Дисковый клапан

СОЮЗ СОВЕТСКИХМЦ ЮИРЮЕПИКРЕСПУБЛИК 3 Д 116 К 1/22 ПИСА ЗОБРЕТЕНИ Я АТЕНТ Робилщия) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) 1, Патент США Иф 3698686, кл. 251/306,олублик. 1972 (прототип).(54) (57),.1. 2 ИСКОВЬЗЙ КЛАПАН, содержащий корпус с проходным каналом, в котором установлены седло с закрепленной нанем прокладкой и запорный орган, выполненный в виде заслонки с кольцевой уплотнительной кромкой, установленной на смещеннойотносительно оси симметрии заслонки привод. 8 О 1123555 А нои оси с возможностью вращения и взаимодействия по. линии контакта с прокладкойседла, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью уменьшения мощности привода,кромка заслонки образована двумя основнымиповерхностями различного профиля, расположенными по обе стороны от плоскости симметрии заслонки, проходящей через приводную ось; и двумя переходными поверхностями, расположенными у плоскости симметрии, при этом точки схождения нормалейк линии контакта основных поверхностейкромки с прокладкой расположены на осисимметри прокладки по обе стороны от приводной оси на расстоянии, не превышающем0,15 диаметра заслонки, а точки пересечениянормалей к пинии контакта с прокладкойпереходных поверхностей кромки с осьюсимметрии расположены между точками схождения нормалей основных поверхностей.1123555 2. Клапан по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что основные поверхнос ти кромки заслонки выполнены сферическими с центрами в точках схождения норма. лей3. Клапан по и. 1, о г л и ч а ю щ и й с я тем, что основные поверхности кромки заслонки выполнены коническими. Изобретение относится к области армату. ростроекия.Известна конструкция дискового клапана, в проходном канале корпуса которого размещены седло с закрепленной на нем про- кладкой и эапорный орган, выполненный в виде заслонки с кольцевой уплотнительной кромкой, установленной на смещенной относительно оси симметрии заслонки приводной оси с воэмокчостью вращения и вэаимодей О ствия по линии контакта с прокладкой седла 11 .Недостатком известной конструкции явля. ется значительное трение между седлом и дисковым запорным органом, что требует обеспечения значительных приводных усилий как при открытии, так и прн закрьгпа . клапана.Целью изобретения является уменьщение мощности привода.Для достижения указанной цели в дисковом клапане, содержащем корпус с проходным каналом, в которой установлены седло с закрепленной на нем прокладкой и эапорный орган, выполненный в виде заслонки с кольцевой уплопщтельной кромкой, установленной на емещенной относительно оси симметрии заслонки приводной асн с воэмож. ностью вращения и взаимодействия ло линии контакта с прокладкой седла, кромка заслонки образована двумя основными поверхностями различного профиля, расположенными по обе стороны от плоскости симметрии заслонки, проходящей через приводную ось, и двумя переходными поверхностями, распо. ложенными у плоскости симметрии, при этом точки схождения нормалей к пинии кон. такта основных поверхностей кромки с прокладкой расположепьг на ося симметрии прокладки по обе стороны от приводной оси на расстояиинне превышающем О,15 диаметра заслонки, а точки пересечения нормалей к линии контакта с прокладкой пере 4. Клапан по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что основные поверхнос. ти кромки заслонки выполнены тороидаль. ными.5, Клапан по п, 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что основные поверхности кромки заслонки выполнены мультитороидальными. 2ходных поверхностей кромки с осью симметрии расположены между точками схождения нормалей основных поверхностей,При этом основные поверхности кромкизаслонки могут быть выполнены сферическими с центрами в точках схождения нормалей, коническими, тороидальными или муль.титороидальными,Иа фиг, 1 схематично изображен дисковый клапан, разрез по оси вращения заслонки, смещенной и децентрнрованной относительно оси ее вращения; на фиг, 2клапан, разрез перпендикулярно оси вращения; на фиг. 3 - схематическое иэображение в перспективе заслонки с нулевым эксцентриситетом; на фиг, 4 и 5 - схемыраспределения усилий, испытываемых заслонкой при открытии клапана в случае, когдаусилия направлены по оси клапана (фиг. 4)и когда они не направлены по оси, но имеют минимальное плечо (фиг, 5); на фиг. 6 -схематическое изображение в перспективезаслонки с опорной поверхностью; нафиг. 7 - схема расположения нормалей копорной поверхности заслонки; на фиг. 810 - варианты получения опорной поверх.ности заслонки соответственно с помощьюдвух сфер (фиг. 8), двух конусов (фиг. 9),двух вогнутых лучей (фиг. 10); на фиг, 11 -схематичное изображение заслонки с биторои.дальной опорной поверхностью,В корпусе 1 дискового клапана вымол.нен проходной канал 2, в котором размещен эапорный орган, выполненный в видезаслонки 3, взаимодействующей своей кольцевой уплотнительной кромкой 4 с проклад.кой 5, закрепленной на седле 6.Заслонка 3смонтирована с возможностью поворота припомощи соосных полуосей 7, смещенных идецентрированных относительно заслонки 3.На фиг, 3 изображен вариант выполнениязаслонки с нулевым смещением центра,сосью 8 вращения и осью 9 симметоии.3 11235Форма уплотнительной кромки 4 обеспе чивает для усилий, испытываемых заслонкой при открытии, по отношению к оси вращения полуосей, величину плеча, близкую к нулю, Направления усилий Р накло.иены относительно нормали п сечения кромки заслонки в плоскости А, перпендикуляр.ной оси 8 вращения, на величину угла, рав. ного углу трения пары седло - уплотнительная кромка 4 заслонки 3.0На фиг. 4 и 5 изображены схемы распределения усилий в плоскости А,испытываемых заслонкой 3 при ее открытии, в случае, когда онн проходят через ось 8 вра. щения, и в случае, когда они не проходят через нее, но имеют плечо минимальной величины, при этом и - нормаль к сечению уплотнительной кромки в плоскости А; Е усилие, испытываемое заслонкой 3 при ее открытии;, Й - нормаль к уплотнительной кромке в плоскости, проходящей через ось 9 симметрии; т - прямая, соединяющая точку контакта седла с осью вращения; г угол трения пары седло - уплотнительная кромка заслонки 3; с - угол сферичес.кого смещения.Направление нормали и может быть опре.делено для каждой точки уплотнительной кромки 4 в плоскости А.Формами, позволяющими обеспечить распределение усилий, испытываемых заслонкой,30 при которых абсолютная величина усилий и их плечо относительно оси 8 вращения минимальны, являются формы, при которых нормали й к уплотнительной кромке 4 за.слонки 3 на каждом из круговых участков1 и В, расположенных по ту и другую сторону плоскости симметрии заслонки 3, про ходящей через ось 8 вращения, пересекают ось 9 симметрии в двух точках Б, и Б 1 находящихся от приводной оси на расстоянии,40 не превышающем 0,15 диаметра заслонки. В зонах, расположенных у плоскости симметрии, определенных сектором о, точки пе-" ресечения нормалей к уплотнительной кромке расйоложены между точками Б, и Бз 45 схождения нормалей основных. поверхностей, ограниченных участками 8 и Р (фиг; б - 11)Формы поверхностей уплотннтельной кромки, отвечающие этим условиям, могут быть,50 самыми различными и представлять собой, на. пример, сопряжение двух сферических частей 55 410 я 11 (фиг. 8) с центрами в точках Б, и Б,соединенных между собой непрерывной последовательностью элементарнъ 1 хсферических поверхностей 12, обеспечивающих переход от одной поверхности к другой; либо сопряжение двух конических частей 13и 14 (фиг. 9) с центрами, лежащими на оси симметрии седла, нормали которых,проходящие через точки контакта с седлом, сходятся в точках Б, и Б 2, причем ука. занные основные поверхности соединены непрерывной последовательностью переходныхконических поверхностей 15; либо сопряжение двух тороидальных поверхностей 16 и17 (фиг. 10) с центрами 18 и 19 образующего крута 20 и 21, точки контакта 22 и 23 между седлом и заслонкой и точ ки Б, и Б, которых находятся на однойликии, причем сопряжение между двумя торами осуществляется непрерывной последовательностью переходных тороидальных поверхностей 24,На фиг. 10 изображена вогнутая тороидальная форма, но она может быть такжеи выпуклой тороидальной или сопряжениемдвух битороидальных поверхностей 25 и26 (фиг, 11), форма которых состоит издвух тороидальных частей с центрами 27 -30 окружностей 31 - 34 радиусов В, и Я,при этом точки 35 и 36 контакта междуседлом н заслонкой и точки Б 1 н,Б 2 находятся на одной линни, Аналогичным образом сопряжение двух мультитороидальныхповерхностей осуществляется чепрерывнойпоследовательностью переходных мультитороидальных форм.Переход клапана из открытого положения, .при котором заслонка 3 располагается параллельно оси проходного канала корпуса, взакрытое обеспечивается путем поворота заслонки на угол, равный 90, в конце которого уплотнительная кромка заслонки с усилием упира. ется в седло, сжимая прокладку и обеспечн.вая, таким образом, герметичность перекры. тия канала.Предлагаемая форма уплотнительной кром. ки обеспечивает такое распределение усилий,испытываемых заслонкои, при котором их абсолютная величина и плечо относительно оси вращения минимальны, что позволяет максимально уменьшить трение между сед.лом и заслонкой и вращающий момент, необходимый для открытия.1123555 Составитель Т. КолясннскаяТехред С.Мигунова Корректор Г, Решетник едактор ышева 12 ное илиал ППП Патент", г, Ужгород, ул, Проектная, 4 аказ 8167/4 б Тираж ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж-.35, Раушомитета СССРи открытий кая набд, 4/