йш - диаметр нерабочего штока.3. Устройство по пп.1 и 2, о т -л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью уменьшения габаритно-массовых 40характеристик сухари выполнены полыУми, причем масса нерабочей части су.- харей больше суммы масс направляющейи рабочей частей.4, Устройство по пп;1 - 3, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что толкатель установлен на нерабочем штокес возможностью регулировки его положения вдоль оси последнего.5. Устройство по пп.1-4, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения конструкции при вертикальном расположении запорного устройства, направляющие для сухарей выполнены с наклоном их осей к плоскости, перпендикулярной оси толкателя,1364817 Составитель М,КольцоваН.Тупица Техред Л.Сердюкова ор М.Пож еда акаэ 6556/29 Тираж 784 ВНИИПИ Государственного коми по делам изобретений и от 113035, Москва, Ж, Раушскаодписн ета СССытий 4/ Проектная, 4 ко оизводственно-полигра приятие, г. Ужгород,