Запорный вентиль

Запорный вентиль относится к устройствам, регулирующим потоки газов и жидкостей особой чистоты или агрессивных по отношению к контактируемым материалам, и может применяться в приборах и системах газового и жидкостного анализа. Запорный вентиль содержит корпус со штуцерами, в полости которого расположены запирающий шток и два фторопластовых сальника, поджимаемых накидной гайкой с помощью трех поджимающих втулок. Конструкция штока такова, что фторопластовые сальники остаются в замкнутом объеме ("в замке") при закрытом вентиле и при открытом. Таким образом, предотвращается хладотекучесть фторопластовых сальников и их разуплотнение. При выполнении деталей газового тракта из нержавеющей стали с помощью запорного вентиля можно работать как с особо чистыми средами, так и агрессивными.

Запорный вентиль относится к устройствам, регулирующим потоки газов и жидкостей особой чистоты или агрессивных по отношению к контролируемым материалам, и может применяться в приборах и системах газового и жидкостного анализа.

Прототипом предлагаемого запорного вентиля является вентиль по чертежу 5К6.451.040 (вентиль выпускается в составе образцового генератора влажного газа РОДНИК-4 по техническим условиям 5К2.844.100 ТУ открытым акционерным обществом "Ангарское ОКБА" с 1990 года). Чертеж прототипа прилагается.

Известный запорный вентиль содержит корпус 1, по вертикальной оси которого расположен шток 27 (по чертежу - игла). Шток проходит через два фторопластовых сальника 18 (по чертежу - втулки), верхний и нижний. Между сальниками расположена втулка 11, имеющая круговую проточку по наружному диаметру и радиальные отверстия. Над верхним сальником расположены втулки 12 и 9. Накидная гайка 23 навернута с натягом на резьбу корпуса 1 и через втулки 9, 12 и 11 сжимает фторопластовые сальники 18. Происходит уплотнение сальников в контакте с цилиндрической частью штока 27 и внутренними стенками корпуса 1. На верхней части штока 27 имеется ходовая резьба, контактирующая с такой же резьбой на втулке 9. На верхней части штока имеется ручка 2, с помощью которой можно вращать шток. На корпусе 1 имеется два штуцера входа и выхода газа. Один штуцер находится снизу соосно со штоком 27 и соединен отверстием с внутренней полостью корпуса 1. Второй штуцер расположен радиально напротив круговой проточки втулки 11.

Ручкой 2 шток 27 можно закручивать до упора буртиком во втулку 12 (как показано на чертеже). При этом нижний конец штока входит в нижний фторопластовый сальник. Происходит запирание потока газа.

При выкручивании ручки до упора буртика в верхнюю часть втулки 9 нижний конец штока 27 выходит из нижнего фторопластового сальника, но верхний сальник остается закрытым. Поток газа открывается.

Обычно нижний штуцер используют для входа газа, боковой - для выхода.

Достоинством известного запорного вентиля является то, что с помощью него можно работать с потоками газов и жидкостей особой чистоты, агрессивными газами и жидкостями при условии, что металлические части газового тракта выполнены из

нержавеющей стали, а фторопласт является самой стойкой по отношению к агрессивным средам пластмассой.

Недостаток известного запорного вентиля заключается в следующем. Известно, что фторопласт является хорошим уплотнительным материалом в том случае, когда он заключен "в замок", т.е. со всех сторон заключен металлическими деталями. Он обладает свойствами хладотекучести, т.е. при силовом воздействии на него он будет плыть в свободную сторону. Поэтому при открытом вентиле нижний сальник выпучивается в сторону центра вентиля, и при длительной эксплуатации при многократном открытии и закрытии вентиля происходит износ нижнего сальника и разуплотнение всей системы.

Целью предполагаемого изобретения является устранение указанного недостатка.

На фигуре 1 представлен предлагаемый запорный вентиль в закрытом для потока газа виде. На фигуре 2 - в открытом для потока газа виде.

Запорный вентиль содержит корпус 1, по вертикальной оси которого расположен шток 2. Шток проходит через два фторопластовых сальника 3 и 4. Между сальниками расположена втулка 5, имеющая круговую проточку 6 по внутреннему диаметру и радиальные отверстия 7. Над верхним сальником расположены втулки 8 и 9. Накидная гайка 10 навернута с натягом на резьбу корпуса 1 и через втулки 9, 8 и 5 сжимает фторопластовые сальники 3 и 4. Происходит уплотнение сальников в контакте с цилиндрической нижней частью штока 2 и внутренними стенками корпуса 1.

Выше нижней цилиндрической части штока 2 имеется буртик 11, ходовая резьба 12, контактирующая с такой же резьбой на втулке 9. Верхний конец штока 2 снабжен ручкой 13.

С торца нижней цилиндрической части штока 2 выполнено глухое отверстие 14, заканчивающееся радиальными отверстиями 15. Отверстия 15 закруглены по наружному диаметру нижней цилиндрической части штока небольшим радиусом с целью исключения острых кромок.

На внутренней поверхности корпуса 1 напротив отверстий 7 втулки 5 выполнена круговая проточка 16, с которой соединен канал 17, выполненный в радиальном штуцере 18.

Снизу корпус имеет осевой штуцер 19, имеющий канал 20, соединенный с посадочным отверстием нижней цилиндрической части штока.

Нижний штуцер 19 обычно соединяется с подводящим газ или жидкость трубопроводом, боковой - с отводящим трубопроводом.

На корпусе 1 показано положение запорного вентиля, когда шток 2 с помощью ручки 13 завернут до упора буртиком 11 во втулку 8. В этом положении вентиль закрыт, т.к. канал 20 не сообщается с каналом 17.

На фигуре 2 показано положение, когда шток 2 вывернут до упора буртиком 11 во втулку 9. В этом положении отверстия 15 становятся напротив круговой проточки 6, таким образом, канал 20 соединяется с каналом 17. Проход газа или жидкости открыт.

При такой конструкции запорного вентиля фторопластовые сальники постоянно остаются "в замке", что обеспечивает надежность и долговечность работы запорного вентиля.

Закругления отверстий 15 по наружному диаметру штока предотвращают образование царапин и мелкой стружки в сальнике 4 при передвижении штока из одного положения в другое.

При изготовлении корпуса 1 и втулок 5 и 8 из нержавеющей стали, запорный вентиль позволяет работать с потоками газов и жидкостей особой чистоты, и также агрессивными газами и жидкостями.

Во втором квартале 2003 года изготовлены опытные образцы заявляемого запорного вентиля и проведены испытания с положительным результатом.

Запорные вентили будут внедрены в конструкцию образцового генератора влажного газа РОДНИК-4, выпускаемого по техническим условиям 5К2.844.100 ТУ. В дальнейшем он же будет внедрен во вновь разрабатываемый генератор влажного газа РОДНИК-6.

Запорный вентиль, состоящий из корпуса, штока, имеющего ручку, ходовую резьбу, буртик и нижнюю цилиндрическую часть, двух фторопластовых сальников, причем сальники поджимаются тремя последовательно поставленными втулками с помощью накидной гайки, нижняя втулка имеет круговую проточку по внутреннему диаметру и радиальные отверстия, а корпус имеет резьбу для накидной гайки, внутреннюю полость для сальников, круговую проточку во внутренней полости напротив радиальных отверстий нижней втулки, два штуцера с каналами входа и выхода рабочей среды, канал одного штуцера соединен с посадочным отверстием цилиндрической части штока, канал второго штуцера соединен с круговой проточкой внутренней полости корпуса, отличающийся тем, что снизу с торца цилиндрической части штока выполнено глухое отверстие, заканчивающееся радиальными отверстиями, причем в верхнем положении штока радиальные отверстия находятся напротив круговой проточки нижней втулки.