Запорное устройство

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 F 16 К 3/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4776722/29 (22) 21.11.89 (46) 23.09.92. Бюл. N 35 (71) Львовский политехнический институт им. Ленинского комсомола и Украинский филиал Центрального конструкторского бюро арматуростроения (72) В.А.Зацарный, Г.Г.Стратиневский, А,Л.Беличенко, Б.Д,Белоус, В.А.Ананьевский и Д.А.Мендельсон (56) Международная заявка .PCT (WO) М

84/02167. (54) ЗАПОРНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к машиностроению, в частности к арматуростроению, и может быть использовано для регулирования и перекрытия потоков герметизируемых сред, Известно запорное устройство, содержащее корпус с входным и выходным патрубками, седла и поворотный уплотнительный узел, содержащий полый цилиндрический золотник, Во внутренней полости золотника расположены трубка, образующая сквозной поперечный канал, охватывающий ее нажимной блок из эластомера и направляющие, В направляющих установлены подвижные запорные элементы, контактирующие с нажимным блоком, снабженные уплотнительными кольцами по поверхностям, обращенным к направляющим. Нажимной блок из эластомера связан с поворотно-нажимным приво,, Ы,, 1763778 А1 (57) Использование: для регулирования и перекрытия потоков герметизируемых сред, Сущность изобретения: запорный элемент в виде цилиндрического золотника со сквозным поперечным каналом связан с нажимным приводом через нажимной блок из эластомера. Золотник выполнен двухступенчатым. На ступени меньшего диаметра соосно с ней размещен нажимной блок и охватывающая его тонкостенная металлическая гильза. Один торец гильзы закреплен на золотнике, другой установлен с зазором относительно привода. Гильза выполнена с продольными гофрами, Блок выполнен из набора цилиндрических колец одинаковой высоты. 2 з.п.ф-лы, 3 ил. дом, установленным в корпусе запорного устройства.

К недостаткам этого запорного устройства следует отнести прежде всего сложность конструкции, нетехнологичность изготовления и сборки, а также относительно низкую герметичность, Последнее связано с тем, что.усилие герметизации, передаваемое от поворотно-нажимного привода через нажимной блок подвижным запорным элементам, в данной конструкции существенно ограничено. Это ограничение обусловлено наличием внутри эластомера трубки, жестко связанной с золотником, которая воспринимает значительную часть вертйкального нажимного усилия, предназначенного для деформации нажимного блока и создания на запорных элементах за счет этого усилия герметизации. Кроме того, наличие этой трубки существенно ограничивает объем нажимного

1763778 блока из эластомера, что существенно повышает его жесткость (особенно на больших условно проходных диаметрах), и требует применения для его деформирования приводов с повышенными мощностными и габаритно-массовыми характеристиками.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является выбранное в качестве прототипа запорное устройство, содержащее корпус с входным и выходным патрубками, уплотнительный узел,. включающий седла, подвижный цилиндрический золотник со сквозным поперечным каналом и камерой с установленными в ней в направляющих подвижными запорными элементами с уплотнительными кольцами, с нажимным блоком из эластомера, и нажимной привод, К положительным сторонам этой конструкции следует отнести то, что сквозной поперечный канал вынесей из зоны расположения нажимного блока. Это позволяет без существенного увеличения габаритов запорного устройства регулировать жесткость нажимного блока за счет изменения его объема и формы, а следовательно, реализовать требуемые перемещения запорных элементов и усилия герметизации без увеличения мощности нажимного привода.

К недостаткам этого запорного устройства следует прежде всего отнести сложность конструкции, что связано с наличием направляющих и подвижных запорных элементов с уплотнительными кольцами. Эта конструкция требует точного изготовления направляющих и запорных элементов, а также точного совпадения осей направляющих с осью седел в закрытом положении запорного устройства. Технологически при изготовлении и сборке запорного устройства это практически недостижимо, Всегда будет оставаться остаточная несоосность и ...перекос осей направляющих и седел в закрытом положении. Компенсировать эту несоосность можно только за счет поперечной и угловой подвижности запорных элементов в направляющих. В данном запорном устройстве эта подвижность ограничена высокой жесткостью направляющих. Описанные явления приводят к тому, что запорные элементы в закрытом положении устройства контактируют с седлами с перекосом. Это обуславливает второй существенный недостаток рассматриваемого запорного устройства — недостаточную герметичность.

Попытки ее повысить при сохранении данной конструктивной схемы приводят к существенному увеличению усилия герметизации и, как следствие, к увеличению мощности нажимного привода, массы и габаритов запорного устройства, а также к снижению ресурса его работы.5 Цель изобретения — повышение герметичности на высоких давлениях.

Указанная цель достигается тем, что в запорном устройстве, содержащем корпус с входным и выходным патрубками, уплотни10 тельный узел, включающий седла, подвижный цилиндрический золотник со сквозным поперечным каналом и камерой с установленными в ней в направляющих подвижными запорными элементами с нажимным

15 блоком из эластомера и нажимной привод, подвижный цилиндрический золотник выполнен двухступенчатым, причем ступень большего диаметра снабжена сквозным поперечным каналом, на ступени меньшего

20 диаметра соосно с ней установлен нажимной блок, который выполнен из набора цилиндрических колец одинаковой высоты, а подвижные запорные элементы выполнены в виде тонкостенной металлической гильзы, 25 охватывающей нажимной блок и установленной соосно с осью подвижного золотника.

Такое выполнение уплотнительного узла позволяет существенно упростить его

30 конструкцию и устранить перекос осей седел и запорных элементов в направляющих в закрытом положении запорного устройства.

Гильза выполнена с продольными гоф35 рами, параллельными ее оси.

Толщина стенки гильзы, а также число и форма продольных гофр позволяет регулировать ее радиальную жесткость, обеспечивая требуемую величину ее деформаций в

40 радиальном направлении и создания необходимых усилий герметизации при оптимальных мощностных и массогабаритных характеристиках нажимного привода.

Сущность изобретения поясняется чер45 тежом, где на фиг, 1 изображено запорное устройство, общий вид; на фиг. 2 — сечение

А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — узел на фиг. 1 в увеличенном масштабе в закрытом положении запорного устройства.

50 Запорное устройство содержит корпус

1 с входным 2 и выходным 3 патрубками. В корпусе расположен цилиндрический золотник 4, который выполнен двухступенчатым. Ступень большего диаметра 5

55 снабжена сквозным поперечным каналом 6.

На ступени меньшего диаметра 7 соосно с ней установлен нажимной блок 8 из эластомера и охватывающая его тонкостенная металлическая гильза 9, один ее торец закреплен на золотнике 4, а другой установ1763778 лен с зазором д относительно нажимного рубков 2 и 3 (фиг. 3) и образование уплотнипривода 10, ко-.орый обеспечивает дефор- тельного стыка. мацию нажимного блока 8. При этом нажим- После этого запорное устройство переной блок 8 выполнен из набора ходит в закрытое положение. Усилие гермецилиндрических колец одинаковой высоты. 5 тиэации (усилие прижатия боковой

Толщина гильзы составляет 0,01-0,03 ее на- поверхности оболочки к кромкам 17) опреружного диаметра. Металлическая гильза 9 деляется усилием основного привода и равыполнена с продольными гофрами 11 (фиг. диальной жесткостью оболочки. Последняя

2), параллельными ее оси, наличие которых в свою очередь регулируется толщиной обообеспечивает регулирование жесткости. 10 лочки и размерами, формой и числом проНижний торец гильзы 9 опирается на сту- дольных гофр. пень большего диаметра 5, Канал 12 и от- Из закрытого положения запорного усверстие 13 служат для свободного тройства его переводят в состояние разгерперетекания рабочей среды, остающейся в метиэации. Для этого путем подачи полостях устройства. Винт 14 фиксирует на- 15 управляющего сигнала на основной привод жимной привод 10 на ступени 7. Шпонки 15 нажимной привод 10 начинает двигаться предотвращают прокручивание золотника " вверх. Одновременно гильза 9 за счетупру14 относительно корпуса 1. Шток 16 связы- гости принимает "свою первоначальную вает основной (не показан) и нажимной при- форму и выходит из контакта с кромками 17. воды. Седла выполнены зацело с корпусом 20 Затем под действием усилия основного при1 и образованы кромками 17 входного 2 и вода золотник 4 движется вверх до совмевыходного 3 патрубков, Совокупность эле- щения поперечного канала 6 с входным и ментов 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 17 образует уплот- выходным патрубками. Запорное устройстнительный узел, во устанавливается в открытом положении.

Работа запорного устройства. 25 Применение данного запорного устройВ открытом положении запорного уст- ства по сравнению с существующими позворойства золотник 4 находится в верхнем лит значительно удешевить положении и фиксируется фиксаторами ос- конструирование, изготовление и эксплуановного привода (не показаны). При этом тацию, а также обеспечить при значительно сквозной поперечный канал 6 расположен 30 меньших затратах высокую степень гермесоосно с входным 2 и выходным 3 патрубка- тичности перекрытия потока герметизируеми и герметизируемая среда беспрепятст- мой среды. венно проходит из патрубка 2 через канал 6 Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я в патрубок 3. 1, Запорное устройство, содержащее

Затем запорное устройство переводят 35 корпус с входным и выходным патрубками, для работы в положении герметизации. Для седла, запорный элемент в виде цилиндриэтого подают сигнал управления на основ- ческого золотника со сквозным поперечным ной привод и под действием его усилия зо- каналом, связанный с нажимным приводом лотник 4 начинает двигаться вниз. через нажимной блок из эластомера, о тл иДвижение продолжается до упора золотни- 40 ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения ка 4 своим нижним торцом в днище корпуса герметичности на высокйх давлейиях, ци1. В этот момент времени происходит пол- линдрический золотник выйолнен двухстуное перекрытие входного 2 и выходного 3 пенчатым, при этом на ступени меньшего патрубков тонкостенной гильзой 9, диаметра соосно с ней размещены нажимПри наличии у основного привода про- 45 ной блок и охватывающая его тонкостенная межуточных положений возможно частич- металлическая гильза, причем один ееторец ное перекрытие входного и выходного закреплен на золотнике, а другой установпатрубков, что позволяет использоватьуст- лен с зазором отйосительно"=нажимного ройство для регулирования расхода рабо- привода. чей среды. 50 2.Устройство по и. 1, отл ича ю щееЗатем происходит сжатие нажимного с я тем, что, с целью регулирования жесткоблока 8 из эластомера требуемым для гер- сти, гильза выполнена с продольными гофметизации усилием, что ведет к радиальной рами. деформации тонкостенной гильзы 9. З,Устройствопоп.1,отл ичаю щееВ это же время происходит выпучива- 55 с я тем, что, с целью обеспечения равномерние в пределах упругой деформации боко- ности усилий при закрытии запорного элевой поверхности оболочки, ограниченное мента, нажимной блок выполнен из набора кромками 17, во внутреннюю полость пат- цилиндрических колец одинаковой высоты, 1763778

Составитель Т.Максимкина

Техред М.Моргентал Корректор П.Гереши

Редактор О .Стенина

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3444 . Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5