Вентиль для жидкостей

 

Вентиль относится к запорной арматуре и может быть использован в насосных установках, например, для подачи воды в системах производства искусственного снега. Шпиндель с запорным органом закрепляют в корпусе с помощью уплотнительных прокладок. Седло выполняют в виде усеченного конуса. Направляющая втулка закреплена в корпусе в зоне седла. Клапаны опорожнения содержат корпус с расположенными в нем запорным шариком и пружиной. Запорный орган выполняют цилиндрическим с внутренней резьбой, а его головки выполняют в виде усеченного конуса. Запорный орган пропускают через направляющую втулку и соединяют со шпинделем внутренним резьбовым соединением. Шпиндель закрепляют в корпусе при помощи стопорных колец с возможностью вращательного движения, а клапаны опорожнения устанавливают между седлом и направляющей втулкой. Такое выполнение вентиля в системах производства искусственного снега для пропуска воды полностью исключает гидровибрации и замерзание вентиля. При этом потери давления воды в вентиле сведены к минимуму. 1 ил.

Изобретение относится к запорной арматуре и может быть использовано в насосных установках, например, для подачи воды в системах производства искусственного снега.

Известен вентиль (см. а.с. СССР N 62951, кл. F 16 K 01/02), в котором винтовой шпиндель пропущен через сальник и сопряжен с клапаном, упирающимся при его подъеме с седла во фланцы корпуса вентиля, создавая тем самым уплотнение, изолирующее сальник при открытом клапане от воздействия на него среды, пропускаемой через вентиль.

Поставленная задача в этом вентиле не решается, поскольку в процессе его открытия и закрытия часть длины шпинделя, находящейся в пропускаемой среде, перемещается и изменяется по величине, что при больших давлениях создает условие для возникновения вибраций. Кроме того, в известном вентиле после его закрытия будет оставаться пропускаемая среда. В случае если это вода, то использование такого вентиля в системах производства искусственного снега невозможно из-за ее замерзания.

Наиболее близким к предлагаемому вентилю является проходной вентиль (см. а. с. СССР N 1652722, кл. F 16 K 27/02), содержащий корпус с внутренней полостью, входным и выходным отверстиями. В корпусе размещены седло и шпиндель с запорным органом.

Общими признаками известного вентиля с признаками предлагаемого являются наличие корпуса с муфтами подсоединения к входному и выходному патрубкам, шпиндель с запорным органом, закрепленный в корпусе с помощью уплотнительных прокладок, и седло, выполненное в виде усеченного конуса.

Поставленная задача в этом вентиле не решается, поскольку в процессе его открытия и закрытия часть длины шпинделя, находящейся в пропускаемой среде, перемещается и изменяется по величине, что при больших давлениях создает условие для возникновения вибраций, что в свою очередь вызывает большие потери давления пропускаемой жидкости из-за турбулентного ее движения в вентиле. Кроме того, в известном вентиле после его закрытия будет оставаться пропускаемая среда. В случае если это вода, то использование такого вентиля в системах производства искусственного снега невозможно из-за ее замерзания.

В основу изобретения поставлена задача создать такой вентиль для жидкостей, в котором за счет изменения конструкции шпинделя и его расположения в корпусе, введения дополнительных конструктивных элементов отсутствуют условия для возникновения вибраций, существенно снижаются потери давления и появляется возможность удаления пропускаемой жидкости из корпуса вентиля после его закрытия.

Поставленная задача решается вентилем для жидкостей, содержащим корпус с муфтами подсоединения к входному и выходному патрубкам, шпиндель с запорным органом, закрепленный в корпусе с помощью уплотнительных прокладок, и седло, выполненное в виде усеченного конуса, при этом вентиль снабжен направляющей втулкой, закрепленной в корпусе в зоне седла, и клапанами опорожнения, содержащими корпус с расположенными в нем запорным шариком и пружиной, запорный орган выполнен цилиндрическим с внутренней резьбой и снабжен головкой в виде усеченного конуса, пропущен через направляющую втулку и соединен со шпинделем внутренним резьбовым соединением, шпиндель закреплен в корпусе при помощи стопорных колец с возможностью вращательного движения, а клапаны опорожнения расположены между седлом и направляющей втулкой.

Выполнение запорного органа цилиндрическим с внутренней резьбой и головкой в виде усеченного конуса и пропущенного через направляющую втулку, закрепленную в корпусе в зоне седла, соединение со шпинделем внутренним резьбовым соединением, крепление шпинделя в корпусе при помощи стопорных колец с возможностью вращательного движения, выполнение седла в виде усеченного конуса позволяют сохранять постоянной длину шпинделя и запорного органа в зоне прохождения жидкости, а также исключить перемещение в этой зоне каких-либо деталей, тем самым создать условия для ламинарного движения этой жидкости, избежав при этом вибраций, и существенно благодаря этому снизить потери давления.

Наличие клапанов опорожнения, расположенных между седлом и направляющей втулкой, содержащих корпус с расположенными в нем запорным шариком и пружиной, позволяет полностью освободить вентиль от жидкости после его закрытия, что является очень важным условием при производстве искусственного снега, т.е. исключить замерзание вентиля.

Изобретение поясняется приводимым чертежом, где изображен вентиль с сечением в зоне седла.

Вентиль для жидкостей содержит корпус 1 с муфтой 2 подсоединения ко входному патрубку 3 и муфтой 4 подсоединения к выходному патрубку, головку вентиля 5 с закрепленным в ней шпинделем 6 с помощью стопорных колец 7 и 8 и уплотнительных прокладок 9. Вентиль также содержит запорный орган 10, соединенный со шпинделем внутренним резьбовым соединением. Головка 11 запорного органа выполнена в виде усеченного конуса, боковая поверхность которого содержит уплотнительный слой 12, выполненный методом вулканизации. Запорный орган 10 пропущен через направляющую втулку 13, выполненную Ф-образной формы. Диаметр направляющей втулки 13 меньше внутреннего диаметра корпуса 1, а ее отливы расположены и закреплены между корпусом 1 и муфтой 2. Такое выполнение и расположение направляющей втулки 13 создает необходимое пространство для прохождения жидкости в зоне ее расположения (см. сечение А-А). Седло 14 выполнено в виде усеченного конуса. Между седлом 14 и направляющей втулкой 13 размещены клапаны опорожнения, содержащие корпус 15 с размещенными в нем шариком 16 и пружиной 17, соединенный с вентилем резьбовым соединением, и сообщающиеся с зоной седла 14 с помощью входных отверстий 18. Клапан опорожнения имеет выходное отверстие 19. Для приведения в действие шпинделя он имеет приводную ручку 20.

Вентиль работает следующим образом. При вращении приводной ручки 20 шпиндель 6 вращается вокруг своей оси, сохраняя при этом постоянную свою длину, находящуюся в зоне пропускаемой жидкости. Этим исключается возможность образования вибраций при высоких давлениях пропускаемой жидкости, а следовательно, и снижаются потери давления, благодаря ее ламинарному движению в этой зоне. Вращение шпинделя 6 через внутреннее резьбовое соединение передается на запорный орган 10, который перемещается в зоне седла 14, открывая или закрывая его. Под давлением проходящей жидкости шарики 16 клапанов опорожнения, сжимая пружины 17, закрывают выходные отверстия 19. После закрытия вентиля запорный орган 10 своей головкой 11 с уплотнительным слоем 12 заходит в седло 14, прекращая движение пропускаемой жидкости. Пружины 17 клапанов опорожнения перемещают шарики 16, открывая выходные отверстия 19, через которые выходит оставшаяся часть пропускаемой жидкости, опорожняя зону седла и корпус вентиля от нее.

Экспериментальные исследования изготовленного предлагаемого вентиля для пропуска воды в системах производства искусственного снега показали, что вибрации пропускаемой воды исключены полностью. После закрытия вентиля оставшаяся вода полностью выходила из корпуса вентиля. Вентиль изготовлен с использованием 2-дюймовой трубы для корпуса. Запорный элемент изготовлен из латуни с уплотнительным слоем, изготовленным методом вулканизации. Резьбовое соединение шпинделя и запорного органа выполнено так, что при шести оборотах приводной ручки вентиль полностью открыт. Измерения потери давления в предлагаемом вентиле показали, что при пятиоборотном положении шпинделя и запорного органа и пропуске воды 420 л/мин (7 л/сек) потери составляют 0,38 бар. Практически при производстве искусственного снега такие потери давления являются минимальными и входное давление воды почти полностью передавалось на распылительные устройства, что обеспечивает получение искусственного снега высокого качества.

Формула изобретения

Вентиль для жидкостей, содержащий корпус с муфтами подсоединения к входному и выходному патрубкам, шпиндель с запорным органом, закрепленный в корпусе с помощью уплотнительных прокладок, и седло, выполненное в виде усеченного конуса, отличающийся тем, что он снабжен направляющей втулкой, закрепленной в корпусе в зоне седла, и клапанами опорожнения, содержащими корпус с расположенными в нем запорным шариком и пружиной, запорный орган выполнен цилиндрическим с внутренней резьбой и снабжен головкой в виде усеченного конуса, пропущен через направляющую втулку и соединен с шпинделем внутренним резьбовым соединением, шпиндель закреплен в корпусе при помощи стопорных колец с возможностью вращательного движения, а клапаны опорожнения расположены между седлом и направляющей втулкой.

РИСУНКИ

Рисунок 1