Патент на изобретение №2285850

(54) КЛАПАН

(57) Реферат:

Изобретение относится к запорной энергетической арматуре и предназначено для использования при изготовлении конструктивных элементов клапанов котельных установок. Клапан содержит корпус с выполненным в нем седлом и золотник. Корпус и золотник имеют на сопрягаемых рабочих поверхностях износостойкий слой. Корпус клапана и золотник имеют дополнительный уплотнительный слой. Этот уплотнительный слой расположен на поверхности износостойкого слоя. В качестве износостойкого слоя используют оксикарбонитридный слой материала корпуса и золотника. В качестве уплотнительного слоя – оксидный слой. Изобретение направлено на упрощение конструкции, повышение надежности и долговечности клапана в целом. 2 ил.

Изобретение относится к запорной энергетической арматуре, в частности к конструктивным элементам клапанов котельных установок.

Известен клапан, содержащий корпус с выполненным в нем седлом и золотник, причем седло выполнено в виде набора втулок, установленных на упругий элемент (см. описание к а.с. СССР №430263, кл. F 16 K 25/00, заявленное 21.06.71, опубликованное 30.05.74).

Заявляемое и известное решения имеют следующие общие существенные признаки: корпус, седло корпуса и золотник.

Выполнение седла клапана в виде набора втулок усложняет конструкцию устройства, а наличие упругого элемента, на который установлены втулки, снижает надежность работы клапана и его долговечность.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому техническому решению (прототипом) является клапан, содержащий корпус с выполненным в нем седлом и золотник, имеющие на сопрягаемых рабочих поверхностях износостойкий слой, причем износостойкий слой на сопрягаемые рабочие поверхности наплавлен и механически обработан (см. Отраслевой каталог НИИЭИНФОРМЭНЕРГОМАШ «Арматура энергетическая для ТЭС и АЭС» М., 1981, с.27-28).

Существенные признаки: корпус, седло корпуса, золотник, наличие на сопрягаемых рабочих поверхностях седла и золотника износостойкого слоя являются общими существенными признаками с заявляемым техническим решением.

Наличие наплавленного износостойкого слоя на сопрягаемых рабочих поверхностях седла и золотника значительно усложняет конструкцию клапана, а выполнение износостойкого слоя наплавкой с последующей механический обработкой поверхности наплавленного слоя являются трудоемким и дорогостоящим процессом. Кроме того, механическая обработка поверхности наплавленного слоя вызывает появление микротрещин и выкрашивание слоя в процессе эксплуатации клапана, что снижает надежность и долговечность изделия.

Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, состоит в том, чтобы значительно упростить конструкцию, повысить долговечность изделия и снизить трудоемкость его изготовления.

Поставленная задача решается тем, что в клапане, содержащем корпус с выполненным в нем седлом и золотник, имеющие на сопрягаемых рабочих поверхностях износостойкий слой, согласно изобретению корпус клапана и золотник имеют дополнительный уплотнительный слой, расположенный на поверхности износостойкого слоя, в качестве износостойкого слоя они содержат оксикарбонитридный слой материала корпуса и золотника, в качестве уплотнительного слоя оксидный слой.

Существенные признаки: использование в качестве износостойкого слоя оксикарбонитридного слоя материала корпуса и золотника, наличие дополнительного уплотнительного слоя и использование в качестве уплотнительного слоя оксидного слоя отличают заявляемое изобретение от его ближайшего аналога.

На фиг.1 изображен общий вид клапана;

на фиг.2 – вырыв А на фиг.1.

Клапан содержит корпус 1 с выполненным в нем седлом 2 и золотник 3. Корпус 1 клапана и золотник 3 имеют износостойкий 4 слой и уплотнительный 5 слой, расположенный на поверхности износостойкого 4 слоя. В качестве износостойкого 4 слоя клапан содержит оксикарбонитридный слой материала корпуса 1 и золотника 3, а в качестве уплотнительного 5 слоя оксидный слой.

Клапан изготавливают следующим образом.

Корпус 1 и золотник 3, прошедшие полный цикл механической обработки погружают в соляную ванну с температурой 350-450°С. Затем изделия помещают в ванну оксикарбонитрации и выдерживают их при температуре 500-600°С. В расплаве активной соли идет процесс оксикарбонитрации, при этом на всей поверхности корпуса 1 и золотника 3 создается износостойкий слой, твердость которого многократно выше твердости материала корпуса и золотника. Далее изделия поэтапно охлаждают в растворах солей. На этом этапе технологического процесса на поверхность износостойкого 4 оксикарбонитридного слоя наносят менее твердый уплотнительный 5 оксидный слой. Изделия промывают водой для удаления с их поверхности остатков солей. На последнем этапе изготовления клапана сопрягаемые поверхности седла 2 корпуса 1 и золотника 3 притирают.

Наличие на поверхности износостойкого 4 оксикарбонитридного слоя менее твердого уплотнительного 5 оксидного слоя позволяет создать плотное и надежное прилегание сопрягаемых рабочих поверхностей седла 2 корпуса 1 и золотника 3. Размещение более твердого оксикарбонитридного слоя на поверхности менее твердого материала корпуса 1 и золотника 3 при работе клапана позволяет создать упругодеформируемое сопряжение рабочих поверхностей, что также способствует их плотному прилеганию. Кроме того, наличие оксикарбонитридного слоя на всей поверхности корпуса 1 и золотника 3 позволяет защитить изделия от коррозии.

Клапан работает следующим образом.

Предварительно контактирующие рабочие поверхности седла 2 и золотника 3 притирают. Наличие более мягкого уплотнительного 5 оксидного слоя позволяет создать плотное и надежное соединение сопрягаемых поверхностей.

В процессе эксплуатации, при закрытии клапана, золотник 3 ложится на седло 2 и перекрывает проходное отверстие корпуса 1. Так как, износостойкий 4 оксикарбонитридный слой имеет высокую твердость, а твердость материала корпуса 1 и золотника 3 значительно ниже, то при работе клапана обеспечивается упругая деформация сопрягаемых поверхностей и плотное их прилегание.

Наличие в качестве износостойкого слоя оксикарбонитридного слоя материала корпуса и золотника, а в качестве уплотнительного – оксидного слоя позволяет значительно упростить конструкцию, а также повысить надежность и долговечность изделия в целом.

Формула изобретения

Клапан, содержащий корпус с выполненным в нем седлом и золотник, имеющие на сопрягаемых рабочих поверхностях износостойкий слой, отличающийся тем, что корпус клапана и золотник имеют дополнительный уплотнительный слой, расположенный на поверхности износостойкого слоя, в качестве износостойкого слоя они содержат оксикарбонитридный слой материала корпуса и золотника, в качестве уплотнительного слоя – оксидный слой.

РИСУНКИ