Вентиль

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявители Белорусский национальный технический университет Научно-технический производственный кооператив Технолог(72) Авторы Кащеев Владимир Петрович Сорокин Владимир Николаевич Махнач Анатолий Викторович(73) Патентообладатели Белорусский национальный технический университет Научно-технический производственный кооператив Технолог(57) 1. Вентиль, включающий корпус, размещенные на шпинделе маховик и запорный орган с уплотнительной прокладкой, взаимодействующей с седлом, поверхность которого снабжена выступами, отличающийся тем, что между выступами размещены упругие элементы, выполненные с высотой, превышающей высоту выступов. 2. Вентиль по п. 1, отличающийся тем, что упругие элементы выполнены из материала с малым коэффициентом трения. 3. Вентиль по п. 1 или 2, отличающийся тем, что выступы седла и упругие элементы выполнены кольцевыми. 6652 194024633 1, 1996.2116538 1, 1998.4395050, 1983.3963049, 1976.2535902 1, 1977.0857901 2, 1998. Изобретение относится к арматуростроению, в том числе к сантехническому арматуростроению, а именно к устройствам регулирования расхода жидких и газообразных сред невысоких параметров, в том числе и расхода воды в сантехнических устройствах. Известен водопроводный кран 1, содержащий корпус, размещенные на шпинделе маховик и запорный орган с уплотнительной прокладкой, взаимодействующей с седлом. Недостатком данного устройства является малый срок службы уплотнительной прокладки, небольшой период надежной работы крана. Это связано с возникновением пластической деформации материала прокладки и образованием ее нормальной и сдвиговой составляющей в части прокладки, взаимодействующей с седлом. Из-за больших усилий на винтовую пару происходит ее усиленный износ. Известно запорное устройство 2, содержащее корпус, размещенные на шпинделе маховик и запорный орган с уплотнительной прокладкой, взаимодействующей с седлом. В данном устройстве для резкого снижения сдвиговой пластической деформации частей прокладки, взаимодействующей с седлом, шпиндель передает усилие сжатия прокладки через сферическую опору. Недостатком данного устройства является малый срок службы уплотнительной прокладки из-за сохранения большой нормальной пластической деформации части прокладки, взаимодействующей с седлом, требуемой в этой конструкции для создания в запорном органе давления, не меньшего давления протекающих через него сред, для перекрытия их прохода. Из-за больших усилий на привод наблюдается его повышенный износ, что ограничивает срок надежной работы всего устройства. Известен вентиль 3 - прототип, содержащий корпус, размещенные на шпинделе маховик и запорный орган с уплотнительной прокладкой, взаимодействующей с седлом, поверхность которого снабжена выступами. В данном устройстве для снижения доли поверхности прокладки, подверженной пластической деформации, вдоль окружности поверхности седла, взаимодействующей с прокладкой, выполнены волнообразные выступы. Недостатком данного устройства является относительно малый срок службы уплотнительной прокладки из-за сохранения пластической деформации частей прокладки, взаимодействующих с выступами седла. Из-за больших усилий в приводе наблюдается его повышенный износ, отсюда небольшой период надежной работы всего устройства. В основу изобретения положена задача создания вентиля, надежно работающего длительное время без замены уплотнительной прокладки, имеющего повышенный срок надежной работы. Поставленная задача решается тем, что в вентиле, включающем корпус, размещенные на шпинделе маховик и запорный орган с уплотнительной прокладкой, взаимодействующей с седлом, поверхность которого снабжена выступами, между выступами размещены упругие элементы, выполненные с высотой, превышающей высоту выступов. Упругие элементы выполнены из материалов с малым коэффициентом трения. Выступы и упругие элементы выполнены кольцевыми. При закрытии вентиля-прототипа первоначально прокладка запорного органа и седло контактируют по вершинам выступов и усилие на маховике не ощущается. Когда усилие становится ощутимым, прокладка на выступах уже испытывает пластическую деформа 2 6652 1 цию, то есть напряжения сжатия оказываются существенно выше упругих напряжений для материала прокладки. Если между выступами на седле разместить упругие элементы с осевыми размерами,существенно превышающими высоту выступов, то усилие сжатия маховика будет ощущаться до контакта прокладки с выступами седла. Применение материалов с малым коэффициентом трения и кольцевая форма и выступов и упругих элементов снижают сдвиговые напряжения в упругих элементах, что также способствует увеличению сроков нормальной эксплуатации вентиля без замены прокладки. Все вышеперечисленное приводит также к уменьшению износа резьбы на самом шпинделе (штоке) и его паре (вентильная головка). Это удлиняет срок службы вентиля. Изобретение поясняется описанием конкретного, но не ограничивающего настоящего изобретения, варианта выполнения и прилагаемым чертежом, где фиг. 1 - продольный разрез вентиля фиг. 2- продольный разрез седла с незамкнутыми выступами с упругими элементами фиг. 3 - продольный разрез седла с замкнутыми кольцевыми выступами с упругими элементами. Вентиль содержит корпус 1, шпиндель 2, маховик 3, запорный орган 4, прокладку 5,узел уплотнения 6, седло 7, полость 8, выступы 9 и упругие элементы 10. Шпиндель 2 соединен с маховиком 3 и запорным органом 4, который удерживает прокладку 5 из эластичного материала. Шпиндель 2 прикреплен к корпусу 1 через узел уплотнения 6 (вентильная головка). Седло 7 выполнено в виде втулки, закрепленной в корпусе 1. Перемещение запорного органа 4 до контакта с седлом 7 осуществляется в полости 8. На поверхности седла 7 выполнены выступы 9, между которыми размещены упругие элементы 10. Работа вентиля осуществляется следующим образом. При приближении запорного органа 4 к седлу 7 для закрытия вентиля достигается такое положение, при котором прокладка 5 и упругие элементы 10 седла 7 приходят в соприкосновение. При этом происходит снижение расхода проходящей через вентиль среды,но не полное запирание вентиля. Дальнейшее сближение запорного органа 4 и седла 7 возможно только в результате деформаций прокладки 5 и упругих элементов 10, а требуемое для этого усилие превосходит величину от появления разности давления под запорным органом 4 и над ним. Таким образом, осуществляется перекрытие вентиля. В зависимости от осевой высоты упругих элементов путь шпинделя до перекрытия вентиля может быть увеличен в несколько раз и перекрытие потока достигается при упругих напряжениях на прокладке 5 и упругих элементах 10. Кроме того, упругие напряжения прокладки 5 и упругих элементов 10 обеспечивают отсутствие свободного перемещения запорного органа в осевом направлении, что исключает возможные автоколебания запорного органа 4 (гудение вентиля). Полное перекрытие потока рабочей среды обеспечивается при обеспечении расчетных площади контакта прокладки 5 и упругих элементов 10 и создания таким образом в этом месте контакта давления, не меньшего давления перемещаемой через вентиль среды. Размеры площади контакта определяются величиной напряжений упругих деформаций материалов прокладки и упругих элементов. Как показала экспериментальная проверка работы предлагаемого вентиля, при наличии упругих элементов 10 из резины срок службы вентиля увеличивается в 2,5 раза. При изготовлении упругих элементов из фторопласта - в 4 раза. Кроме того, оказалось возможным заменить материал прокладки 5 на фторопласт (тефлон) и тем самым увеличить срок службы вентиля в 6 раз (в последнем варианте рассматривался случай, когда конструкция вентильной головки обеспечивала только осевое перемещение штока с прокладкой). Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4