ПОЖАРНЫЙ ВЕНТИЛЬ

Полезная модель относится к запорно-проходной аппаратуре и может быть использована при конструировании, как прямоточных, так и угловых вентилей, с винтовым шпинделем, используемых, преимущественно, для установки в противопожарных системах.
Известны, в том числе пожарные вентили (см. пат. RU №91124, кл. F16k 1/02 от 2009 г (1), пат. RU №39667, кл. F16k 1/02, от 2004 г. (2), пат. RU №91123, кл. Р16k 1/02 от 2009 г.) (3). Эти устройства содержат корпус со входным и выходным штуцерами, сформированное в корпусе седло с перепускным отверстием, съемную фланцевую крышку. В корпусе размещен запорный механизм. Последний содержит винтовой шпиндель, на противоположных концах которого закреплены, соответственно золотник и маховик. Шпиндель в (1), (2), (3) со стороны маховика пропущен через крышку, уплотнен в ней сальником и связан с крышкой резьбовым соединением. Золотник образован скрепленными между собой металлическим и упругим кольцами, и служит для открытия-закрытия перепускного отверстия седла и подачи или перекрытия подачи рабочей среды.
В (1) входной и выходной штуцера расположены по одной оси. В устройстве не представлены средства, позволяющие обеспечить надежную самоустановку золотника, относительно седла клапана. Это ведет к перекосам золотника при закрытии вентиля и к неравномерному износу упругого кольца золотника, к нарушениям герметичности закрытого вентиля. В устройстве запорный механизм приводится в движение маховиком, а повороты шпинделя происходят, вместе с золотником. Это приводит к дополнительному износу упругого кольца, и ускоряет его преждевременный выход из строя, что существенно сокращает долговечность и межремонтный ресурс вентиля.
В (2) предложен вентиль, штуцера которого расположены под углом. На конце шпинделя выполнен кольцевой бурт с коническим торцом, а металлическое кольцо золотника со стороны шпинделя выполнено с выступом, и, с расположенным в нем, глухим отверстием, имеющим коническое дно. Самоустановка золотника, относительно седла, решается подвижным соединением золотника, соединенного со шпинделем с обжатием стенок золотника. Однако сопряжение торца шпинделя и дна глухого отверстия по коническим поверхностям не обеспечит надежной самоустановки золотника, что может привести к нарушению герметичности закрытого вентиля, к преждевременному износу упругого кольца золотника и сокращает долговечность работы вентиля.
Наиболее близким аналогом предложен пожарный вентиль (3), содержащий корпус со съемной крышкой, с входным и выходным штуцерами, периодически сообщенными через перепускное отверстие седла для открытия и закрытия вентиля, запорный механизм в виде винтового шпинделя, подвижно скрепленного одной стороной с золотником, а другой - с маховиком, причем золотник выполнен в виде металлического и упругого колец, а металлическое кольцо выполнено с выступом с одной стороны и, с расположенным в выступе, глухим отверстием, а другая сторона этого кольца выполнена с хвостовиком, на котором гайкой и металлической шайбой закреплено упругое кольцо, причем шпиндель пропущен через, встроенные в крышку нажимную резьбовую втулку с уплотнением и скреплен резьбовым участком с крышкой, а конец шпинделя подвижно скреплен с золотником и расположен в глухом отверстии выступа металлического кольца
В этом устройстве, как и в (1), крепление металлического и упругого колец золотника выполнено обычной гайкой и шайбой, что не достаточно надежно и при эксплуатации может привести к самоотвинчиванию гайки, к повышенным утечкам при закрытом вентиле, к ослаблению крепления и к выходу из строя упругого кольца золотника. В (3), как и в (2), для подвижного соединения с золотником, шпиндель выполнен с кольцевым буртом, который расположен в глухом отверстии выступа металлического кольца золотника. Золотник скреплен со шпинделем, как и в (2), с обжатием его стенок и образует с ним неразборное соединение. Это усложняет ремонт и обслуживание устройства, а в случае износа или поломки золотника, ведет к необходимости замены всего запорного механизма, что повышает затраты на эксплуатацию.
Ни в одном из приведенных аналогов (1), (2), (3) не предложены конкретные параметры узла связи шпиндель - металлическое кольцо золотника, обеспечивающие надежную самоустановку золотника.
Задача заявленного устройства состоит в повышении долговечности устройства и в увеличении межремонтного ресурса, путем повышения надежности самоустановки золотника, относительно седла, в одновременном исключении преждевременного износа упругого кольца золотника и сальника шпинделя, а также в упрощении устройства, при одновременном упрощении сборки и демонтажа и в сокращении расходов на обслуживание вентиля.
Для решения поставленной задачи в предложенном пожарном вентиле, содержащем корпус со съемной крышкой, с входным и выходным штуцерами, периодически сообщенными через перепускное отверстие седла для открытия и закрытия вентиля, запорный механизм в виде винтового шпинделя, подвижно скрепленного одной стороной с золотником, а другой - с маховиком, причем золотник выполнен в виде металлического и упругого колец, а металлическое кольцо выполнено с выступом с одной стороны и, с расположенным в выступе, глухим отверстием, а другая сторона этого кольца выполнена с хвостовиком, на котором гайкой и металлической шайбой закреплено упругое кольцо, причем шпиндель пропущен через, встроенные в крышку нажимную резьбовую втулку с уплотнением, и скреплен резьбовым участком с крышкой, а конец шпинделя подвижно скреплен с золотником и расположен в глухом отверстии выступа металлического кольца, согласно полезной модели, в глухом отверстии выступа расположен цилиндрический конец шпинделя, в котором выполнена кольцевая проточка, а золотник скреплен со шпинделем шплинтом, при этом в выступе металлического кольца, на уровне кольцевой проточки, выполнены сквозные параллельные отверстия, пересекающие стенки глухого отверстия с диаметрально противоположных сторон, причем диаметр параллельных отверстий ответен диаметру шплинта, а шплинт расположен в параллельных отверстиях, с загибом концов шплинта, относительно выступа металлического кольца, при этом на участке параллельных отверстий, пересекающем стенки глухого отверстия, шплинт углублен в стенки глухого отверстия на величину, большую радиуса шплинта и расположен с двух сторон в кольцевой проточке шпинделя, с зазором, относительно проточки, допускающим качание оси золотника, относительно оси седла в пределах углов 2-8°.. Кроме того, согласно полезной модели, металлическое и упругое кольца золотника связаны через пружинную шайбу, которая расположена на хвостовике между гайкой и металлической шайбой, а поджимаемое нажимной втулкой уплотнение шпинделя в крышке, выполнено в виде сальникового пакета, состоящего из колец набивки, покрытых графитовой набивкой, при этом суммарная длина набивкой, при этом суммарная длина втулки и сальникового пакета, по отношению к длине отверстия под втулку могут быть выполнены, с обеспечением поджима сальникового пакета при износе, в пределах 6-7 мм.
Технический результат, получаемый при этом, состоит в том, что повышается долговечность вентиля, увеличивается межремонтный ресурс, что выполняется за счет подвижного шплинтового скрепления золотника со шпинделем, обеспечивающего надежную самоустановку золотника относительно седла, и задано конструкцией и оптимальными параметрами узла шпиндель-золотник, а также за счет одновременного повышения надежности крепления упругого и металлического колец, и за счет одновременного использования сальникового пакета, длина и выполнение которого позволяют усилить поджим нажимной втулкой, и повысить герметичность соединения шпинделя с крышкой. Это увеличивает сроки службы вентиля при упрощении устройства, упрощает его обслуживание, и сокращает эксплуатационные расходы.
На фиг.1 приведена конструктивная схема предложенного вентиля.
На фиг.2 приведено сечение по А-А.
Пожарный вентиль содержит корпус 1, который выполнен с входным и выходным штуцерами 2, 3 (расположенными под углом или по одной оси) и со съемной фланцевой крышкой 4. Последняя выполнена с соосно ввинченной в крышку нажимной втулкой бис сальниковым пакетом 6 уплотнения. В корпусе установлен запорный механизм 7, содержащий шпиндель 8 на одном конце которого установлен маховик 9, а другой конец шпинделя 8 подвижно скреплен с золотником 10.
Шпиндель 8 пропущен через нажимную втулку 5 крышки 4, уплотнен сальниковым пакетом 6, и закреплен на резьбе в выступе 11 крышки, позволяющем увеличить ход шпинделя и подачу рабочей среды при открытом вентиле. Выступающий из крышки 4 резьбовой конец шпинделя 8, выполнен с конической фаской 12, переходящей в цилиндрический конец 13 с торцом 14. Золотник 10 выполнен в виде скрепленных металлического 15 и упругого 16 колец, и предназначен для периодических перекрытий перепускного отверстия 17 седла 18 (сформированного в корпусе 1), соответственно для закрытия и открытия вентиля. Металлическое кольцо 15 золотника 10 имеет с одной стороны выступ 19, в котором выполнено, соосное металлическому кольцу, глухое отверстие 20. С другой стороны металлического кольца выполнен соосный хвостовик 21, с резьбовым концом, на котором закреплено упругое кольцо 16. Для скрепления указанных колец использованы пружинная шайба 22, гайка 23 и металлическая шайба 24. Скрепление шпинделя 8 с золотником 10 выполняет шплинт 25 (см. фиг.2). Цилиндрический конец 13 шпинделя 8 расположен в глухом отверстии 20 золотника и выполнен с кольцевой проточкой 26. В выступе 19 металлического кольца на уровне кольцевой проточки 26 выполнены сквозные параллельные отверстия 27, расположенные с диаметрально противоположных сторон глухого отверстия 20. Параллельные участки шплинта 25 пересекают проточку 26 с двух сторон, с зазором «h», относительно дна проточки (см. фиг 2). Длина нажимной втулки 5-L1, длина сальникового пакета 6-L2, длина отверстия в крышке-L3.
Устройство используется следующим образом.
При тушении пожаров поворотом маховика 9 шпиндель 8 поднимается вверх. Золотник скреплен со шпинделем 8 шплинтом 25, который расположен в сквозных параллельных отверстиях 27 выступа 19 золотника, с загибом концов шплинта, относительно выступа 19. На участках параллельных отверстий 27, пересекающих глухое отверстие 20, шплинт углублен в стенки глухого отверстия на величину, большую радиуса шплинта 25 и дополнительно удерживается с двух противоположных сторон в проточке 26. При диаметре шплинта 25, ответном диаметру параллельных отверстий 27, увеличивается площадь контакта шплинта со стенками отверстий 27, что повышает прочность крепления. Это позволяет шпинделю при подъеме подхватить золотник 10, который откроет перепускное отверстие 17 седла 18 и обеспечит подачу рабочей среды к потребителю.
При закрывании вентиля и повороте маховика 9 шпиндель 8 и, скрепленный с ним шплинтом 25 золотник 10, опускаются вниз. Шплинт 25 расположен с двух сторон в кольцевой проточке шпинделя. Экспериментально подобран зазор «h», относительно дна проточки, обеспечивающий качание оси золотника, относительно оси седла в пределах углов 2-8°. Упругое кольцо 16 золотника при этом равномерно расположится и прижмется к плоскости седла, обеспечив надежную самоустановку золотника. Это исключит преждевременный износ упругого кольца, повысит герметичность закрытого вентиля, увеличит межремонтный ресурс и, тем самым, повысит долговечность вентиля.
При износе упругого кольца 16 золотника 10, его замена выполняется простой выемкой шплинта 25 из сквозных отверстий 27 выступа металлического кольца 15. Упругое кольцо золотника легко отсоединить от металлического простым отвинчиванием гайки 23 и снятием металлической и упругой шайб 24, 22. Это сохранит целостность золотника и шпинделя при ремонте, снизит расходы на эксплуатацию вентиля. При этом простота обслуживания позволит выполнить замену деталей даже в полевых условиях.
В устройстве металлическое 15 и упругое 16 кольца золотника связаны между собой пружинной шайбой 22, которая расположена на хвостовике между гайкой 23 и металлической шайбой 24. Это исключит самоотвинчивание гайки и ослабление крепления колец 15, 16 золотника, предотвратит утечки и выход из строя упругого кольца 16, повысит герметичность закрытого вентиля, и дополнительно повысит долговечность и увеличит межремонтный ресурс вентиля.
Уплотнение шпинделя в крышке выполнено в виде сальникового пакета 6, из колец набивки, покрытых графитовой набивкой. При таком выполнении сальникового пакета экспериментально подобраны суммарная длина втулки L1 и указанного сальникового пакета L2, по отношению к длине L3 отверстия в крышке под втулку, позволяющие обеспечить поджим сальникового пакета при износе, в пределах 6-7 мм. Это повысит герметичность соединения шпинделя с крышкой и увеличит сроки службы вентиля.
Все это, вместе взятое, позволяет существенно снизить себестоимость продукции при использовании вентиля в крупносерийном и массовом производстве.
Технико-экономический эффект заявленного устройства состоит в повышении долговечности вентиля и в увеличении межремонтного ресурса, за счет повышения надежности самоустановки золотника, относительно седла, в исключении преждевременного износа упругих колец золотника и сальникового уплотнения шпинделя, а также в одновременном упрощении устройства и упрощении его обслуживания и в сокращении расходов на обслуживание вентиля.