СЕДЛО ЗАПОРНОГО ОРГАНА АРМАТУРЫ ТРУБОПРОВОДНОЙ

Полезная модель относится к трубопроводной арматуре для перекрытия потока жидкости или газа и может быть использована в запорной или регулирующей арматуре для управления потоками рабочей среды в системах их транспортировки.
Известно седло шарового крана, содержащее корпус седла, проходное отверстие и уплотнительную поверхность, в котором уплотнение обеспечивается притертыми металлическими поверхностями сферы и седла, при этом последняя изготавливается из более мягкого металла, чем шар (патент США «3814182 кл. 166-266 от 04.06.74).
Недостатком такой конструкции является низкий ресурс работы седла при эксплуатации в средах с абразивными частицами, низкая упругость седла, высокие контактные напряжения, приводящие к росту момента управления клапаном, большая трудоемкость в изготовлении, а также необходимость замены всего узла - шара и двух седел при повреждении одной из уплотняемых поверхностей (так как они притерты друг к другу).
Прототипом предлагаемой полезной модели является седло шарового крана, содержащее корпус с проходным каналом и уплотнение, выполненное в виде упругого уплотнительного кольца, расположенного в трапецеидальной канавке с опорной поверхностью в основании и боковыми наружной и внутренней замковыми поверхностями, а уплотнительное фторопластовое кольцо выполнено в виде параллелограмма (патент RU №2003906 кл.f 16 К 5/08 1993).
К недостаткам этой конструкции седла следует отнести ограничение по работоспособности в среде с температурой выше 225 °С, склонность к холодному течению под нагрузкой (за счет использования фторопластовых материалов), повышенную интенсивность изнашивания и сложную технологию изготовления.
Технической задачей полезной модели является повышение работоспособности клапана или крана шарового, в которых используется седло предлагаемой конструкции, при высоких перепадах давлений и температур рабочей среды, снижение нагрузки на узел управления арматурой, повышение технологичности изготовления, а также увеличение упругости конструкции седла.
Техническая задача достигается тем, что седло запорного органа трубопроводной арматуры, содержит корпус с проходным каналом и уплотнение, выполненное в виде упругого уплотнительного кольца, расположенного в канавке, причем уплотнительное кольцо выполнено в виде металлического полого кольца с тонкими стенками толщиной 0,2 - 1,0 мм, заполненного упругим высокотемпературным наполнителем, сплющенного по поверхности контакта с запорным органом на ширину 0,1 -0,3 мм и расположенного в канавке любой формы с опорной поверхностью, перпендикулярной нормали приложения усилия для создания герметичности между седлом и запорным органом.
На фиг.1 показано седло запорного органа арматуры трубопроводной в сборе; на фиг.2 изображен корпус седла в разрезе; на фиг.3 показано упругое уплотнительное кольцо в разрезе; на фиг.4 изображено расположение уплотнительного кольца в канавке корпуса седла после формования уплотнительной поверхности пуансоном.
Седло запорного органа состоит из корпуса 1, в котором имеются проходной канал 2 и кольцевая канавка 3, форма сечения которой имеет опорную поверхность 4, перпендикулярную нормали приложения усилия для создания герметичности между седлом и запорным органом, в данном случае перпендикулярную нормали сферы 5. В канавку 3 устанавливают упругое уплотнительное кольцо 6 имеющее тонкую металлическую оболочку, плотно заполненную упругим высокотемпературным наполнителем 7 (например, терморасширенным графитом) и производят предварительное обжатие кольца пуансоном.
Седло работает следующим образом: при подаче рабочей среды в проходной канал 2 контактирующая поверхность запорного органа 5, (шара - в случае использования седла в шаровом кране) прижимается давлением к уплотнительному кольцу б выходного седла шарового крана, передавая усилие по нормали к опорной поверхности 4 канавки 3. Со стороны канавки 3 уплотнение происходит по линии, близкой к точечному контакту, что обеспечивает снижение нагрузки на орган управления арматурой и не требует особой точности изготовления канавки. В случае использования седла в конструкции клапана контактирующая поверхность золотника прижимается к седлу усилием управляющего органа.
Предлагаемая конструкция обеспечивает:
а) работоспособность и высокий ресурс седла запорного органа арматуры трубопроводной при повышенных параметрах рабочей среды за счет контакта «металл по металлу» и высокотемпературного наполнителя кольца;
б) отказ от использования дорогостоящего оборудования высокой точности при изготовлении седла за счет повышения технологичности изготовления седла и канавки;
в) снижение нагрузки на узел управления арматурой за счет малой площади уплотнительной поверхности кольца.
г) надежность герметичности затвора обеспечивается за счет повышения упругости уплотнительного кольца в силу особенности его конструкции, кроме того, дополнительные усилия уплотнения в затворе обеспечиваются за счет давления среды при использовании седла в конструкции шарового крана, так как кольцо уплотнительное устанавливается в канавку корпуса с линией контакта по нормали к оси запорного органа.