Вентиль

Авторы патента:

F16K1/02 - Клапаны; краны; задвижки; поплавки для приведения их в действие; вентиляционные устройства или устройства для аэрации

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована в водопроводных и других системах для перекрытия подачи жидкости, как на производственных (в частности, в системах внутреннего противопожарного водопровода), так и бытовых объектах.

Вентиль, содержащий корпус с входным и выходным каналами, сообщающимися между собой камерой сферической формы с проходными отверстиями, и размещенный в корпусе запорный механизм в виде винтового шпинделя, на одном конце которого установлен маховик, а на другом установлен дисковый золотник, контактирующий с седлом и перекрывающий перепускное отверстие в закрытом положении вентиля, отличающийся тем, что винтовой шпиндель ввернут в крышку, герметично заворачивающуюся в корпус, между внутренней поверхности крышки и шпинделем установлен сальник, зажимающийся резьбовым элементом, на резьбовом хвостовике золотника закреплена уплотнительная шайба, дисковый золотник закреплен на нижнем конце шпинделя таким образом, чтобы он имел свободу перемещения в вертикальной и горизонтальной плоскостях и свободное вращение относительно шпинделя.

Известен вентиль [1] содержащий корпус, выполненный в виде полусферы с проходным отверстием, размещенный в корпусе запорный орган в виде золотника, и шпиндель на одном конце которого закреплен маховик.

Недостатком данного вентиля является то, что он

1. Имеет сложную конструкцию в смысле обеспечения технологичности - необходимо точное исполнение оси поворота золотника к плоскости седла.

2. Золотник, перекрывающий отверстие неподвижен относительно седла корпуса, что не позволяет обеспечить качественную герметизацию при закрытом вентиле.

Известен [2] также вентиль содержащий корпус с проходным отверстием, крышку с уплотнением, закрепленную с помощью резьбового соединения в верхней части корпуса, шпиндель, размещенной на резьбе в цилиндрическом отверстии крышки с возможностью перемещения в осевом направлении, запорный орган, выполненный в виде золотника, закрепленного на конце шпинделя и перекрывающее проходное отверстие в корпусе.

Недостатком данного вентиля является то, что он

1. Имеет недостаточное значение пропускной способности за счет цилиндрической формы корпуса.

Ближайшим аналогом (прототипом) заявляемой полезной модели является вентиль [3] содержащий корпус выполненной в виде полусферы с проходным отверстием, запорный орган, выполненный в виде золотника на конце шпинделя и перекрывающее входное отверстие в корпусе, и маховик, закрепленный на одном конце шпинделя.

Общим недостатками данных вентилей является то, что они

1. Имеет низкую надежность в связи с тем, что уплотнительный элемент золотника выполнен в виде резинового кольца, установленного в золотнике. При сильном сжатии золотника резиновое кольцо может выдавливаться в проходное отверстие, в результате будет нарушаться герметичность, что потребует частой замены резинового кольца.

2. Имеет низкую ремонтопригодность. Так для замены уплотнительных элементов, при их износе, между шпинделем и корпусом необходимо демонтировать вентиль от трубопроводной сети и делать полную разборку.

Общим техническим результатом заявляемого технического решения является повышение надежности и ремонтопригодности за счет устранения вышеуказанных недостатков аналогов и прототипа.

Этот технический результат достигается тем, что вентиль, содержащий корпус с входным и выходным каналами, сообщающимися между собой камерой сферической формы с проходными отверстиями, и размещенный в корпусе запорный механизм в виде винтового шпинделя, на одном конце которого установлен маховик, а на другом установлен дисковый золотник, контактирующий с седлом и перекрывающий перепускное отверстие в закрытом положении вентиля, отличающийся тем, что винтовой шпиндель ввернут в крышку, герметично заворачивающуюся в корпус, между внутренней поверхности крышки и шпинделем установлен сальник, зажимающийся резьбовым элементом, на резьбовом хвостовике золотника закреплена уплотнительная шайба, дисковый золотник закреплен на нижнем конце шпинделя таким образом, чтобы он имел свободу перемещения в вертикальной и горизонтальной плоскостях и свободное вращение относительно шпинделя.

Пример выполнения устройства заявляемого вентиля представлено на фиг.1

Вентиль содержит: корпус 1 с входным 2 и выходным 4 каналами, сообщающимися между собой камерой сферической формы с проходными отверстиями, на нижнем проходном отверстии находиться седло 3 цилиндрической формы, служащее для перекрытия потока рабочей среды и размещенный в корпусе 1 запорный механизм в виде винтового шпинделя 5, на одном конце которого закреплен с помощью гайки 8 маховик 9, а на другом подвижно установлен дисковый золотник, состоящий из диска 13 и уплотнительной шайбы 14, винтовой шпиндель 5 ввернут в крышку 11, герметично заворачивающуюся в корпус 1, герметичность в данном случае обеспечивается кольцом 12. Между внутренней поверхности крышки и шпинделем установлен сальник 6, зажимающийся накидной гайкой 10 через втулку 7, на диске золотника 13, уплотнительная шайба 14 закреплена посредством резьбового соединения, содержащего шайбу 15 и гайку 16, навернутую на резьбовой хвостовик 17 диска золотника 13.

Работа вентиля осуществляется следующим образом.

Если вентиль полностью открыт, жидкость поступает под давлением через перепускное отверстие вентиля. При полностью открытом вентиле запорный механизм, состоящий из шпинделя 5 на котором установлен золотник находится в крайнем верхнем положении. Его верхнее положение ограничивается крышкой 10. В этом случае поток жидкости свободно перетекает из входного канала 2 в выходной канал 4. За счет полусферической формы корпуса 1 значительно снижается гидравлическое сопротивление и, следовательно, увеличивает пропускную способность заявляемого вентиля, чем устраняется недостаток аналога [2].

Для перекрытия потока жидкости вентиля необходимо вращать маховик 9, который приводит во вращение шпиндель 5. Шпиндель 5 ввинчивается с помощью резьбы в крышку 11, при этом золотник опускается на седло 3, перекрывая входной канал 2. Для устранения протечек используется уплотнительная шайба 14, выполненная, например, из резины, закрепленная на резьбовом хвостовике 17 дискового золотника 13 с помощью резьбового соединения (шайба 15, гайка 16). Для более плотного прилегания золотниковый диск 13 установлен на нижнем конце шпинделя 5 подвижно в горизонтальной плоскости на небольшой угол, а также имеет небольшое перемещение в вертикальной плоскости для выборки перекосов конструкции. Кроме того, золотник может вращаться относительно шпинделя 5, это сделано для того, чтобы при прижатии уплотнительной шайбы 14, к поверхности седла 3, не было сдвига на кручение уплотнительной шайбы 14, а следовательно и ее преждевременного износа. Это обеспечивает технический результат - повышение надежности вентиля.

В аналогах и прототипе в качестве уплотнительного элемента используется уплотнительное кольцо, которое прижимается к седлу. При значительном усилии кольцо деформируется и при этом кольцо выжимается в проходное отверстие, т.к. нет ни каких препятствий для перемещения. В результате при закрывании и открывании вентиля уплотнительное кольцо быстро изнашивается и требует замены, т.е. данный узел имеет низкую надежность.

В заявляемом вентиле для уплотнения используется уплотнительная шайба 14, прижимающаяся к диску золотника 13 с помощью шайбы 15. В результате такой конструкции деформация уплотнительной шайбы 14 при прижатии ее к седлу 3 распределяется по всей ее толщине равномерно, следовательно, износ такого уплотнения значительно ниже. Этим достигается технический результат - повышение надежности заявляемого вентиля.

Для предотвращения утечек между шпинделем 5 и крышкой 11 служит сальниковый узел, состоящий из сальника 6, зажимающийся накидной гайкой 10 через втулку 7. Сальник представляет собой, например, фторопластовую втулку 6, которая прижимается втулкой 7 с помощью накидной гайки 10. Такая конструкция позволяет менять сальниковую втулку 6, не демонтируя вентиль от водопроводной сети. Для замены сальника 6 необходимо закрыть вентиль, отвернуть гайку 10, вынуть втулку 7 и заменить сальниковую втулку 6. Сборка производится в обратном порядке и вентиль готов к работе, вся процедура занимает несколько минут. В результате достигается технический результат - повышение ремонтопригодности вентиля. Кроме того, если вентиль используется в противопожарной сети (а это его основное предназначение) и при замене сальника 6 нет необходимости, как в случае аналогами и прототипом, отключать противопожарную сеть, то такой вентиль обеспечивает повышенную пожарную безопасность.

В отличии от аналога [1] и прототипа шпиндель 5 ввертывается не в корпус, а в крышку. Применение крышки 11 в заявляемом вентиле с одной стороны увеличивает количество деталей, с другой - обусловлено чисто технологическими причинами, связанными с литьем. Дело в том, что при литье деталей с длинными выступающими частями происходит большое количество брака, что при массовом производстве недопустимо, поэтому в заявляемом вентиле используется съемная крышка 11, которая ввинчивается в корпус и герметизируется, например, с помощью резинового кольца 12. Этим, достигается технический результат - повышение технологичности при массовом производстве.

Таким образом, предложенное техническое решение позволяет исключить недостатки аналогов и прототипа и повысить его эффективность.

Источники информации:

1. Патент на полезную модель 73431 Мкл F16К 1/02.