Запорное устройство

Запорное устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области арматуростроения и может быть использовано в любой области техники для управления и регулирования потоками сред. Целью изобретения является повьпиение ресурса работы запорного устройства при любом типе привода за счет обеспечения требуемой скорости посадки запорного органа на седло и статического усилия герметизации в /iJV S (Л со О) |( 00 Фиг /

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК 51> 4 Р 16 K 31/00!

ВСЕСМ)ЗИМ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4081787/31-08 (22) 14.04.86 (46) 07.01.88. Бюл. NI 1 (71) Львовский политехнический институт (72) Б.Д.Белоус, А.М.Долотов и П.М.Огар (53) 621.646 (088.8) (56) Акцептованная заявка Японии

У 60-11273, кл. F 16 К 11/06, 1985.

„.,ви„„ц64817 М (54) ЗАПОРНОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к области арматуростроения и может быть использовано в любой области техники для управления и регулирования потоками сред. Целью изобретения является повышение ресурса работы запорного устройства при любом типе привода за счет обеспечения требуемой скорости посадки запорного органа на седло и статического усилия герметизации в

13648 конце рабочего хода. Устройство содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками, запорный орган 12, седло 6, шток 10 запорного органа его привод и устройство регулировки скорости посадки запорного органа 12 на седло 6. Это устройство состоит из нерабочего штока 14, конусного толкателя 17, сухарей 20 и возвратного привода сухарей 20. Масса сухарей

20 выбирается из условия обеспечения требуемой скорости посадки запорного

17 органа 12 на седло 6, Сухари 20 выполнены в виде ступенчатых тел вращения с конусной рабочей частью 21, взаимодействующей с толкателем 17 и цилиндрическими направляющей 22 и нерабочей 23 частями. Сухари 20 при закрытии устройства получают одновременно вращательное и поступательное перемещение и снижают скорость перемещения запорного органа 12 к седлу

6 до необходимой величины. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области арматуростроения и может быть использовано в любой области техники для управления и регулирования потоками сред.

Цель изобретения — повышение ресурса работы запорного устройства при любом типе привода эа счет обеспечения требуемой скорости посадки запорного органа на седло и статического усилия герметизации в конце рабочего хода, На фиг.1 показано устройство, разрез; на фиг.2 — разрез А-А на фиг ° 1; 1 на фиг.3 — устройство регулировки скорости посадки, осевой разрез; на фиг.4 — толкатель, осевой разрез; на фиг.5 — сухарь, осевой разрез.

Запорное устройство состоит из 20 корпуса 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками, В корпусе 1 с помощью упорной шайбы 4 и крышки 5 установлено седло 6. Перегородка 7 разделяет корпус 1 на запорную полость 8 и при- 25 водную полость 9, в которой устанавливается привод запорного устройства с поступательным рабочим движением штока 10. Ограничений на тип привода не накладывается. Он может быть лю- 30 бым, например электромагнитным, гидравлическим, пневматическим и т.д.

На нижнем конце штока 10 посредством пружинного кольца 11 установлен запорный орган 12.

В верхней части корпуса 1, отделенной от приводной полости 9 перегородкой 13, установлено устройство регулировки скорости посадки запорного органа 12, состоящее иэ нерабочего штока 14, жестко скрепленного со штоком 10 привода. На штоке 14 с помощью дистанционных регулировочных шайб 15 и гайки 16, соосно с нерабочим штоком

14, закреплен толкатель 17. Подбором толщины и количества шайб 15 осуществляют регулировку места установки толкателя 17 на нерабочем штоке 14 °

В корпусе 1 выполнены приливы 18, в которых закреплены направляющие вращения в виде втулок 19 и сухарей 20 так, что их оси расположены в плоско" сти, перпендикулярной оси толкателя

17, На фиг.1 эта плоскость совпадает с сечением А-А. Сухари 20 выполнены (фиг.5) в виде пустотелых ступенчатых тел вращения, состоящих из конусной рабочей 21, цилиндрической направляющей части 22 и цилиндрической нерабочей части 23, заполненной материалом с высокой удельной плотностью, например свинцом. За счет такого выполнения сухарей 20 достигают соотношения между массой нерабочей части 23 и суммарной массой рабочей 21 и направляющей 22 частей, равного (5-10):1, в зависимости от конкретньм размеров сухарей 20.

Сухари 20 имеют возвратный привод, состоящий иэ пружин 24, регулировочных гаек 25 и упорньм подшипников

26, одна из обойм которых скреплена с сухарем 20, а вторая — с пружиной

24. В случае наклона осей направляющих втулок 19 к плоскости, перпендиd+d м

3 136481 кулярной оси толкателя 17, конструкция устройства регулировки скорости посадки запорного .органа 12 существенно упрощается за счет отсутствия пружин 24 и подшипников 26 (фиг.Ç).

Угол наклона осей выполняется несколько большим угла трения. Оси сухарей 20 и втулок 19 или проекции этих осей на плоскость А-А (фиг.З) 10 смещены в плоскости, перпендикулярной оси толкателя 17 относительно нее в противоположные стороны на величину 1, определяемую из соотношения 15 где d — наибольший диаметр толкателя;

d — диаметр нерабочего штока 14. 20

LI

Верхний торец корпуса 1 закрыт крьппкой 27. Толкатель 17 выполнен с конусной рабочей частью 28.

Запорное устройство работает в четырех режимах — режиме открьггого запорного устройства, режиме герметизации, режиме закрьггого запорного устройства и режиме разгерметизации.

В режиме открытого запорного устройства запорный орган 12, шток 10 З0 и нерабочий шток 14 с толкателем 17 находятся в крайне верхнем положении.

При этом сухари 20 под воздействием усилия пружин 24 возвратного привода (фиг.1) либо под воздействием сил веса сухарей 20 (фиг.3) прижаты к выступам втулок 19 в направлении к оси нерабочего штока 14 конусной рабочей частью 21. Герметизируемая среда из патрубка 2 через седло 6 беспрепят- 40 ственно поступает в запорную полость

8 и из нее в патрубок 3. По окончании времени работы устройства в режиме открытого запорного устройства, его переводят в режим герметизации, для 45 чего включают привод, установленный в полости 9. Под действием усилия привода запорный орган 12, штоки 10, 14 и толкатель 17 начинают двигаться вниз. С этого момента начинается ра- 50 бочий ход запорного органа 12, про" должающийся до полной посадки запорного органа 12 на седло 6. От момента начала рабочего хода до момента соударения толкателя 17 с сухарями 20 шток 10, запорный орган 12, шток 14 и толкатель 17 двигаются под воздействием только усилия привода. К моменту соударения система, состоящая

7 4 из элементов 10, 12, 14 и 17, приобретает определенную скорость и кинетическую энергию. Для обеспечения необходимой скорости посадки запорного органа 12 на седло 6 предназначено устройство регулировки скорости посадки запорного органа 12 на седло 6.

От момента начала рабочего хода и до момента соударения толкателя 17 с сухарями 20 последние неподвижны и находятся в исходном положении (фиг. 1-3) .

В момент соударения толкателя 17 и сухарей 20 происходит перераспределение скоростей системы жестко связанных элементов 1О, 12, 14 и 17 и сухарей 20. За счет конусности рабочих частей 28 и 21 толкателя 17 и сухарей 20 последние приобретают поступательные скорости, направленные вдоль осей втулок 19 в диаметрально противоположные стороны от оси толкателя 17, а за счет сдвига осей сухарей 20 и втулок 19 от оси толкателя

17 в противоположные стороны на величину 1 (либо проекций э их осей сухари 20 приобретают вращательную скорость относительно своих продольных осей. В результате этого происходит перераспределение кинетических энергий между системой элементов 10, 12, 14 и 17 и сухарями 20.

После соударения система элементов

10, 12, 14 и 17 продолжает двигаться к седлу 6 с уменьшенной скоростью, а сухари 20 за счет полученной кинетической энергии, сжимая пружины 24 либо преодолевая силы тяжести (фиг.З), двигаются в полостях приливов !8 в противоположных направлениях до полной остановки и последующего возвращения в исходное положение под действием пружин 24 либо сил собственного веса (фиг.3). При этом на дальнейшее движение толкателя 17 сухари

20 не влияют.

Время движения системы элементов

10, 12, 14 и 17, а значит и расстояние от момента соударения до момента посадки запорного органа 12 на седло

6 выбирается настолько малым, чтобы скорость системы элементов 10, 12, 14 и 17 не успела существенно измениться. Достигается это путем подбора толщины и количества шайб 15. В результате этого эапорный орган 12 садится на седло 6 с заданной необходимой скоростью. От момента касания запорного органа 12 с седлом 6 начи1364817 наются микроперемещения запорного органа 12, связанные с макродеформациями седла 6 и микродеформациями стыка пары запорный орган 12 — седло 6. Продолжаются эти перемещения до тех пор, пока суммарная потенциальная энергия деформаций не станет равной сумме энергии системы элементов 10, 12, 14 и 17 и потенциальной энергии деформации седла 6 и запорно". го органа 12, связанной со статическим приложением к запорному органу

12 усилия привода, равного усилию герметизации. В этот момент запорньй орган 12 полностью перекрывает доступ герметизируемой среде иэ патрубка 2 в полость 8, а запорное устройство переходит к работе в режиме закрытого запорного устройства, В этом режиме работы герметизируемая среда не поступает из патрубка 2 в полость 8 и патрубок 3, а положение элементов запорного устройства соответствует их положению в момен окончания режима герметизации.

По окончании работы в режиме закрытого запорного устройства последнее переводят к работе в режиме разгерметизации. Для этого опять включают привод запорного устройства, расположенньй в полости 9. Под действием усилия привода система элементов 10, 12, 14 и 17, раздвигая сухари 20, начинает двигаться в крайне верхнее положение. При этом открывается доступ герметизируемой среде из патрубка

2 через седло 6 в полость 8 и патрубок 3. Движение элементов 10, 12, 14 и 17 оканчивается в момент достижения ими крайне верхнего положения (фиг, 1 и 3) . С этого момента устройство работает в режиме открытого запорного устройства. При этом положение его элементов не изменяется, а герметизируемая среда свободно подается по патрубку 2 через седло Ь в полость 8 и дальше в патрубок 3. В дальнейшем работа запорного устройства периодически повторяется в зависимости от заданной программы.

Формула изобретения

1, Запорное устройство, содержащее корпус, в котором размещен взаимодействукиций с седлом эапорный орган, связанный со штоком привода, и устройство регулировки скорости посадки запорного органа, имеющее нерабочий шток, жестко связанный со штоком привода, соосно закрепленньй на нем толкатель, сухари, размещенные с возможностью поступательного перемещения

10 в направляющих и возвратный привод сухарей, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения ресурса работы запорного устройства при любом типе привода, сухари выполнены в ви15 де ступенчатых тел вращения с конусной рабочей частью, имеющий возмож-. ность взаимодействия с толкателем нерабочего штока, и цилиндрическими направляющей и нерабочими частями, 20 а оси направляющих для сухарей размещены в плоскости, перпендикулярной оси толкателя, и смещены относительно нее в противоположные стороны, при этом толкатель выполнен с конусной

25 рабочей частью.

2 ° Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что величина смещения осей направляющих для сухаЗ0 рей определяется по зависимости й+й, 2 где 1 — величина смещения; — наибольший диаметр толкателя;

d ö — диаметр нерабочего штока.

3. Устройство по пп.1 и 2, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения габаритно-массовых

40 характеристик сухари выполнены полыУ ми, причем масса нерабочей части су.харей больше суммы масс направляющей и рабочей частей.

4, Устройство по пп.1 — 3, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что толка45 тель установлен на нерабочем штоке с возможностью регулировки его положения вдоль оси последнего.

5. Устройство по пп.1-4, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения конструкции при вертикальном расположении запорного устройства, направляющие для сухарей выполне55 ны с наклоном их осей к плоскости, перпендикулярной оси толкателя, 1364817

А-А

Фиг. 2

1364817

Составитель М,Кольцова

Техред Л.Сердюкова Корректор М.Пожо

Редактор Н. Тупица

Заказ 6556/29 Тираж 784 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4