close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY1658

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(19)
BY (11) 1658
(13)
C1
6
(51) F 16K 3/08
(12)
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ
КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
(54)
(21) Номер заявки: 1943
(22) 30.05.1994
(46) 30.03.1997
СМЕННАЯ ГОЛОВКА ВЕНТИЛЯ
(71) Заявители: Люндышев В.И., Павлович А.Э. (BY)
(72) Авторы: Люндышев В.И., Павлович А.Э. (BY)
(73) Патентообладатели: Люндышев Владимир Иванович, Павлович Александр Эдуардович (BY)
(57)
1. Сменная головка вентиля, содержащая корпус с уплотнителем и ограничителями, расположенный в корпусе шпиндель с уплотнителем и упором, соединенную с корпусом посредством перемычки обойму запирающего устройства с уплотнительным кольцом и подвижной и неподвижной пластинами, в которых выполнены
окна, отличающийся тем, что нижняя часть шпинделя выполнена в виде тела вращения с поверхностью второго порядка, снабженной лыской, направленной под острым углом к верхней и близлежащей к оси шпинделя
кромке окна подвижной пластины, а перемычка - в виде полукольца, расположенного на противоположной стороне от окон пластин.
2. Головка по п.1, отличающаяся тем, что на нижнем торце шпинделя выполнен выступ, расположенный в выемке, выполненной на подвижной пластине.
3. Головка по п.1, отличающаяся тем, что нижняя и близлежащая к оси вращения кромка окна неподвижной пластины выполнена закругленной.
4. Головка по п.1, отличающаяся тем, что на верхнем торце корпуса выполнен ряд отверстий, в двух из
которых установлены ограничители для взаимодействия с упором, выполненным в виде штифта, расположенного в верхней части шпинделя.
5. Головка по п.1, отличающаяся тем, что уплотнитель корпуса выполнен в виде обернутой вокруг
резьбовой части последнего эластичной ленты.
(56)
1. Патент ФРГ 3638180, МКИ F16K 3/08, 1988.
2. А.с. СССР 1808062, МКИ F16K 3/08, 1991.
Фиг.1
BY 1658 C1
Изобретение относится к сантехнической арматуре, а именно к водоразборным вентилям с прецизионными пластинами. Оно может быть использовано при ремонте и восстановлении санитарно-технического
оборудования, а также в пневмо-, гидро- и газораспределительном оборудовании.
Известна сменная головка вентиля, содержащая корпус с контргайкой и уплотнителем, расположенный в
нем шпиндель с уплотнителем, обойму запирающего устройства с прецизионными подвижной и неподвижной пластинами, в которых выполнены окна, и уплотнительным кольцом [1].
Однако такая сменная головка обладает значительным гидравлическим сопротивлением потоку жидкости и низкой долговечностью работы головки вентиля.
Известна также наиболее близкая к заявляемому объекту сменная головка вентиля, содержащая корпус с
контргайкой и уплотнителем, расположенный в нем шпиндель с уплотнителем, обойму запирающего устройства с прецизионными подвижной и неподвижной пластинами, в которых выполнены окна, и уплотнительным кольцом. Причем корпус и обойма соединены между собой перемычками, поперечное сечение которых выполнено в виде равнобедренного треугольника или в виде трапеции [2].
Недостатками известной сменной головки вентиля являются усложнение конструкции и демонтажа из-за
наличия контргайки с уплотнителем. Конструкция шпинделя и корпуса требует выполнения трудоемких
операций для получения упора на шпинделе и ограничителя и перемычки на корпусе.
В результате этих недостатков увеличиваются металлоемкость и габариты вентиля, а также трудоемкость изготовления. При вывинчивании сменной головки из корпуса вентиля нужно дополнительно произвести трудоемкую операцию: снять с верхней части корпуса головки рукоятку управления, предварительно
удалив их крепежные элементы, а затем вывернуть контргайку.
Повторный монтаж сменной головки производится в обратной последовательности и также усложнен.
Кроме того, при увеличении количества монтажно-демонтажных операций снижается долговечность верхнего резинового уплотнения и, как следствие, герметичность вентиля.
Вторым существенным недостатком такого узла является его повышенное гидравлическое сопротивление потоку жидкости и, как следствие, значительная шумность работы в открытом положении вентиля. Дело
в том, что при открытии вентиля поток жидкости встречает на своем пути значительные препятствия элементов головки: острую кромку окна неподвижной пластины, торец корпуса головки в месте его перпендикулярного соединения со шпинделем и острые кромки перемычек. В результате возникает прямое ударное и
механическое воздействие потока жидкости с упомянутыми поверхностями, появляется значительная турбулизация жидкости, сопровождающаяся повышенным шумом, и, кроме того, снижается пропускная способность вентиля, ведущая к повышению давления жидкости во впускном трубопроводе и к еще большему повышению шума, а также к опасности разрыва трубопровода при неблагоприятных условиях его
эксплуатации.
Третьим существенным недостатком является отсутствие возможности регулировки максимальной пропускной способности вентиля из-за выполнения неподвижным ограничителя в корпусе. Это снижает универсальность использования сменной головки вентиля.
Задача предлагаемого изобретения заключается в создании упрощенной конструкции сменной головки
вентиля с увеличенной пропускной способностью, повышенными долговечностью, герметичностью, универсальностью использования, а также сo сниженным гидравлическим сопротивлением и шумом работы.
Поставленная задача достигается тем, что в сменной головке вентиля, содержащей корпус с уплотнителем и ограничителями, расположенный в корпусе шпиндель с уплотнителем и упором, соединенную с корпусом посредством перемычки обойму запирающего устройства с уплотнительным кольцом и подвижной и
неподвижной пластинами, в которых выполнены окна, нижняя часть шпинделя выполнена в виде тела вращения с поверхностью второго порядка, снабженной лыской, направленной под острым углом к верхней и
близлежащей к оси шпинделя кромке окна подвижной пластины, а перемычка - в виде полукольца, расположенного на противоположной стороне от окна пластин, причем на нижнем торце шпинделя выполнен выступ, расположенный в выемке, выполненной на подвижной пластине, при этом нижняя и близлежащая к оси
вращения шпинделя кромка окна неподвижной прецизионной пластины выполнена закругленной, а в верхнем торце корпуса выполнен ряд отверстий, в двух из которых установлены ограничители для взаимодействия с упором, выполненным в виде штифта, расположенного в верхней части шпинделя; причем уплотнитель
корпуса выполнен в виде обернутой вокруг резьбовой части последнего эластичной ленты.
Выполнение нижней части шпинделя сменной головки вентиля в виде тела вращения с поверхностью
второго порядка позволит изменять направление потока жидкости более плавно и без удара о препятствия
при открытии вентиля, что снижает пульсацию жидкости и турбулентность ее потока, а тем самым и шум в
работе.
Снабжение поверхности второго порядка тела вращения шпинделя лыской, направленной под острым
углом к верхней и близлежащей к оси шпинделя кромке окна подвижной пластины, служит для целей беспрепятственного прохода жидкости при открытии вентиля и плавного изменения направления ее потока,
снижая гидравлическое сопротивление и шумность работы вентиля.
2
BY 1658 C1
Выполнение перемычки в виде полукольца, расположенного на противоположной стороне от окон пластин, позволяет также плавно изменять направление движения жидкости и уменьшать (в сравнении с прототипом [2]) количество прямо расположенных помех на ее пути, что также в конечном итоге снижает шумность работы вентиля.
Выполнение на нижнем торце шпинделя выступа, расположенного в выемке, выполненной в подвижной
пластине, позволит использовать вместо элептической формы (как у прототипа [2]) подвижной прецизионной пластины круглую, что упрощает технологический процесс ее изготовления.
Выполнение закругленной нижней и близлежащей к оси вращения шпинделя кромки окна неподвижной
пластины позволит плавно входить потоку жидкости в окно подвижной пластины и, при инверсии струи
жидкости, отклонять струю от стенки отверстий пластин, близлежащих к оси вращения шпинделя, и, тем самым, снижать механическое трение пограничных слоев жидкости об эти стенки и лыску шпинделя. Поэтому
шумность работы вентиля будет еще более снижена.
Выполнение в верхнем торце корпуса головки ряда отверстий, в двух из которых установлены ограничители для взаимодействия с упором, выполненным в виде штифта, расположенного в верхней части шпинделя, позволит избирательно менять максимальные проходные сечения открытых окон прецизионных пластин
в зависимости от задаваемых условий по максимальной пропускной способности вентиля.
Выполнение уплотнителя в виде эластичной ленты, обернутой вокруг резьбовой части корпуса, позволит
упростить конструкцию съемной головки, так как нет необходимости в использовании контргайки с уплотнительным кольцом. Это позволит уменьшить длину корпуса. Кроме того, упростится монтаж и демонтаж
головки, так как достаточно будет завернуть или отвернуть шпиндель вместе с корпусом посредством насаженной на него рукоятки управления, не снимая ее при демонтаже. Отпадет также необходимость в применении гаечных ключей. Причем торец корпуса может выполняться круглой формы, что упрощает его изготовление и снижает количество слесарных операций по зачистке заусенцев.
Эластичная лента, введенная в качестве уплотнителя головки, служит также демпфером, позволяющим
снизить шумность работы вентиля.
На фиг.1 изображена конструкция сменной головки вентиля, общий вид, когда вентиль открыт; на фиг.2
- то же, но когда вентиль закрыт; на фиг.3 - неподвижная пластина; на фиг.4 - подвижная пластина; на фиг.5 сечение А-А на фиг.1; на фиг.6 - сечение Б-Б на фиг.1; на фиг.7-15 - варианты выполнения нижней части
шпинделя в виде тела вращения с поверхностью второго порядка; на фиг.7 - однополостного гиперболоида;
на фиг.8 - конуса второй степени; на фиг.9 - эллипсоида; на фиг.10 - двухполостного гиперболоида; на
фиг.11 - гиперболического параболоида; на фиг.12 - эллиптического цилиндра; на фиг.13 - гиперболического
цилиндра; на фиг.14 - эллиптического параболоида и эллиптического цилиндра; на фиг.15 - однополостного
гиперболоида и эллипсоида.
Сменная головка вентиля содержит корпус 1, резьбовая часть которого ввернута в корпус 2 вентиля с
уплотнителем (не показан) в виде обернутой вокруг этой резьбы эластичной ленты (например, типа ФУМ). С
корпусом 1 соединена обойма 3 запирающего устройства посредством перемычки 4. Перемычка выполнена
в виде полукольца. В корпусе 1 расположен шпиндель 5 с уплотнительными кольцами 6 . В обойме 3 расположена подвижная и неподвижная пластина 7 и 8. Соприкасаемые поверхности их прецизионные. В этих
пластинах выполнены окна 9 и 10, а также расположено уплотнительное кольцо 11. Причем перемычка 4
расположена вне зоны расположения этих окон 9 и 10.
Прецизионные пластины 7 и 8 могут изготавливаться из материалов с достаточно высокими прочностными свойствами, например корундовой керамики, ситалла и т.д.
На торце (фиг.5) корпуса 1 выполнен ряд отверстий 12, в двух из которых вставлены ограничители 13,
взаимодействующие с упором 14, выполненным в виде штифта, установленного в верхней части шпинделя 5,
на котором также посажена с натягом рукоятка 15 управления.
Hижняя неподвижная прецизионная пластина 8 выполнена с выступом 16 (фиг.3), который находится в
канавке (не показано) обоймы, обеспечивая тем самым неподвижность этой пластины 8 при вращении
шпинделя 5.
Для плавного изменения направления потока жидкости или газа нижняя часть 17 шпинделя 5 выполнена
в виде тела вращения с поверхностью второго порядка. Такой поверхностью может быть однополостный гиперболоид (фиг.7), конус второй степени (фиг.8), эллипсоид (фиг.9), двухполостный гиперболоид (фиг.10),
гиперболический параболоид (фиг.11), эллиптический цилиндр (фиг.12), гиперболический цилиндр (фиг.13),
а также комбинация из этих поверхностей - например из эллиптического параболоида и эллиптического цилиндра (фиг.14), из однополостного гиперболоида и эллипсоида (фиг.15). Кроме того, в качестве поверхности второго порядка может использоваться и параболический цилиндр (не показано, так как совпадает с
фиг.13). Для плавного сопряжения этих поверхностей с торцами шпинделя 5 служит их связь через аналогичные поверхности, например, на фиг.10 - через однополостный гиперболоид, а также связь через более
простые поверхности, например цилиндры, призмы, конуса и др. (см. фиг.8,9,11,13,14).
Конкретное исполнение нижней части шпинделя 5 зависит от требуемой скорости истечения жидкости и
может быть определено теоретически или экспериментально.
3
BY 1658 C1
В корпусе 2 вентиля выполнено впускное 18 и выпускное 19 окно, а также выступ 20, на который опирается уплотнительное кольцо 11. Перемычка 4 расположена вне зоны расположения отверстий 9 и 10, но в
зоне выпускного окна 19 корпуса 2. Нижняя и близлежащая к оси вращения шпинделя 5 кромка 21 (фиг.1 и
3) пластины 8 скруглена. На стороне поверхности нижней части 17 шпинделя 5, обращенной к окну 9, выполнена лыска 22. Две образующие лыски 23 (фиг.6) направлены от верхней кромки 24 пластины 7 под острым углом и касательно к поверхности нижней части 17 шпинделя 5. На нижнем торце шпинделя 5 выполнен выступ 25, входящий во впадину 26 подвижной пластины 7.
Установка головки в корпусе 2 осуществляется следующим образом.
Предварительно резьбовую часть корпуса 1 обматывают эластичной уплотнительной лентой. При вращении рукоятки 15 свободно перемещается шпиндель 5 до тех пор, пока упор 14 не соприкоснется с одним
из ограничителей 13. После этого, если вращать рукоятку 15, то одновременно будет осуществляться вворачивание корпуса 1 головки в корпус 2 вентиля до тех пор, пока торец обоймы 3 не упрется в дно корпуса 2.
При этом уплотнительное кольцо 11 сядет на выступ 20. При дальнейшем вращении рукоятки 15, во-первых,
осуществляется сжатие кольца 11 и герметизация полости 18 от полости 19, во-вторых, выбирается зазор в
резьбовом соединении “корпус 1 - корпус 2”, и возникает в образованном контакте значительная сила трения, не позволяющая в дальнейшем отвинчиваться головке при эксплуатации. Т.е. корпус 1 в этом случае
служит контргайкой. В-третьих, обеспечивается надежный контакт пластин 7 и 8 между собой, также способствующий лучшей герметизации полостей 19 и 18.
Для установки положений вентиля “закрыто” или “открыто” достаточно с небольшим усилием повернуть
рукоятку 15 по часовой или против часовой стрелки.
Высокая чистота обработки прецизионных поверхностей пластин 7 и 8 (например, с помощью алмазноабразивного инструмента) способствует хорошей герметизации стыка пластин и значительно снижает силу
трения в нем. Поэтому не требуется приложения больших усилий к рукоятке 15 при открытии и закрытии
вентиля.
Вентиль работает следующим образом.
В закрытом положении окна 9 и 10 перекрыты. Жидкость заперта в окне 18 (фиг.2). Для открытия вентиля рукоятку 15 поворачивают на нужный угол, установив определенный расход жидкости. При этом
(фиг.1) открывается окно 9 и поток жидкости устремляется в это окно. Причем, благодаря скруглению торца
21, выполнению пологим скосов лыски 22 и форме нижней части 17 шпинделя 5 в виде тела вращения, например, однополостного гиперболоида, а также скругленной форме перегородки 4, происходит безударное,
плавное изменение направления движения потока жидкости из полости 18 в выходную полость 19 со снижением трения граничных слоев жидкости о боковые поверхности элементов вентиля. Поэтому снижается турбулизация жидкости и снижается шум в вентиле.
Для закрытия вентиля небольшим усилием поворачивают рукоятку 15 в другую сторону, перекрывая окно 9 (фиг.2).
Для демонтажа головки достаточно приложить несколько большее усилие рукой на рукоятку 15 в сторону открытия вентиля, чем при самом открытии. При этом упор 14, воздействуя на один из ограничителей 13,
начнет вывинчивать корпус 1 головки из корпуса 2 вентиля. Поэтому применение специальных гаечных
ключей и другого инструмента не требуется.
Для предварительной установки, определенной максимальной пропускной способности вентиля, перед
его эксплуатацией, ограничители 13 устанавливают в необходимых отверстиях 5, регулируя тем самым максимальное перекрытие окон 9 и 10.
Таким образом, использование предложенной конструкции сменной головки вентиля будет способствовать снижению затрат на ее изготовление, т.к. не требуется специальной контргайки для стопорения корпуса
1. Причем корпус выполняется круглой формы, а не сложной.
Значительно снижается шумовой эффект вентиля, повышаются возможности эксплуатации, монтажа и
демонтажа головки. Обеспечивается универсальное использование, надежность герметизации стыков прецизионных пластин 7 и 8, а также торца обоймы 3, что способствует использованию вентиля не только для
жидкостей, но и для газов, сжатого воздуха, т.е. расширяется область применения сменной головки вентиля.
4
BY 1658 C1
Фиг. 2
Фиг. 3
Фиг. 6
5
BY 1658 C1
Фиг. 7
Фиг. 8
Cоставитель А.К.Карачун
Редактор Т.А. Лущаковская
Корректоры А.М. Бычко, С.А. Тикач
Заказ 4634
Тираж 20 экз.
Государственный патентный комитет Республики Беларусь.
220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.
6
Фиг. 9
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
186 Кб
Теги
by1658, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа