ЗАПОРНЫЙ УЗЕЛ ДЛЯ ПЕРЕКРЫТИЯ КАНАЛА

Полезная модель относится к машиностроению, а именно к запорным устройствам, и может быть использована для перекрытия каналов, преимущественно, выпускных каналов в окружающую среду в аппаратах высокого давления, таких, как изостатические прессы, гидростаты и прочее.
Известны запорные устройства, применяемые для перекрытия каналов, в которых используется запорный уплотняющий элемент, имеющий сферическую форму, благодаря которой обеспечивается его плотный контакт с окружностью проходного отверстия канала и, соответственно, герметичность его перекрытия.
Так, например, известен запорный узел [RU 5836], содержащий коническое посадочное место (седло) и запорный шпиндель с уплотняющим наконечником, имеющим сферическую форму.
Недостатком рассматриваемого устройства является то, что имеющий сферическую форму запорный уплотняющий элемент (наконечник шпинделя) не является автономной деталью, а является частью шпинделя, вследствие чего при выходе уплотняющего элемента из строя приходится заменять весь шпиндель. Это усложняет и удорожает обслуживание запорного узла, особенно в случае его использования в аппаратах высокого давления, в которых уплотняющий элемент подвергается быстрой коррозии и деформации из-за воздействия высоких давления и температуры.
Известен запорный узел для перекрытия канала [SU 1069952], который выбран в качестве ближайшего аналога.
Данный запорный узел содержит гнездовую часть, включающую гнездо, образованное боковой цилиндрической поверхностью и торцевой поверхностью, имеющей центральное отверстие, предназначенное для сопряжения с концевым участком канала, в частности выпускного канала сброса воздуха в окружающую среду. Запорный узел также содержит запорную часть, включающую уплотнительный элемент, выполненный в виде шарика, кольцевой держатель и имеющий в плоскости продольного сечения Т-образную форму цилиндрический толкатель с наконечником. Толкатель соединен с помощью резьбового соединения с боковой поверхностью гнезда. В наконечнике толкателя сформировано седло под шарик. Кольцевой держатель предназначен для размещения в нем шарика и выполнен в виде накрученной на наконечник толкателя обоймы с трехгранным зубом, имеющим отверстие, диаметр которого меньше диаметра шарика, но больше диаметра концевого участка канала. Для фиксации обоймы на наконечнике толкателя на последнем установлена контргайка.
Посредством вкручивания толкателя в гнездо достигается закрытое положение запорного узла, при котором шарик плотно прижимается к центральному отверстию в торцевой поверхности гнезда, совмещенному с концевым участком канала, и канал перекрывается.
Посредством выкручивания толкателя из гнезда достигается открытое положение запорного узла, при котором шарик не контактирует с центральным отверстием гнезда, совмещенным с концевым участком канала, и канал открывается.
Данный запорный узел обеспечивает надежное и герметичное перекрытие выпускного канала и может быть использован в аппаратах высокого давления, в частности в гидростатах.
При этом конструкция запорного узла является разборной, и уплотнительный элемент (шарик) может быть при необходимости заменен без замены прочих деталей.
Однако рассматриваемый запорный узел имеет сложную конструкцию, а его сборка и разборка являются достаточно сложными процессами. Указанные факторы снижают удобство эксплуатации данного устройства.
Технической проблемой, решаемой при использовании полезной модели, является повышение удобства эксплуатации запорного узла.
Сущность полезной модели заключается в том, что в запорном узле для перекрытия канала, содержащем гнездовую часть, включающую гнездо, образованное боковой цилиндрической поверхностью и торцевой поверхностью, имеющей центральное отверстие, предназначенное для сопряжения с концевым участком канала, а также запорную часть, включающую уплотнительный элемент, выполненный в виде шарика, кольцевой держатель и соединенный с помощью резьбового соединения с боковой поверхностью гнезда цилиндрический толкатель с наконечником, имеющий в плоскости продольного сечения Т-образную форму, согласно полезной модели, торцевая поверхность гнезда имеет сужающуюся коническую форму, образующую воронкообразную полость, кольцевой держатель выполнен в виде втулки, соединенный с помощью резьбового соединения с участком боковой поверхности гнезда, примыкающим к его торцевой поверхности, при этом толкатель установлен с возможностью продольного перемещения его наконечника внутри кольцевого держателя, а шарик размещен в кольцевом держателе между торцевой поверхностью гнезда и наконечником толкателя.
В частном случае полезной модели шарик выполнен из материала, обладающего магнитными свойствами.
В частном случае полезной модели толкатель выполнен из материала, обладающего магнитными свойствами.
Гнездовая часть запорного узла включает гнездо для размещения запорных элементов, которое имеет простую конфигурацию, образовано цилиндрической и конусной поверхностями, технологичными в изготовлении.
Указанное гнездо представляет собой полость, сформированную в теле охватывающей ее корпусной детали, выполненной с возможностью обеспечения сопряжения центрального отверстия торцевой поверхности гнезда с концевым участком канала.
В частности указанной корпусной деталью может служить автономный корпус, сопрягаемый в рабочем положении с конструктивным элементом, в котором выполнен канал, или часть указанного конструктивного элемента, на котором размещен концевой участок канала.
Запорная часть включает минимальное количество запорных элементов, простых по конструкции и удобных в сборке и разборке. При этом каждый из запорных элементов в случае необходимости может быть заменен без замены прочих деталей. Это особенно важно в случае использования запорного узла в аппаратах высокого давления, в которых требуется периодическая замена шарика, который подвергается быстрой коррозии и деформации из-за воздействия высоких давления и температуры.
Таким образом, техническим результатом, достигаемым при использовании полезной модели, является повышение удобства эксплуатации запорного узла, что обусловлено простотой его конструкции, а также легкостью и удобством монтажа и демонтажа.
В случае, когда шарик выполнен из материала, обладающего магнитными свойствами, упрощается процесс изъятия шарика из гнезда при демонтаже запорного узла, который может быть осуществлен, в частности, с помощью намагниченного экстрактора. Это способствует повышению удобства эксплуатации заявляемой полезной модели.
В случае, когда шарик и толкатель выполнены из материала, обладающего магнитными свойствами, повышается удобство изъятия шарика из гнезда при демонтаже запорного узла. В указанном случае шарик притягивается к наконечнику толкателя за счет действия сил магнитного притяжения и легко вынимается из гнезда при выкручивании толкателя. Это способствует повышению удобства эксплуатации заявляемой полезной модели.
На фиг. 1 представлен чертеж общего вида запорного узла в закрытом положении; на фиг. 2 - то же в открытом положении.
Запорный узел содержит запорный уплотнительный элемент 1, выполненный в виде шарика, толкатель 2 с наконечником, имеющий в плоскости продольного сечения Т-образную форму, а также кольцевой держатель 3 для размещения шарика 1. Указанные элементы установлены в гнезде 4. Гнездо 4 выполнено в теле конструктивного элемента 5 и образовано боковой цилиндрической поверхностью (на чертеже позицией не обозначена), а также сужающейся конусообразной торцевой поверхностью 6, формирующей воронкообразную полость. Торцевая поверхность 6 имеет центральное отверстие 7, предназначенное для сопряжения с концевым участком канала 8.
Кольцевой держатель 3 соединен с внутренней поверхностью гнезда 4 с помощью резьбового соединения и примыкает к воронкообразной полости 6 гнезда 4. Толкатель 2 шарика 1 соединен с внутренней поверхностью гнезда 4 с помощью резьбового соединения и установлен с возможностью продольного перемещения его наконечника внутри кольцевого держателя 3. Шарик 1 размещен в кольцевом держателе 3 между наконечником толкателя 2 и торцевой поверхностью 6 гнезда 4.
Толкатель 2, в частности, имеет канальный проход 9 для выпуска среды.
В частном случае шарик 1 и толкатель 2 выполнены из материала, обладающего магнитными свойствами.
Устройство работает следующим образом.
Работу запорного узла рассмотрим на примере использования его в устройстве изостатического прессования (на чертеже не показано), включающем заполняемую сжимаемой средой прессовочную камеру и поршень. Поршень (корпусной элемент, обозначенный на фиг. 1 и 2 позицией 5) имеет сквозной канал (обозначенный на фиг. 1 и 2 позицией 8) для выпуска из прессовочной камеры воздуха в окружающую среду.
Для закрытия сквозного канала 8 вкручивают кольцеобразный держатель 3 внутрь гнезда 4 по резьбе до упора. Размещают шарик 1 в кольцевом держателе 3. Вкручивают внутрь гнезда 4 толкатель 2 по резьбе и перемещают его до соприкосновения наконечника толкателя 2 с шариком 1 и далее до упора шарика 1 в центральное отверстие 7 воронкообразной полости 6. При этом шарик 1 плотно перекрывает концевой участок канала 8.
Для открытия сквозного канала 8 выкручивают толкатель 2 из гнезда 4. При этом шарик 1 не перекрывает отверстие 7, а при выпуске среды через канал 8 под действием давления среды шарик 1 отжимается от отверстия 7. Далее среда выходит наружу через зазор между поверхностью кольцевого держателя 3 и поверхностью наконечника толкателя 2 и через канальный проход 9 в толкателе 2.
В случае необходимости проведения ремонтных работ осуществляют демонтаж запорного узла следующим образом. Выкручивают толкатель 2 из гнезда 4, при этом за счет действия сил магнитного притяжения из гнезда 4 извлекается шарик 1. Затем выкручивают из гнезда 4 кольцевой держатель 3.