RU2170870C1

RU2170870C1 - Valve head

Info

Publication number: RU2170870C1
Application number: RU2000126118A
Authority: RU
Inventors: А.Ю. Аристархов; В.А. Легков; Б.А. Елистратов; А.В. Жаворонков; Д.Б. Устинович; В.А. Мочалов
Original assignee: Аристархов Александр Юрьевич; Легков Владимир Анатольевич; Елистратов Борис Александрович; Жаворонков Александр Вадимович; Устинович Дмитрий Борисович; Мочалов Виктор Алексеевич
Priority date: 2000-10-18
Filing date: 2000-10-18
Publication date: 2001-07-20

Abstract

FIELD: pipeline fittings, namely devices for switching on and off liquid flows. SUBSTANCE: valve head includes body having in its wall at least one window for passing working fluid; rod arranged in cavity of body along its axis with possibility of limited rotation. Rod has two portions; its first portion rests upon body and it is joined at one side with flywheel. Second portion of rod is joined with ceramic member of lock. Ceramic member of lock is pressed to reciprocal ceramic member secured to body. First portion of rod is made of plastics and it is connected with body through multistep sealing. Second portion of rod is made of non-ferrous metal. EFFECT: reduced metal consumption, enhanced sealing quality of movable parts, stable operation of valve head. 3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относиться к области трубопроводной арматуры, а именно к вентильным головкам, которые предназначены для использования в качестве устройств для включения и выключения потоков жидкости. The invention relates to the field of pipe fittings, namely to valve heads, which are intended for use as devices for turning on and off the fluid flows.

Из уровня техники известны технические решения, близкие по совокупности общих существенных признаков и достигаемому результату с рассматриваемым техническим решением:
- патент ФРГ N 19641545, МПК F 16 К 3/08, опубл. 1998, в котором описано устройство вентиля, шток которого состоит из двух частей, вторая из которых связана с керамическим элементом и выполнена неметаллической. Аналогичное решение запатентовано в Германии под номером 19525690, F 16 К 3/08, опубл. 16.01.97.From the prior art, technical solutions are known that are close in the aggregate of common essential features and the achieved result with the considered technical solution:
- German patent N 19641545, IPC F 16 K 3/08, publ. 1998, which describes a valve device, the stem of which consists of two parts, the second of which is connected to a ceramic element and is made non-metallic. A similar solution is patented in Germany under the number 19525690, F 16 K 3/08, publ. 1/16/97.

- заявка Франции N 2645236, МПК F 16 К 3/08, опубл. 1991, в которой описана конструкция резьбового элемента - штока, выполненного из двух частей;
- патент РФ N 2153615, МПК F 16 К 3/08, опубл. 27.07.2000. В патенте описана конструкция вентиля, содержащего корпус с осевым отверстием, с отверстиями для прохода рабочей среды, расположенный по оси корпуса шток и уплотнение между корпусом и штоком.- application of France N 2645236, IPC F 16 K 3/08, publ. 1991, which describes the design of a threaded element - a rod made of two parts;
- RF patent N 2153615, IPC F 16 K 3/08, publ. 07/27/2000. The patent describes the design of a valve comprising a housing with an axial bore, with openings for the passage of a working medium, a rod located along the axis of the housing, and a seal between the housing and the stem.

- заявка Германии N 3207895, МПК F 16 К 3/08, опубл. 15.09.1983. Изобретение по заявке Германии N 3207895 принято в качестве ближайшего аналога. - German application N 3207895, IPC F 16 K 3/08, publ. 09/15/1983. The invention according to the application of Germany N 3207895 adopted as the closest analogue.

Вентильная головка по заявке Германии N 3207895 содержит корпус, в стенке которого выполнено, по меньшей мере, одно окно для прохода рабочей среды, расположенный в полости по оси корпуса с возможностью ограниченного поворота шток, выполненный из двух частей, первая из которых оперта на корпус и связана с одной стороны с маховиком, а вторая часть - с керамическим элементом затвора, прижатого к ответному керамическому элементу, закрепленному на корпусе. The valve head according to the application of Germany N 3207895 contains a housing, in the wall of which is made at least one window for the passage of the working medium located in the cavity along the axis of the housing with the possibility of limited rotation of the rod made of two parts, the first of which is supported on the housing and connected on one side with the flywheel, and the second part - with a ceramic shutter element, pressed against the reciprocal ceramic element mounted on the housing.

Известная конструкция вентиля обладает относительно невысокими эксплуатационными и техническими свойствами - это повышенная металлоемкость, сложность в изготовлении, недостаточная надежность, обусловленные относительно низким сроком работы уплотнения, сложной формой штока, выполнением всех рабочих деталей из цветных металлов. The known valve design has a relatively low operational and technical properties - this is increased metal consumption, difficulty in manufacturing, lack of reliability due to the relatively low life of the seal, the complex shape of the stem, the implementation of all working parts from non-ferrous metals.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является улучшение эксплуатационных и технических показателей, а именно уменьшение металлоемкости, повышение качества уплотнения подвижных частей вентиля и стабильности его работы. Технический результат заключается в уменьшении сил трения между резиновым уплотнением и частью штока, выполненной из пластмассы. Это объясняется тем, что силы трения между резиной и металлом по прототипу превышают силы трения резины по пластмассе, а это в свою очередь приводит к тому, что уплотнение в процессе работы вентиля как бы "фиксируется" относительно корпуса. The problem to which the present invention is directed is to improve operational and technical indicators, namely, reducing metal consumption, improving the quality of compaction of the moving parts of the valve and the stability of its operation. The technical result is to reduce the friction forces between the rubber seal and the stem part made of plastic. This is due to the fact that the friction forces between rubber and metal according to the prototype exceed the friction forces of rubber on plastic, and this in turn leads to the fact that the seal in the process of valve operation is “fixed” with respect to the housing.

Для получения этого эффекта шток выполнен из двух частей - пластмассовой и металлической. Для достижения указанного выше технического результата при решении поставленной задачи в вентиле, содержащем корпус, в стенке которого выполнено, по меньшей мере, одно окно для прохода рабочей среды, расположенный в полости по оси корпуса с возможностью ограниченного поворота шток, выполненный из двух частей, первая из которых оперта на корпус и связана с одной стороны с маховиком, а вторая часть - с керамическим элементом затвора, прижатого к ответному керамическому элементу, закрепленному на корпусе, первая часть штока выполнена из пластмассы и связана с корпусом через уплотнение, а вторая часть штока выполнена из цветного металла, при этом упомянутое уплотнение выполнено многоступенчатым. To obtain this effect, the stem is made of two parts - plastic and metal. To achieve the above technical result in solving the problem in a valve containing a housing, in the wall of which is made at least one window for the passage of the working medium located in the cavity along the axis of the housing with the possibility of limited rotation of the rod made of two parts, the first of which it is supported on the casing and connected on one side to the flywheel, and the second part is connected to the ceramic shutter element pressed to the counter ceramic element fixed to the casing, the first part of the rod is made of plastic tmass and is connected to the housing through a seal, and the second part of the stem is made of non-ferrous metal, while the said seal is multi-stage.

Кроме этого, рабочая часть первой ступени многоступенчатого уплотнения охватывает первую часть штока, а рабочая часть второй ступени плотно прилегает к внутренней поверхности корпуса, при этом суммарная длина рабочих частей первой и второй ступеней больше длины уплотнения. In addition, the working part of the first stage of a multi-stage seal covers the first part of the rod, and the working part of the second stage fits snugly on the inner surface of the housing, while the total length of the working parts of the first and second stages is greater than the length of the seal.

Кроме этого, вторая часть штока может быть выполнена из латуни. In addition, the second part of the stem can be made of brass.

Указанные признаки являются существенными и взаимосвязанными между собой причинно-следственной связью с образованием совокупности существенных признаков, достаточных для достижения технического результата. These signs are significant and interconnected causal relationship with the formation of a set of essential features sufficient to achieve a technical result.

На фиг. 1 изображен продольный разрез вентиля. In FIG. 1 shows a longitudinal section through a valve.

На фиг. 2 - продольный разрез уплотнения вентиля. In FIG. 2 is a longitudinal section through a valve seal.

Настоящее изобретение поясняется конкретным примером выполнения вентильной головки, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения данной совокупностью признаков заданного технического результата. The present invention is illustrated by a specific example of the execution of the valve head, which, however, is not the only possible, but clearly demonstrates the possibility of achieving this set of features of a given technical result.

В соответствии с настоящим изобретением вентильная головка содержит корпус 1, внутри которого вдоль оси расположен шток, выполненный в виде связанных между собой частей 2 и 3. При этом первая часть 2 выполнена из пластмассы, а вторая часть 3 - из цветного металла, преимущественно из латуни. В верхней части корпуса 1 расположен переходник 4, связанный с первой частью 2 штока с возможностью передачи вращения от установленного на нем маховика 5. На корпусе 1 с внешней стороны установлена контргайка 6 для обеспечения уплотнения и фиксации вентильной головки на корпусной детали крана. Вторая часть 3 штока оперта на корпус 1 посредством уплотнения 8 и связана с одним из керамических элементов 9 затвора, другой элемент 10 которого закреплен на корпусе 1. Элементы 9 и 10 выполнены с проходными отверстиями для прохода рабочей среды. При повороте маховика 5 в положение затвора "открыто" элемент 9 совершает скользящее движение по поверхности элемента 10, вращаясь вокруг своих центров, до совмещения проходных отверстий. In accordance with the present invention, the valve head comprises a housing 1, inside of which a rod is arranged along the axis, made in the form of interconnected parts 2 and 3. The first part 2 is made of plastic, and the second part 3 is made of non-ferrous metal, mainly brass . An adapter 4 is located in the upper part of the casing 1, connected to the first part 2 of the rod with the possibility of transmitting rotation from the flywheel 5 mounted on it. A lock nut 6 is installed on the casing 1 from the outside to provide sealing and fixation of the valve head on the crane body. The second part 3 of the rod is supported on the housing 1 by means of a seal 8 and is connected to one of the ceramic shutter elements 9, the other element 10 of which is fixed to the housing 1. Elements 9 and 10 are made with passage openings for the passage of the working medium. When the flywheel 5 is rotated to the shutter position “open”, the element 9 makes a sliding movement on the surface of the element 10, rotating around its centers, until the passage holes are aligned.

В стенке корпуса 1 выполнены окна 7 для прохода рабочей среды в положении керамического затвора "открыто". Связь второй части 3 штока с элементом 8, а также переходника 4 со штоком, корпусом 1 и маховиком 5 выполнена известным образом. Windows 7 are made in the wall of the housing 1 for passage of the working medium in the open position of the ceramic shutter. The connection of the second part 3 of the rod with the element 8, as well as the adapter 4 with the rod, housing 1 and flywheel 5 is made in a known manner.

Уплотнение 8 выполнено многоступенчатым, первая ступень 11 которого охватывает первую часть 2 штока, а вторая часть 12 плотно прилегает к внутренней поверхности корпуса 1, при этом суммарная длина рабочих частей - (l₁+l₂) первой 11 и второй 12 ступеней уплотнения 8 больше длины L уплотнения. Такая конструкция уплотнения при выполнении штока составным из двух частей 2 и 3 обеспечила создание благоприятных условий для работы уплотнения 8, выполненного ступенчатой формы. Это обусловлено тем, что силы трения в зоне контактирования поверхностей первой 11 и второй 12 ступеней соответственно с первой частью 2 штока и корпусом 1 ввиду различных пар трения, а именно резина-пластмасса и резина-металл, различны. Трение в паре резина-пластмасса меньше, чем трение в паре резина-металл, а следовательно, уплотнение 8 как бы фиксируется на корпусе 1, обеспечивая при поворотах штока благоприятные условия работы уплотнения 8. В одном из вариантов длина рабочей части l₁ первой ступени уплотнения 8 выполнена больше длины рабочей части l₂ его второй ступени 12, повышая тем самым степень уплотнения в наиболее критической зоне вентильной головки.The seal 8 is multi-stage, the first stage 11 of which covers the first part 2 of the rod, and the second part 12 is adjacent to the inner surface of the housing 1, while the total length of the working parts - (l ₁ + l ₂ ) of the first 11 and second 12 stages of the seal 8 is greater seal length L. This design of the seal when the rod is made of a composite of two parts 2 and 3 ensured the creation of favorable conditions for the operation of the seal 8, made stepwise. This is due to the fact that the friction forces in the contact zone of the surfaces of the first 11 and second 12 stages, respectively, with the first part 2 of the rod and the housing 1, due to different friction pairs, namely rubber-plastic and rubber-metal, are different. Friction in a pair of rubber-plastic is less than friction in a pair of rubber-metal, and therefore, the seal 8 is fixed on the housing 1 as it were, providing favorable working conditions for the seal 8 when the stem rotates. In one embodiment, the length of the working part l _{1 of the} first stage of the seal 8 is made more than the length of the working part l _{2 of} its second stage 12, thereby increasing the degree of compaction in the most critical area of the valve head.

Вентильная головка сантехнической арматуры работает следующим образом. Valve plumbing fittings works as follows.

При вращении маховика 5 поворачивается переходник 4 совместно со штоком на определенный угол поворота, при этом элемент 9 поворачивается относительно элемента 10, закрепленного на корпусе 1, до совмещения проходных отверстий для прохода рабочей среды через кран. Прекращение движения рабочей среды осуществляется поворотом маховика в обратную сторону, в положение "закрыто". When the flywheel 5 is rotated, the adapter 4 is rotated together with the rod by a certain angle of rotation, while the element 9 is rotated relative to the element 10 mounted on the housing 1, until the passage holes for the passage of the working medium through the crane are aligned. Cessation of movement of the working medium is carried out by turning the flywheel in the opposite direction, to the "closed" position.

Настоящее изобретение соответствует условию патентоспособности "промышленная применимость", поскольку его реализация возможна при использовании существующих средств производства с применением известных технологий. Применение изобретения позволяет улучшить эксплуатационные и технические показатели, а именно уменьшить металлоемкость, повысить качество уплотнения подвижных частей вентиля и стабильность его работы, а также существенно снизить трудоемкость сборки и облегчить процесс его ремонта, в частности замены уплотнения. The present invention meets the patentability condition "industrial applicability", since its implementation is possible using existing means of production using known technologies. The application of the invention allows to improve operational and technical indicators, namely, to reduce the metal consumption, improve the quality of the seal of the moving parts of the valve and the stability of its operation, as well as significantly reduce the complexity of the assembly and facilitate the process of repair, in particular the replacement of the seal.

Claims

1. The valve head comprising a housing, in the wall of which is made at least one window for the passage of the working medium, located in the cavity along the axis of the housing with the possibility of limited rotation of the rod, made of two parts, the first of which is supported on the housing and connected with one side with a flywheel, and the second part with a ceramic shutter element pressed against a ceramic response element mounted on the body, characterized in that the first part of the stem is made of plastic and connected to the body through a seal, and the second st rod is made of non-ferrous metal, wherein said seal is made multistage.

2. The valve head according to claim 1, characterized in that the working part of the first stage of the multi-stage seal covers the first part of the rod, and the working part of the second stage is adjacent to the inner surface of the housing, while the total length of the working parts of the first and second stages is greater than the length of the seal.

3. The valve head according to claim 1, characterized in that the second part of the stem is made of brass.