УСТРОЙСТВО ЗАПОРНО-РЕГУЛИРУЮЩЕЕ

Полезная модель относится к трубопроводной арматуре, а именно к устройствам, предназначенным для управления потоком рабочей среды.
Известны запорно-регулирующие устройства с проходным расположением входного и выходного патрубков, содержащие корпус, в котором закреплена наружная втулка и размещена с возможностью поворота в последней внутренняя втулка, в стенке которых выполнены окна между входными и выходными патрубками, внутренняя втулка выполнена в виде пустотелого поршня, снабженного ограничителями осевого перемещения относительно наружной втулки и соединенного с приводным штоком. (Гуревич Д.Ф., Шпаков О.Н. Справочник конструктора трубопроводной арматуры. - Л.: Машиностроение, 1987, с.315.)
К недостаткам этих известных устройств следует отнести большие габаритные размеры, большое гидравлическое сопротивление и низкую долговечность за счет неравномерностей эпюр скоростей движения и большого количества застойных зон рабочей среды в гидравлическом тракте клапана.
Также известно запорно-регулирующее устройство, содержащее наружный корпус с установленным в нем подвижным запорным органом в виде уплотнительного цилиндра. Упомянутый цилиндр расположен во внутреннем корпусе с возможностью осевого перемещения приводом от зубчатой рейки. Рейка находится в зацеплении с валом-шестерней, которая имеет приводной элемент. Внутри наружного корпуса установлена кольцевая профильная вставка. Профиль вставки формируется при ее изготовлении в зависимости от требуемого закона расхода рабочей среды. В наружном торце вставки расположено кольцо из уплотнительного материала. Уплотнительный цилиндр на запирающем торце имеет кольцевой наружный выступ. Этот выступ расположен с возможностью упора в кольцо из уплотнительного материала и стопорения давлением рабочей среды при запирании. (Патент RU 2243434, 27.12.2004, F16K 1/12, F16K 3/24). Недостатками известного устройства также являются обусловленная конструкцией низкая надежность перекрытия потока среды, малый срок службы и недостаточные эксплуатационные возможности
Технический результат, обеспечиваемый полезной моделью - расширение функциональных параметров- температуры и давления рабочей среды, повышение надежности, упрощение конструкции и технологии изготовления.
Для достижения этого технического результата в устройстве запорно-регулирующем, содержащим корпус, во внутренней полости которого установлена уплотненная, например, материалом «Графлекс», подвижная в направлении потока рабочей среды втулка, снабженная по периферии винтовым зацеплением, входящим в контакт с винтовой поверхностью, выполненной на внутренней поверхности корпуса, кроме того на периферии этой втулки выполнен еще зубчатый венец, а один из торцев снабжен внутренней сферической поверхностью. На одном из торцев корпуса устройства жестко закреплен диск, на котором перпендикулярно потоку рабочей среды установлена плавающая в радиальном направлении пробка с выполненной на ее периферии наружной сферической поверхностью, входящей в контакт в положении «Закрыто» с внутренней сферической поверхностью втулки, причем обе контактирующих поверхности в положении «Закрыто» - сферическая поверхность пробки и сферическая поверхность подвижной втулки обладают достаточной твердостью и износостойкостью. Так же на этом диске выполнены сквозные профильные пазы, обеспечивающие беспрепятственный проход рабочей среды. Предлагаемое устройство запорно-регулирующее иллюстрируется чертежом.
Устройство запорно-регулирующее состоит из корпуса 1, во внутренней полости которого, вдоль потока рабочей среды посредством уплотнений 3 и 5 располагается втулка 4, снабженная на своей периферии винтовой поверхностью и зубчатым венцом. На одном из торцев устройства жестко закреплен диск 6, на котором в направлении перпендикулярном потоку рабочей среды установлена плавающая в радиальном направлении пробка 7, с выполненной на своей периферии наружной сферической поверхностью. Винтовая поверхность и зубчатый венец совместно обеспечивают возвратно поступательное, вдоль оси потока, перемещение втулки 4 с целью выполнения регулирования или герметичного запирания потока рабочей среды по кл. А, то есть без протечки. На периферии корпуса 1 закреплен механизм 2, зубчатое колесо которого входит в контакт с зубчатым венцом втулки 4 и вращает последнюю в ту или другую сторону, а винтовая пара при этом выполняет возвратно поступательное перемещение втулки 4, обеспечивая положения «Открыто» или «Закрыто». В диске 6 для обеспечения беспрепятственного прохождения потока рабочей среды выполнены сквозные профильные пазы.
Сферическая поверхность пробки 7 и сферическая поверхность втулки 4 обладают достаточной твердостью и износостойкостью, без зазорный контакт которых в положении «Закрыто» способен обеспечивать надежное герметичное запирание потока рабочей среды при высоких температурах и давлениях, например, свыше 100 атмосфер, равно, как и при малых. Обладать такими технологическими свойствами эти контактирующие поверхности могут, например, в результате упрочнения технологическим процессом «оксикарбонитрация».
Устройство запорно-регулирующее работает следующим образом.
При вращении зубчатого колеса механизма 2 против часовой стрелки, втулка 4 посредством зубчатого венца вращается по часовой стрелке, но благодаря наличию винтовой пары начинает перемещаться вдоль потока в положение «Закрыто» и при сопряжении сферических поверхностей до полного без зазорного соприкосновения обеспечивается надежное герметичное положение «Закрыто». При вращении зубчатого колеса механизма 2 по часовой стрелке втулка 4 перемещается в обратном направлении, обеспечивая проход рабочей среды в образовавшемся зазоре между сферической поверхностью втулки 4 и сферической поверхностью пробки 7 и далее через сквозные профильные пазы, выполненные в диске 6, на выход из данного устройства. Направление потока рабочей среды в предлагаемом устройстве значения не имеет.
Регулирование потока рабочей среды обеспечивается изменением величины зазора между контактирующими сферическими поверхностями, которое происходит при вращении и соответственно перемещении вдоль потока рабочей среды втулки 4. Наличие радиального зазора обеспечивает «плавание» пробка 7 в радиальном направлении, что дает возможность компенсировать технологические неточности, обеспечивая в положении «Закрыто» при этом гарантированную надежную герметичность без протечки