ЗАТВОР КЛАПАНА

Предлагаемая полезная модель относится к области трубопроводной арматуры и может быть использована в химической, энергетической и других отраслях промышленности для перекрытия потока жидких и газообразных сред.
Прототипом предлагаемой полезной модели является узел затвора (Справочник по уплотнительным устройствам судовых систем, Л.: Судостроение, 1979, с.226, рис.4. 16), содержащий седло, тарель и уплотнительное кольцо из полимера. Уплотнительное кольцо запрессовано в кольцевой паз тарели. Осевую фиксацию уплотнительного кольца в тарели обеспечивают кольцевые канавки треугольного профиля, расположенные друг напротив друга на боковых поверхностях кольцевого паза. При запрессовке материал уплотнительного кольца затекает в канавки и удерживает уплотнительное кольцо в тарели при открытии затвора, препятствуя его выталкиванию давлением рабочей среды, которая частично проникает в возможные зазоры между поверхностью кольцевого паза и уплотнительным кольцом.
Недостатком данной конструкции является то, что профиль канавок представляет собой равнобедренный треугольник, основание которого направлено вдоль поверхностей, образующих боковые стенки кольцевого паза. Форма профиля канавки, описанная выше, не способствует надежному удержанию уплотнительного кольца в тарели. Особенно это сказывается при открытии затвора с подачей среды «на золотник» в условиях высоких давлений, когда проникшая в зазоры рабочая среда вызывает большие усилия, стремящиеся вытолкнуть уплотнительное кольцо из кольцевого паза тарели. При этом материал уплотнительного кольца, затекший в канавки, может скользить по
наклонной поверхности канавок, обращенной к седлу, и уплотнительное кольцо может быть вытолкнуто из тарели. Кроме того, при работе с низкотемпературными средами растут размеры и количество зазоров между поверхностью кольцевого паза и уплотнительным кольцом, что связано с разной величиной температурного коэффициента линейного расширения материалов тарели и уплотнительного кольца. Это приводит к большему проникновению рабочей среды между поверхностью кольцевого паза и уплотнительным кольцом, что дополнительно увеличивает выталкивающее усилие.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является повышение надежности работы затвора клапана.
Поставленная задача решается за счет того, что в затворе клапана, содержащем взаимодействующую с седлом тарель с кольцевым пазом, на боковых сторонах которого расположены кольцевые канавки, и уплотнительное кольцо из полимера, запрессованное в кольцевой паз с усилием, обеспечивающим заполнение канавок материалом уплотнительного кольца, причем кольцевые канавки выполнены с произвольным профилем сечения и каждая из них со стороны седла имеет одну или несколько упорных поверхностей, представляющих собой части поверхностей конусов, оси которых совпадают с осью затвора, а углы при вершинах конусов меньше либо равны 180 градусам, причем вершины конусов, образующих упорные поверхности канавок, выполненных на ближайшей к оси затвора стороне кольцевого паза, направлены в сторону седла, а вершины конусов, образующих упорные поверхности канавок, выполненных на дальней от оси затвора стороне кольцевого паза, направлены в противоположную от седла сторону.
На фиг. изображена конструкция предлагаемого затвора. Затвор содержит седло 1, тарель 2, кольцевой паз 3 с канавками 4 и 5, полимерное уплотнительное
кольцо 6, запрессованное в кольцевой паз с усилием, обеспечивающим заполнение канавок 4 и 5 материалом уплотнительного кольца. В канавках 4 и 5 упорные поверхности 7 и 8 расположены на образующих конусов 9 и 10. Оси конусов совпадают с осью затвора. Величина углов α и β при вершинах конусов меньше либо равна 180°. Вершина конуса, на котором расположена ближайшая к оси затвора упорная поверхность 7, направлена в сторону седла 1. Вершина конуса, на котором расположена дальняя от оси затвора упорная поверхность 8, направлена в противоположную от седла 1 сторону.
Затвор работает следующим образом. В закрытом положении затвора приводное усилие передается тарели 2 и уплотнительному кольцу 6, которое прижимается к седлу 1. При этом усилие, действующее на уплотнительное кольцо 6 со стороны рабочей среды, проникшей в зазоры между поверхностью кольцевого паза 3 и уплотнительным кольцом 6, компенсируется усилием со стороны седла 1.
При открытии затвора усилие со стороны седла 1 исчезает и компенсация выталкивающего усилия проникшей в зазоры среды происходит за счет упора уплотнительного кольца 6 в упорные поверхности 7 и 8. Выбранное расположение этих поверхностей препятствуют выскальзыванию материала уплотнительного кольца 6 из канавок 4 и 5, чем обеспечивается надежное удержание уплотнительного кольца 6 в тарели 2.
Предлагаемая полезная модель повышает надежность работы затвора за счет того, что выбранное расположение упорных поверхностей исключает выталкивание уплотнительного кольца из тарели даже при больших выталкивающих усилиях, возникающих при различных условиях работы затвора, в том числе при высоком давлении и низкой температуре рабочей среды, а также при направлении подачи рабочей среды «на золотник».