RU1794223C

RU1794223C - Клапан

Info

Publication number: RU1794223C
Application number: SU4028127A
Authority: RU
Inventors: Юхани Кивипелто Пекка; Тойво Или-Коски Эско
Original assignee: Нелес Ой
Priority date: 1985-09-04
Filing date: 1986-09-03
Publication date: 1993-02-07
Also published as: EP0228150A1; JPS6256671A; DE3677924D1; FI72584B; FI72584C; JP2556972B2; EP0228150B1; US4747578A; BR8604061A; FI853399A0

Abstract

Использование: дл регулировани потока рабочей среды, Сущность изобретени : запорный орган имеет форму тела вращени или части тела вращени , выполнен с отверстием и установлен с возможностью поворота в проходном канале корпуса. Уп- лотнительный элемент (УЭ) расположен между запорным органом и стенкой корпуса . Между УЭ и стенкой корпуса расположена по меньшей мере одна промежуточна полость. В УЭ выполнен по меньшей мере один канал, одна сторона которого сообщена с промежуточной полостью, друга - с проходным каналом корпуса. Обращенна к проходному каналу корпуса сторона канала или каналов в УЭ расположена в зоне первоначального отделени кромки отверсти запорного органа от УЭ. Промежуточна полость соединена с проходным каналом только через канал или каналы в УЭ. УЭ может быть расположен со стороны входного патрубка или выходного патрубка. В промежуточной полости установлена с возможностью аксиального перемещени охватывающа УЭ втулка. В промежуточной полости расположена пружина или сильфон, прижимающие УЭ в направлении к запорному органу. 3 з.п. ф-лы, 4 ил. ел С

Description

Изобретение относитс к арматурост- роению, в частности к клапанам, используемым при регулировании потока рабочей среды.

Известен клапан, содержащий корпус с проходным каналом и входным и выходным патрубками, запорный орган, имеющий форму тела вращени или части тела вращени с отверстием и установленный с возможностью поворота в проходном канале корпуса, и уплотнительный элемент, расположенный между запорным органом и стенкой корпуса, между уплотнительным элементом и указанной стенкой корпуса расположена по меньшей мере одна промежуточна полость, а в уплотнительном элементе выполнен по меньшей мере, один канал , одна сторона которого сообщена с промежуточной полостью, а друга - с проходным каналом корпуса,

Недостатком известного клапана вл етс непрерывное трение поверхности запорного органа - шара относительно поверхности уплотнительного элемента в регулирующем положении клапана, а именно тогда, когда шар перемещаетс в частично открытое положение, при этом расположенный со стороны входа потока уплотнительный элемент находитс в контакте с шаром под вли нием, например, дифференциального перепада давлени , образующегос в процессе регулировани . Однако контакт проVJ

о

N hO Ю СО

СО

исходит не по всей поверхности уплотнени , потому что шар открыт лишь частично. Результатом вл етс неравномерный износ их взаимодействующих поверхностей, который приводит к трению и образованию дополнительного момента, а также к течке при длительной работе. Повышенное, неравномерное трение приводит к ограничению регулировани , в результате чего исполнитель- ное средство будет разрегулировано и система может остатьс в автоосциллировании при использовании пневматического исполнительного механизма.

Целью изобретени вл етс повышение надежности работы клапана за счетуве- личени долговечности уплотнительного элемента.

Цель достигаетс тем, что обращенна к проходному каналу корпуса сторона канала или каналов, выполненного в уплотни- тельном элементе, расположена в зоне первоначального отделени кромки отверсти запорного органа от уплотнительного элемента, при этом промежуточна полость соединена с проходным каналом только че- рез упом нутый канал или каналы в уплот- нительном элементе, расположенном со стороны входного патрубка.

Кроме того, при направлении потока рабочей среды либо слева, либо справо уплот- нительный элемент с упом нутым каналом или каналами может быть расположен со стороны выходного патрубка, а в промежуточной полости установлена с возможностью аксиального перемещени охватывающа уп- лотнительный элемент втулка.

Помимо этого в промежуточной полости может быть расположена пружина или силь- фон, прижимающие уплотнительный элемент в направлении к запорному органу.

На фиг.1 изображен клапан с одинарным уплотнением в сечении, перпендикул рном оси вращени запорного органа - шара; на фиг.2 - узел I на фиг.1; на фиг.З - вариант выполнени узла I на фиг.1 при использовании двойного уплотнени , когда направление потока рабочей среды либр такое же, как на фиг.1 и 2, либо противоположно; на фиг.4 - вариант выполнени узла I на фиг.1 с одинарным сильфонным уплотнени- ем клапана.

Клапан, изображенный на фиг.1, содержит корпус 1 с проходным каналом 2 и вход- ным патрубком 3, запорный орган 4, имеющий .форму тела вращени или части тела вращени , выполненный с отверстием 5 и установленный с возможностью поворота в проходном канале 2 корпуса 1, и уплот- нительный элемент 6, расположенный со стороны входного патрубка 3 между эапорным органом 4 и стенкой корпуса 1, образованной цилиндрической выточкой диаметром DI (см. фиг.2). Между уплотнительным элементом 6 и упом нутой стенкой корпуса 1 расположена по меньшей мере одна промежуточна полость 7, уплотненна от воздействи проходного канала 2 и входного патрубка 3, с расположенными по обе стороны от нее уплотнительными кольцами 8 и 9, овального сечени .

В уплотнительном элементе б со стороны , обращенной к запорному органу - шару 4, выполнена кольцева расточка с Da, сообщенна с проходным каналом 2 корпуса 1. В уплотнительном элементе 6 также выполнен по меньшей мере один канал 10, одна сторона которого сообщена с промежуточной полостью 7, а друга - через кольцевую расточку (Da) с проходным каналом 2. При этом обращенна к проходному каналу 2 сторона канала 10 расположена в зоне первоначального отделени кромки 11 отверсти 5 запорного органа - шара 4 от уплотнительного элемента б, а промежуточна полость 7 соединена с проходным каналом 2 только через канал 10 или каналы, выполненные в уплотнительном элементе 6. В промежуточной полости размещена пружина 12. Направление потока рабочей среды показано стрелкой А, Направление вращени запорного органа - шара 4 показано стрелкой Б.

Клапан работает следующим образом.

Когда клапан находитс в закрытом положении , давление из входного патрубка 3 передаетс через канал 10 в промежуточную полость 7. Это усилие давлени действует на кольцевую площадь, образованную наружным диаметром DI и внутренним диаметром Da. и прижимает поверхность 13 уплотнительного элемента 6 к запорному органу - шару 4. В дополнение к давлению жидкости на уплотнительный элемент 6 передаетс упругое усилие пружины 12. Когда начинают вращать шар в направлении стрелки Б с целью открывани клапана, сначала открываетс проход между шаром и уплотнительным элементом на уровне оси отверсти дл потока, т.е. в непосредственной близости от канала 10 в зоне первоначального отделени кромки 11 отверсти 5 запорного органа - шара 4 от уплотнительного элемента 6. При этом скорость жидкости , проход щей через образовавшийс зазор, возрастет и вызывает подсос на входе отверсти . В результате давление в промежуточной полости 7 стравлено через канал 10, упадет до значени , меньшего по сравнению с давлением, действующим на уплотнительную поверхность 13, которое

отожмет уплотнительный элемент б от шара . Шар можно после этого повернуть с приложением минимального вращающего момента, потому что уплотнительный элемент 6 больше не прижимаетс к шару.

На фиг.З изображен вариант выполнени клапана. Изображенный на этой фигуре уплотнительный элемент вл етс двойным , другими словами, направление потока в клапане может быть либо таким же, как нз фиг,1 и 2, либо им противоположным. В дополнение к элементам, изображенным на фиг,2, конструкци , изображенна на фиг.З, включает в себ установленную с возможностью аксиального перемещени втулку 14, охватывающую уплотнительный элемент 6. Торцова поверхность этой втулки, обращенна к шару, опираетс на буртик, выполненный на уплотнительном элементе 6, и при этом в корпусе 1 со стороны другой торцовой поверхности втулки 14, удаленной от шара, выполнен буртик 15. Торец втулки со стороны, обращенной к шару, скошен, благодар чему с этого торца ограничено пространство 16. Между втулкой 14 и уплот- нительными элементами б на диаметре Оз предусмотрена уплотнительна прокладка 17, например, овального сечени . Диаметр Оз предпочтительно равен или меньше диаметра Da. При этом овальное уплотненное кольцо 8 расположено между втулкой 14 и корпусом 1.

На внутренней поверхности втулки 14 выполнен буртик 18, перемещение которого ограничено буртиком 19 на уплотнительном элементе б, причем между ними образована полость 20. Канал 10 проходит через эти буртики и продолжаетс до промежуточной полости 7.

При направлении потоком справа налево применительно к фиг.З уплотнение действует аналогично уплотнени м, изображенным на фиг.1 и 2. При направлении потока слева направо герметизируемое давление , действующее от направлени промежуточной полости 7, в закрытом положении находитс в кольцевом пространстве между наклонной торцовой поверхностью втулки 14 и уплотнительным элементом 6. Площадь этого пространство определ етс внутренним диаметром Оз; и наружным диаметром, равным наружному диаметру уплотнительной поверхности 13, и давление, действующее на эту площадь, прижимает втулку 14 к буртику 15. Уплотнительный элемент б затем в результате ответной реакции приво- 5 дитс в соприкосновение с шаром, и клапан будет герметично уплотнен в своем закрытом положении, В начале открывани клапана сильный поток слева направо входит в отверстие. В результате этого давление в

0 полости 7 также падает в устройстве, изображенном на фиг.З, как и в устройстве, изображенном на фиг.2. Давление также падает в полости 20 между буртиками 18 и 19. Помимо этого в зазоре, окружающем уп5 лотнительный элемент, между уплотнительным элементом и корпусом возникает всасывающий эффект, и давление в полости 16 падает. Этим повышаетс надежность уплотнени .

0 На фиг.4 изображено одинарное уплотнение , в котором вместо пружины 12 использовано сильфонное уплотнение. За уплотнительным элементом 6 в корпусе проточена кольцева выточка 21, в которой по5 мещен сильфон 22. В торце сильфонного уплотнени со стороны шара выполнено сквозное отверстие 10, расположенное аналогично изображенным на фиг,1-3. С внутренней стороны сильфона имеетс

0 внутренн гильза 23, посаженна по плотно посадке со стороны уплотнительного элемента 6, дл соединени сильфона 22 и его установки по скольз щей посадке в корпусе 1. Между внутренней гильзой и корпусом рас5 положено овальное уплотнительное кольцо 9. Камера 24, аналогична промежуточной полости 7, ограничена сильфоном и внутренней гильзой. Сильфон также замен ет уплотнительное кольцо 8 (см. фиг.2 и 3). Уп0 лотнение обеспечиваетс аналогично изображенным на фиг.1 и 2.

Изобретение не ограничено лишь представленными устройствами. Оно может быть видоизменено различными пут ми в

5 пределах формулы изобретени . Вместо сферической поверхности форма запорного органа в равной степени может иметь форму и другой поверхности вращени , например быть цилиндрической или конической. Про0 дольное сечение выпуклой поверхности вращени может также быть, например, эллиптическим .

Claims

Формула изобретени 1. Клапан, содержащий корпус с проходным каналом и входным и выходным

патрубками, запорный орган, имеющий форму тела вращени или части тела вращени , выполненный с отверстием и установленный с возможностью поворота в проходном канале корпуса, и уплотнительный элемент , расположенный между запорным органом и стенкой корпуса, причем между уплотнительным элементом и указанной стенкой корпуса расположена по меньшей мере одна промежуточна полость, а в уп- лотнительном элементе - по меньшей мере, один канал, одна сторона которого сообщена с промежуточной полостью, а друга - с проходным каналом корпуса, отличающийс тем, что обращенна к проходному каналу корпуса сторона канала или каналов в у плотните ль ном элементе расположена в зоне первоначального отделени кромки отверсти запорного органа от уплотнитель- ного элемента, при этом промежуточна полость-соединена с проходным каналом

только через упом нутый канал или каналы в уплотнительном элементе.
2. Клапан по п. 1,отличающийс тем, что уплотнительный элемент с упом ну- тым каналом или каналами расположен со стороны входного патрубка.
3. Клапан по п.1, отличающийс тем, что уплотнительный элемент с упом нутым каналом или каналами расположен со

стороны выходного патрубка, а в промежуточной полости установлена с возможностью аксиального перемещени охватывающа уплотнительный элемент втулка.

А. Клапан по пп. 1 и 2, отличающийс тем, что в промежуточной полости расположена пружина или сильфон, прижимающие уплотнительный элемент в направлении к запорному органу.

Фи2. 1

в 8 ±

Ь М 7 Фи г. 2.

f3 fcY.V

фиг.З

f

А