RU2062931C1 - Уплотнительный узел высокого давления - Google Patents
Уплотнительный узел высокого давления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2062931C1 RU2062931C1 RU94017291A RU94017291A RU2062931C1 RU 2062931 C1 RU2062931 C1 RU 2062931C1 RU 94017291 A RU94017291 A RU 94017291A RU 94017291 A RU94017291 A RU 94017291A RU 2062931 C1 RU2062931 C1 RU 2062931C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sealing
- seal
- washer
- conical
- contact
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Lift Valve (AREA)
- Details Of Valves (AREA)
Abstract
Использование: в области арматуростроения для гидро- и пневмоклапанов и вентилей, предназначенных для работы при высоких давлениях. Сущность изобретения: уплотнительный узел высокого давления содержит конический запорный орган и седло с опорной поверхностью, кольцевым эластичным элементом с конической уплотнительной поверхностью и упругую шайбу с коническим отверстием. Шайба размещена на эластичном элементе с возможностью его деформации и образования ими общей уплотнительной поверхности при контакте с запорным органом. 3 ил.
Description
Изобретение относится к области арматуростроения и может быть использовано в качестве запорного органа гидро- и пневмоклапанов и вентилей, предназначенных для работы при высоких и сверхвысоких давлениях.
Известен уплотнительный узел, содержащий уплотнитель и подвижную предохранительную перегородку, в котором подвижная предохранительная перегородка входит в контакт с уплотнительной поверхностью прежде, чем этой поверхности коснется уплотнитель, этим достигается устранение щели, наличие которой приводит к преждевременному износу уплотнителя при больших перепадах давления /1/.
Данный уплотнительный узел имеет большие габариты, поскольку в центральной части узла находится монтажная бобышка, затем по кольцу располагается уплотнитель и затем, так же по кольцу, подвижная перегородка. Расположение кольцевых зон в поперечном направлении по отношению к потоку влечет развитие габаритов и узла, вследствие чего, в свою очередь, возрастают усилия на приводе, что увеличивает габариты арматуры. Кроме того, наличие большого количества входящих в узел деталей усложняет конструкцию и уменьшает надежность его работы.
Известен уплотнительный узел вентилей и клапанов, содержащий уплотнительный элемент, установленный в кольцевой полости, образуемой телом запорного органа и упругим оболочечными элементами, и выполненный из материала, способного к упругой или пластической деформации /2/. Однако известный уплотнительный узел влечет за собой большие габариты арматуры. В работе же с высокими и сверхвысокими давлениями развитие габаритов запорного органа весьма существенно влияет на габаритные, весовые и мощностные характеристики арматуры.
Кроме того, наличие развитой деформируемой поверхности затвора уменьшает жесткость уплотнительного узла, что влечет за собой уменьшение ресурса и надежности работы затвора, возможность возникновения пульсации потока из-за автоколебаний запорного органа.
Наиболее близким к заявляемому решению является уплотнительный узел вентилей и клапанов, содержащий уплотнительный U элемент, закрепленный на корпусе вентиля и выполненный из материала, способного к упругой или пластической деформации /3/. Кроме того, элемент дублирован уплотнительной шайбой, деформируемой в процессе уплотнения,
Однако известный уплотнительный узел может найти лишь ограниченное применение. Это обусловлено, во-первых, сравнительно большими габаритами запорного органа, т.к. он включает в себя несколько деталей, собираемых в узел, и поэтому уже увеличенных габаритов; во-вторых, потому что конструкция уплотнительного элемента не предусматривает самоуплотнения, и в-третьих, в случае разгерметизации основного уплотнения дублирующее не будет выдерживать высокого давления и следовательно, необходим очень мощный привод для деформации толстостенных деталей; в четвертых, если это уплотнение и не разовое, то, во всяком случае, в нем происходит существенный износ уплотнительных поверхностей ввиду больших перемещений их относительно друг друга под рабочими контактными нагрузками.
Однако известный уплотнительный узел может найти лишь ограниченное применение. Это обусловлено, во-первых, сравнительно большими габаритами запорного органа, т.к. он включает в себя несколько деталей, собираемых в узел, и поэтому уже увеличенных габаритов; во-вторых, потому что конструкция уплотнительного элемента не предусматривает самоуплотнения, и в-третьих, в случае разгерметизации основного уплотнения дублирующее не будет выдерживать высокого давления и следовательно, необходим очень мощный привод для деформации толстостенных деталей; в четвертых, если это уплотнение и не разовое, то, во всяком случае, в нем происходит существенный износ уплотнительных поверхностей ввиду больших перемещений их относительно друг друга под рабочими контактными нагрузками.
Задачей настоящего изобретения является упрощение конструкции узла, уменьшение его геометрических размеров и увеличение ресурса работы уплотнения. Ввиду массивности дублирующего уплотнения требуется мощный привод на запорный орган.
Технический результат достигается тем, что в известном уплотнительном узле, содержащим конический запорный орган, а так же седло с опорной поверхностью и кольцевым эластичным элементом, установленным с возможностью взаимодействия уплотнительной поверхности с запорным органом, седло снабжено упругой шайбой с коническим отверстием, уплотнительная поверхность эластичного элемента выполнена конической, а шайба размещена на эластичном элементе с возможностью их деформации и образования ими общей уплотнительной поверхности при контакте с запорным органом.
К отличительной особенности изобретения относится также то, что в случае применения эластичного уплотнителя, обладающего упругими свойствами, уплотнительная кромка уплотнителя в открытом состоянии не совпадает с уплотнительной кромкой упругого оболочечного элемента. Это обусловлено тем, что контакт уплотнителя с ответной поверхностью происходит в предварительно напряженном состоянии уплотнителя, вследствие чего износ уплотнителя, в т.ч. и эрозионный, характерный для высоких давлений, будет минимальным.
В предложенной конструкции уплотнительного узла отсутствуют места трения и износа входящих в узел деталей, а значит, возможно применение для работы с особо чистыми веществами /средами/.
Имеется также принципиальная разница между предложенным решением и прототипом,которая заключается в том, что разместив крепление уплотнителя не на штоке, а на корпусе, и учитывая простоту контактных поверхностей входящих деталей /отверстия с незначительной конусностью, или даже без нее/, данная конструкция делает прорыв в решении задачи создания надежных уплотнений на высокие давления с минимальными проходными отверстиями /порядка десятых долей миллиметра/ необходимыми, например, для дроссельных или регулирующих вентилей.
При работе с высокими или сверхвысокими давлениями в прототипе не решена проблема бесконтактного разъема уплотнения, т.е. когда в начале цикла при закрывании или в конце цикла при открывании контакт с уплотнителем отсутствует. Это важно для ресурса работы уплотнителя, поскольку начало контакта или разъем при контакте с уплотнителем, находящимся в ненапряженном состоянии, влечет за собой его эрозионный износ, учитывая большие перепады давления на уплотнении в момент разъема.
Малорасходный режим уменьшает эти перепады.
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены:
на фиг.1 разрез уплотнительного узла в закрытом состоянии;
на фиг.2 разрез уплотнительного узла в открытом состоянии.
на фиг.1 разрез уплотнительного узла в закрытом состоянии;
на фиг.2 разрез уплотнительного узла в открытом состоянии.
Уплотнительный узел состоит из подвижного штока 1, снабженного уплотнительной поверхностью 2, В контакт с конусной поверхностью 2 входят пружинная шайба 3 из пружинного материала, уплотнитель 4 и упорный конус 5, выполненный в корпусе 6. Уплотнитель 4 размещен в кольцевой канавке 7. Уплотнитель 4 и шайба 3 зажимаются в корпусе 6 кольцом 8, обеспечивающим фиксацию шайбы 3 и уплотнителя 4.
В открытом состоянии между штоком 1 и шайбой 3 обеспечивается кольцевая щель с зазором S, с уплотнителем щель с зазором S1, а с упорным конусом 5 зазор S2, причем обеспечивается условие: S<S2<S1 /см. фиг.2/. Угол α конуса 2 штока и угол a1 конусного отверстия 9 шайбы 3 не совпадает, причем α<α1 /см. фиг.2/.
Уплотнительный узел работает следующим образом. В открытом состоянии газ или жидкость беспрепятственно проходит по кольцевой щели.
При движении же штока 1 вниз к шайбе 4 щель между конусной поверхностью 2 штока и отверстием шайбы 3 уменьшается. Дроссельная щель уменьшается до тех пор, пока не произойдет контакта между конусной поверхностью 2 штока и шайбы. Затем, при дальнейшем движении штока 1 начинается процесс деформации уплотнителя 4.
Осевая нагрузка на уплотнитель передается в радиальном направлении и он, деформируясь, создает при малорасходном режиме полностью герметичное уплотнение. При дальнейшем движении штока 1 конусная поверхность 2 упирается в упорный конус 5, чем предотвращается излишняя нагрузка на материал уплотнителя и его преждевременный износ.
Открытие проходного сечения происходит в обратном порядке. В первоначальный момент открывается кольцевая щель между конусной поверхностью 2 штока и упорным конусом 5. В это время еще сохраняется контакт между конусной поверхностью 2 и уплотнителем 4 и шайбой 3. При дальнейшем движении штока 1 на открытие происходит уменьшение контактных усилий за счет упругих свойств уплотнителя 4, уменьшается площадь контакта и, наконец, происходит отрыв уплотнителя от конусной поверхности в малорасходном режиме, поскольку еще сохранен контакт между пружинящей шайбой 3 и конусной поверхностностью 2 штока 1. В последней стадии открытия происходит отрыв шайбы 3 от конусной поверхности 2 штока 1, и расход через увеличивающуюся щель возрастает до максимума.
Техническое преимущество заявляемого уплотнительного узла по сравнению с прототипом заключается в уменьшении усилия, потребного для герметизации и вследствие этого увеличении ресурса работы уплотнения при высоких давлениях.
Применение такого уплотнительного узла позволит уменьшить габариты запорной арматуры и повысить культуру производства.
Claims (1)
- Уплотнительный узел высокого давления, содержащий конический запорный орган и седло с опорной поверхностью и кольцевым эластичным элементом, установленным с возможностью взаимодействия его уплотнительной поверхности с запорным органом, отличающийся тем, что седло снабжено упругой шайбой с коническим отверстием, уплотнительная поверхность эластичного элемента выполнена конической, а шайба размещена на эластичном элементе с возможностью его деформации и образования ими общей уплотнительной поверхности при контакте с запорным органом.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94017291A RU2062931C1 (ru) | 1994-05-10 | 1994-05-10 | Уплотнительный узел высокого давления |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94017291A RU2062931C1 (ru) | 1994-05-10 | 1994-05-10 | Уплотнительный узел высокого давления |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU94017291A RU94017291A (ru) | 1996-01-20 |
RU2062931C1 true RU2062931C1 (ru) | 1996-06-27 |
Family
ID=20155781
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU94017291A RU2062931C1 (ru) | 1994-05-10 | 1994-05-10 | Уплотнительный узел высокого давления |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2062931C1 (ru) |
-
1994
- 1994-05-10 RU RU94017291A patent/RU2062931C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Патент США <186>4688757, кл. F 16 K 1/44, 1987, Авторское свидетельство CCCР <186>1086276, кл. F 16 К 1/38, 1982. Патент Швейцарии №584856, кл. F 16 K 1/38, 1977. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3894718A (en) | Ball valve | |
US4688757A (en) | Soft seat Y pattern globe valve | |
US6029691A (en) | In-line control valves | |
US3598145A (en) | Check valve | |
US4568058A (en) | Dual stage hydraulic actuator for expanding gate valve | |
US3642248A (en) | Sealing mechanism | |
US4552335A (en) | Ball valve | |
US6957816B2 (en) | Loop seal for knife gate valve | |
US4527630A (en) | Hydraulic actuating means for subsurface safety valve | |
US3335999A (en) | Valve | |
WO2003093705A1 (en) | Ball valve assembly | |
EP0180382A2 (en) | Surge suppressing check valve | |
US5322261A (en) | Arrangement in closing valves | |
US4795132A (en) | Seals | |
US4911407A (en) | Valve seat structure and assembly | |
WO1995033943A2 (en) | Valve assembly having improved valve seat | |
US3067977A (en) | Ball valve | |
EP0161056A2 (en) | Ball valve | |
US4893781A (en) | Stem packing assembly for frequent cycling valve | |
RU2062931C1 (ru) | Уплотнительный узел высокого давления | |
EP3284987B1 (en) | Flexible stem bellow assembly | |
US5284319A (en) | Eccentrically rotatable sleeve valve | |
US4659061A (en) | Seal ring shutoff stem tip | |
US4202526A (en) | Valve | |
CN212028593U (zh) | 海底用化学药剂注入阀 |