ОПОРНАЯ ВТУЛКА ШТОКА КЛАПАНА

ОПОРНАЯ ВТУЛКА ШТОКА КЛАПАНА
Область техники
Настоящая полезная модель относится к герметичному элементу седла клапана шарового клапана большого диаметра, в частности к опорной втулке штока клапана.
Уровень техники
Для шарового клапана большого диаметра наиболее важным элементом устройства должен быть герметичный элемент седла клапана (например, герметичная модель седла клапана с изготовленным из резины уплотнительным кольцом), а также материал конструкции штока клапана и подшипника.
Ближайший аналог настоящей полезной модели раскрыт в Практическом руководстве по конструированию клапанов, 3-е изд., ISBN: 978-7-11-38999-6, автор: Пейвен Лу, опубл. Чайна Машин Пресс, 11.10.2012 (Practical Manual of Valve Design, the third edition, ISBN: 978-7-11-38999-6, publisher: China Machine Press, compilation: LU, Peiwen, date of publication: 2012.10.11), в котором показано, что опорная втулка штока клапана, как правило, выполняется из одного материала. Однако такое техническое решение имеет ряд недостатков. Например, изготовление опорной втулки штока клапана из меди может приводить к увеличению коэффициента трения и крутящего момента, а изготовление опорной втулки штока клапана из усиленного политетрафторэтилена, который является износостойким, но обладает плохой огнеупорностью, не только приводит к увеличению коэффициента трения и крутящего момента, но также сказывается на герметичности и приводит к снижению срока службы клапана.
Суть полезной модели
Соответственно, вытекающая из вышеизложенного техническая задача заключается в предоставлении опорной втулки штока клапана, которая позволит преодолеть указанные выше недостатки существующих технических решений. В настоящей полезной модели в основном применяется модель конструкции, состоящая из соединенных друг с другом перфорированной пластины и коррозионностойкого материала, в результате чего предотвращается попадание посторонних предметов в конструкцию, а также в равной степени можно обеспечить стабильный крутящий момент и продлить срок службы.
В настоящей полезной модели применяются следующие технические средства.
Опорная втулка штока клапана, при этом указанная опорная втулка по размеру подогнана к внешнему диаметру штока клапана, отличающаяся тем, что указанная опорная втулка штока клапана с внешней стороны содержит перфорированную тонкую стальную пластину, соприкасающуюся с корпусом клапана, и выполненный на внутренней стороне указанной перфорированной тонкой стальной пластины коррозионностойкий слой, соприкасающийся с указанным штоком клапана; при этом в отверстиях указанной перфорированной тонкой стальной пластины предусмотрен коррозионностойкий уплотненный слой; на указанной опорной втулке штока клапана также предусмотрен шов, облегчающий ее надевание на указанный толкатель клапана.
1
1
Кроме того, указанный шов является проходящим под углом 70° наклонным швом, при этом ширина L указанного шва равна 0,3 мм≤L≤0,8 мм.
Кроме того, указанный коррозионностойкий слой и указанный коррозионностойкий уплотненный слой изготовлены целиком с применением материала из усиленного политетрафторэтилена.
Кроме того, указанная перфорированная тонкая стальная пластина изготовлена с применением материала из нержавеющей стали SUS316.
Согласно настоящей полезной модели к перфорированной тонкой стальной пластине, выполненной с применением материала из нержавеющей стали SUS316, прижимается нагретый усиленный политетрафторэтилен, при этом усиленный политетрафторэтилен впрессовывается в отверстия перфорированной тонкой стальной пластины, вследствие чего формируется цельная пластообразная опорная втулка штока клапана. Затем одна сторона усиленного политетрафторэтилена выступает в качестве внутренней стороны, а пластина выполняется цилиндрической формы, как показано на фиг. 1. Для предотвращения локальной концентрации нагрузок предусмотрен наклонный шов, проходящий под углом 70°.
При применении, вследствие способности к сжатию материала из усиленного политетрафторэтилена опорную втулку штока клапана можно плотно прижать к штоку клапана, получая плотное соединение почти без зазора, и если даже применяется поверхностное давление 95 МПа (интенсивность поверхностного давления 12 МПа) и выше, оно также может оставаться весьма прочным.
Согласно настоящей полезной модели можно предотвращать попадание посторонних предметов, при этом посторонние предметы не могут попадать между штоком клапана и слоем усиленного политетрафторэтилена, и если даже мелкие посторонние предметы попадают туда, то особенностью опорной втулки штока клапана является то, что она перетирает и поглощает посторонние предметы, поэтому они не могут влиять на крутящий момент. Кроме того, за счет сдерживания упорного подшипника в шаровом клапане опорная втулка штока клапана даже при беспрерывном применении не может изменить свое центральное положение.
Согласно настоящей полезной модели за счет компактной конструкции повышается поверхностное давление, предотвращается попадание в конструкцию посторонних предметов и можно обеспечить стабильный крутящий момент; за счет изменения формы перфорированной пластины также можно применять поверхностное давление 95 МПа и выше; за счет функции поглощения посторонних предметов материалом из усиленного политетрафторэтилена, не могут иметь место изменения крутящего момента и можно на длительный период времени обеспечить стабильность крутящего момента.
Описание графических материалов
Ниже со ссылками на прилагаемые графические материалы более подробно описан способ осуществления настоящей полезной модели.
На фиг. 1 показано схематическое изображение устройства согласно настоящей полезной модели.
На фиг. 2 показано схематическое изображение режима применением настоящей полезной модели.
Ссылочные позиции:
1. опорная втулка штока клапана;
11. перфорированная тонкая стальная пластина;
12. коррозионностойкий слой;
13. коррозионностойкий уплотненный слой;
14. шов;
2. шток клапана;
3. шар;
4. корпус клапана;
5. фланец сальника;
6. порт для подачи герметика;
7. прокладка;
8. упорный подшипник.
Конкретный способ осуществления
На фиг. 1 показано устройство опорной втулки штока клапана, при этом указанная опорная втулка 1 штока клапана по размеру подогнана к внешнему диаметру штока 2 клапана; указанная опорная втулка 1 штока клапана с внешней стороны содержит перфорированную тонкую стальную пластину 11, соприкасающуюся с корпусом 4 клапана, и выполненный на внутренней стороне указанной перфорированной тонкой стальной пластины 11 коррозионностойкий слой 12, соприкасающийся с указанным штоком 2 клапана; в отверстиях указанной перфорированной тонкой стальной пластины 11 предусмотрен коррозионностойкий уплотненный слой 13; на указанной опорной втулке 1 штока клапана также предусмотрен шов 14, облегчающий ее надевание на указанный шток 2 клапана.
1
1
Указанный шов 14 является проходящим под углом 70° наклонным швом, при этом ширина L указанного шва 14 равна 0,3 мм≤L≤0,8 мм.
Указанный коррозионностойкий слой 12 и указанный коррозионностойкий уплотненный слой 13 изготовлены целиком с применением материала из усиленного политетрафторэтилена.
Указанная перфорированная тонкая стальная пластина 11 изготовлена с применением материала из нержавеющей стали SUS316.
Пример осуществления 1
6
На фиг. 2 показана верхняя часть конструкции штока клапана с элементом эксплуатации опорной втулки в верхней части. Шток клапана испытывает действие давления текучей среды внутри шарового клапана, поэтому на стороне ниже по течению для предотвращения соприкосновения штока 2 клапана и корпуса 4 клапана выполнен зазор, ширина L которого составляет 0,25 мм.
3
4
2
1
1
К перфорированной тонкой стальной пластине 11 опорной втулки 1 штока клапана, выполненной с применением материала из нержавеющей стали SUS316, толщина L которой составляет 0,8 мм, прижимается нагретый усиленный политетрафторэтилен, при этом усиленный политетрафторэтилен впрессовывается в отверстия перфорированной тонкой стальной пластины 11, в результате чего формируются коррозионностойкий слой 12 и коррозионностойкий уплотненный слой 13, вследствие чего формируется цельная пластообразная опорная втулка 1 штока клапана, толщина L которой составляет 1,63 мм. Затем одна сторона изготовленного из усиленного политетрафторэтилена коррозионностойкого слоя 12 выступает в качестве внутренней стороны, а пластина выполняется цилиндрической формы, как показано на фиг. 1. Вследствие этого модель состоит из коррозионностойкого слоя 12, толщина L которого составляет 0,83 мм и одна сторона которого соприкасается со штоком 2 клапана, и перфорированной тонкой стальной пластины И из нержавеющей стали SUS316 толщиной 0,8 мм, одна сторона которой соприкасается с корпусом 4 клапана. Наконец, для предотвращения локальной концентрации нагрузок предусмотрен наклонный шов 14, проходящий под углом 70°, при этом ширина L шва 14 равна 0,3 мм≤L≤0,8 мм.
Если внешний диаметр опорной втулки 1 штока клапана составляет ФD=100,5 мм, то внутренний диаметр составляет Фd=Ф100,5-t1,63*2=Ф97,24 мм. Тем не менее, размер внешнего диаметра штока 2 клапана у готового изделия составляет Ф97,3 мм, величина впрессовывания усиленного политетрафторэтилена определяется как 97,24-97,3=-0,06 мм, в одну сторону на -0,03 мм, то есть необходимо осуществить впрессовывание на 0,03 мм.
7
Кроме того, допуск для соединения в осевом направлении (L) является 600Aclass, 1400class.
Таким образом, толщина опорной втулки 1 штока клапана сжимается на 0,03 мм, при этом в осевом направлении получают плотное соединение почти без зазора, которое при применении поверхностного давления 95 МПа (интенсивность поверхностного давления 12 МПа) и выше, также может оставаться весьма прочным.
5
С целью предотвращения попадание посторонних предметов в зазор между корпусом 4 клапана и штоком 2 клапана соответствует допуску по вставному элементу между двумя сторонами опорной втулки 1 штока клапана и штоком 2 клапана, при этом длина L вставного элемента должна быть 1,63-0,25=1,38 мм.
Теперь посторонние предметы не могут легко проникнуть между штоком 2 клапана и коррозионностойким слоем 12, и если даже мелкие посторонние предметы попадают туда, то особенностью опорной втулки штока клапана является то, что она перетирает и поглощает посторонние предметы, поэтому они не могут влиять на крутящий момент.
Опять-таки, благодаря тому, что без ограничения мощности применяется упорный подшипник 8 (сверху упорного подшипника 8 расположена прокладка 7, сверху прокладки 7 в шаровом клапане предусмотрен порт для подачи герметика 6, сверху порта для подачи герметика 6 прочно установлен фланец 5 сальника), а также с учетом прикладываемой к шару 3 нагрузки применяется толщина 0,9 мм (толщина усиленного политетрафторэтилена составляет 0,5 мм), расположенные на расстоянии малые зазоры, малый диаметр отверстий в перфорированной тонкой стальной пластине, поэтому даже при беспрерывном применении центральное положение также не может измениться.
Таким образом, здесь представлен только предпочтительный вариант осуществления полезной модели. Тем не менее, объем защиты полезной модели не ограничивается этим вариантом осуществления, и в дополнение к описанным выше вариантам осуществления полезной модели возможны другие варианты осуществления, при этом использование эквивалентной замены или эквивалентного технического решения входит в объем защиты полезной модели.