Дисковый клапан

 

. 1. ШСКОВЫЙ КЛАПАН, содержащий корпус с проходным каналом, в котором установлены седло с закрепленной ни нем прокладкой и запорный орган, выполненный в виде заслонки с кольцевой уплопщтельной кромкой, установленной на смещенной относительно оси симметрии заслонки п{жводной оси с возможностью вращения и взаимодействия по. линии контакта с прокладкой ( седла, отличающийся тем, что, с целью уменьшения мощности привода, кромка заслонки образована двумя основными поверхностями различного профиля, расположенными по обе стороны от плоскости симметрии заслоики, проходящей через приводную ось, и двумя перехбдными поверхностями , расположенными у плоскости симметрии , при этом точки схождения нормалей к лииии контакта основных поверхностей кромки с прокладкой расположены на оси симметри прокладки по обе стороньг от при водной оси на расстояшш, не превышающем 0,15 диаметра заслонки, а точки пересечения ё нормалей к линии контакта с прокладкой переходных поверхностей кромки с осью симметрии расположены между точками схождения нормалей основных поверхностей.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

М ЯМ

РЕСПУБЛИК

3(51) F 16 К 1/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНР ЫтИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ПАТЕНТУ (21) 2926103/25-08 (22) 22 05.80 (31) 7913175 (32) 23.05.79 (33) Франция (46) 07.11.84. Бюл. Р 41 (72) Ален Широк (Франция) (71) Аппликасьон Меканик э Робинеттри Эндюстриель А. М. Р. Э. (Франция) (53) 621.646 (088.8) (56) 1. Патент США 84 3698686, кл. 251/306, олублик. 1972 (прототип) . (54) (57), 1. flHCKOBbIA КЛАПАН, содержащий корпус с проходным каналом, в котором установлены седло с закрепленной на нем прокладкой и эапорный орган, выполнен, ный в виде заслонки с кольцевой уплотнительной кромкой, установленной на смещенной относительно оси симметрии заслонки прнвод„„SUÄÄ1123555 А ной оси с возможностью вращения и взаимодействия по. линии контакта с прокладкой седла, отличающийся тем, что, с целью уменьшения мощности привода, кромка заслонки образована двумя основными поверхностями различного профиля, расположенными по обе стороны от плоскости симметрии заслонки, проходящей через приводную ось, и двумя переходными поверхностями, расположенными у плоскости симметрии, при этом точки схождения нормалей к линии контакта основных поверхностей кромки с прокладкой расположены на оси снмметри прокладки по обе стороны от при водной оси на расстоянии, не превышающем

015 диаметра заслонки, а точки пересечения g нормалей к пинии контакта с прокладкой переходных поверхностей кромки с осью Д) симметрии расположены между точками схож- ( дения нормалей основных поверхностей.

1123555

2. Клапан по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что основные поверхнос. ти кромки заслонки выполнены сферическими с центрами в точках схождения нормалей

3. Клапан по и. 1, î t л и ч а ю шийся тем, что основные поверхности кромки заслонки выполнены коническими.

Изобретение относится к области арматуростроекия.

Известна конструкция дискового клапана, в проходном канале корпуса которого размещены седло с закрепленной на нем про кладкой и эапорный орган, выполненный в виде заслонки с кольцевой уплотнительной кромкой, установленной на смещенной относительно оси симметрии заслонки приводной оси с воэмо>кчостью вращения и вэаимодей- iQ ствия по линии контакта с прокладкой седла (7 J .

Недостатком известной конструкции является значительное трение между седлом и дисковым запорным органом, что требует обеспечения значительных нриводных усилий как при открытии, так и прн закрытии . клапана.

Целью изобретения является уменьщение мощности привода.

Для достижения указанной цели в дисковом клапане, содержащем корпус с проходным каналом, в которой установлены седло с закрепленной на нем прокладкой и эапорный орган, выполненный в виде заслонки с кольцевой уплопщтельной кромкой, установленной на емещенной относительно оси симметрии заслонки приводной оси с воэможностью вращения и взаимодействия ло линии контакта с прокладкой седла, кромка заслонки образована двумя основными поверхностями различного профиля, расположенными по обе стороны от плоскости симметрии заслонки, проходящей через приводную ось, и двумя переходными поверхностями, расположенными у плоскости симметрии, при этом точки схождения нормалей к пинии контакта основных поверхностей кромки с прокладкой расположены па оси симметрии прокладки по обе стороны от приводной оси на расстояцин„не превышающем О,15 диаметра заслонки, а точки пересечения нормалей к линии контакта с прокладкой пере4. Клачан по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что основные поверхности кромки заслонки выполнены тороидальными.

5. Клапан по п, 1, о т л и ч а ю шийся тем, что основные поверхности кромки заслонки выполнены мультитороидальными.

2 ходных поверхностей кромки с осью симметрии расположены между точками схождения нормалей основных поверхностей.

При этом основные поверхности кромки заслонки могут быть выполнены сферическими с центрами в точках схождения нормалей, коническими, тороидальными или мультитороидальными.

Иа фиг. 1 схематично изображен дисковый клапан, разрез по оси вращения заслонки, смещенной и децентрнрованной относительно оси ее вращения; на фиг. 2 клапан, разрез перпендикулярно оси вращения; на фиг. 3 — схематическое иэображение в перспективе заслонки с нулевым эксцентриситетом; на фиг, 4 и 5 — схемы распределения усилий, испытываемых заслонкой при открытии клапана в случае, когда усилия направлены по оси клапана (фиг. 4) и когда они не направлены по оси, но имеют минимальное плечо (фнг. 5); на фиг. 6— схематическое изображение в перспективе заслонки с опорной поверхностью; на фиг. 7 — схема расположения нормалей к опорной поверхности заслонки; на фиг. 8—

10 — варианты получения опорной поверхности заслонки соответственно с помощью двух сфер (фиг. 8), двух конусов (фиг. 9), двух вогнутых лучей (фиг. 10); на фиг. 11— схематичное изображение заслонки с битороидальной опорной поверхностью.

В корпусе 1 дискового клапана выполнен проходной канал 2, в котором размещен эапорный орган, выполненный в виде заслонки 3, взаимодействующей своей кольцевой уплотнительной кромкой 4 с прокладкой 5, закрепленной на седле 6. Заслонка 3 смонтирована с возможностью поворота при помощи соосных полуосей 7, смещенных и децентрированных относительно заслонки 3.

На фиг. 3 изображен вариант выполнения заслонки с нулевым смещением центра,с осью 8 вращения и осью 9 симметоии.

3 11235

Форма уплотнительной кромки 4 обеспечивает для усилий, испытываемых заслонкой при открытии, по отношению к оси вращения полуосей, величину плеча, близкую к нулю. Направления усилий F наклонены относительно нормали п сечения кромки заслонки в плоскости А, перпендикулярной оси 8 вращения, на величину угла, равного углу трения пары седло — уплотнительная кромка 4 заслонки 3. f0

На фиг. 4 и 5 изображены схемы распределения усилий в плоскости А, испытываемых заслонкой 3 при ее открытии, в случае, когда они проходят через ось 8 вращения, и в случае, когда они не проходят через нее, но имеют плечо минимальной величины, при этом n — нормаль к сечению уплотнительной кромки в плоскости А; F усилие, испытываемое заслонкой 3 при ее открытии;, N — нормаль к уплотнительной кромке в плоскости, проходящей через ось

9 симметрии; т — прямая, соединяющая точку контакта седла с осью вращения; М угол трения пары седло — уплотнительная кромка заслонки 3; g — угол сферического смещения.

Направление нормали и может быть определено для каждой точки уплотнительной кромки 4 в плоскости А.

Формами, позволяющими обеспечить распределение усилий, испытываемых заслонкой, 30 при которых абсолютная величина усилий и их плечо относительно оси 8 вращения минимальны, являются формы, при которых нормали N к уплотнительной кромке 4 заслонки 3 на каждом из круговых участков и Й, расположенных по ту и другую сторону плоскости симметрии заслонки 3, про-. ходящей через ось 8 вращения, пересекают ось 9 симметрии в двух точках Б, и Б1 находящихся от приводной оси на расстоянии,40 не превышающем 015 диаметра заслонки. В зонах, расположенных у плоскости симметрии, определенных сектором о, точки пе- ресечения нормалей к унлотнительной кромке расйоложены между точками Б1 и Ба 45 схождения нормалей основных. поверхностей, ограниченных участками („и Р (фиг; 6—

1 1 ).

Формы поверхностей уплотннтельной кромки, отвечающие этим условиям, могут быть,50 самыми различными и представлять собой, например, сопряжение двух сферических частей

55 4

10 я 11 (фиг. 8) с центрами в точках

Ár и Б,, соединенных между собой непре рывной последовательностью элементарнь1х сферических поверхностей 12, обеспечивающих переход от одной поверхности к другой; либо сопряжение двух конических частей 13 и 14 (фиг. 9) с центрами, лежащими на оси симметрии седла, нормали которых, проходящие через точки контакта с седлом, сходятся в точках Б, и Б2, причем указанные основные поверхности соединены непрерывной последовательностью переходных конических поверхностей 15; либо сопряжение двух тороидальных поверхностей 16. и

17 (фиг. 10) с центрами 18 и 19 образующего крута 20 и 21, точки контакта

22 и 23 между седлом и заслонкой и точ. ки Б и Б, которых находятся на одной ликии, причем сопряжение между двумя торами осуществляется непрерывной последовательностью переходных тороидальных поверхностей 24.

На фиг. 10 изображена вогнутая тороидальная форма, но она может быть также и выпуклой тороидальной или сопряжением двух бито роидальных поверхностей 25 и

26 (фиг, 11), форма которых состоит из двух тороидальных частей с центрами 27—

30 окружностей 31 — 34 радиусов Ri и Rq, при этом точки 35 и 36 контакта между седлом и заслонкой и точки Б1 н. Б2 находятся на одной линни, Аналогичным образом сопряжение двух мул ьтитороидальных поверхностей осуществляется чепрерывной последовательностью переходных мультитороидальных форм.

Переход клапана из открытого положения, . при котором заслонка 3 располагается цараллельно оси проходного канала корпуса, в закрытое обеспечивается путем поворота заслонки на угол, равный 90, в конце которого уплотнительная кромка заслонки с усилием упирается в седло, сжимая прокладку и обеспечнвая, таким образом, герметичность перекрытия канала.

Предлагаемая форма уплотнительной кромки обеспечивает такое распределение усилий, испытываемых заслонкои, при котором их абсолютная величина и плечо относительно оси вращения минимальны, что позволяет максимально уменьшить трение между седлом и заслонкой и вращающий момент, необходимый для открытия.

1123555

1123555

1123555

Составитель Т. Коля синс кая

Техред С.Мигунова Корректор Г. Решетник

Редактор Т. Кугрышева

Подписное

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул, Проектная. 4

Заказ 8167/4б Тираж 912

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ”.35, Раушская наб„д. 4/5