Патент на изобретение №2170870

(54) ВЕНТИЛЬНАЯ ГОЛОВКА

(57) Реферат:

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и предназначено для использования в качестве устройств для включения и выключения потоков жидкости. Вентильная головка содержит корпус, в стенке которого выполнено, по меньшей мере, одно окно для прохода рабочей среды, расположенный в полости по оси корпуса с возможностью ограниченного поворота шток. Шток выполнен из двух частей. Первая часть штока оперта на корпус и связана с одной стороны с маховиком. Вторая часть штока связана с керамическим элементом затвора. Последний прижат к ответному керамическому элементу, закрепленному на корпусе. Первая часть штока выполнена из пластмассы и связана с корпусом через уплотнение. Вторая часть штока выполнена из цветного металла. Упомянутое уплотнение выполнено многоступенчатым. Изобретение позволяет уменьшить металлоемкость, повысить качество уплотнения подвижных частей вентильной головки и стабильность ее работы. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относиться к области трубопроводной арматуры, а именно к вентильным головкам, которые предназначены для использования в качестве устройств для включения и выключения потоков жидкости.

Из уровня техники известны технические решения, близкие по совокупности общих существенных признаков и достигаемому результату с рассматриваемым техническим решением:
– патент ФРГ N 19641545, МПК F 16 К 3/08, опубл. 1998, в котором описано устройство вентиля, шток которого состоит из двух частей, вторая из которых связана с керамическим элементом и выполнена неметаллической. Аналогичное решение запатентовано в Германии под номером 19525690, F 16 К 3/08, опубл. 16.01.97.

– заявка Франции N 2645236, МПК F 16 К 3/08, опубл. 1991, в которой описана конструкция резьбового элемента – штока, выполненного из двух частей;
– патент РФ N 2153615, МПК F 16 К 3/08, опубл. 27.07.2000. В патенте описана конструкция вентиля, содержащего корпус с осевым отверстием, с отверстиями для прохода рабочей среды, расположенный по оси корпуса шток и уплотнение между корпусом и штоком.

– заявка Германии N 3207895, МПК F 16 К 3/08, опубл. 15.09.1983. Изобретение по заявке Германии N 3207895 принято в качестве ближайшего аналога.

Вентильная головка по заявке Германии N 3207895 содержит корпус, в стенке которого выполнено, по меньшей мере, одно окно для прохода рабочей среды, расположенный в полости по оси корпуса с возможностью ограниченного поворота шток, выполненный из двух частей, первая из которых оперта на корпус и связана с одной стороны с маховиком, а вторая часть – с керамическим элементом затвора, прижатого к ответному керамическому элементу, закрепленному на корпусе.

Известная конструкция вентиля обладает относительно невысокими эксплуатационными и техническими свойствами – это повышенная металлоемкость, сложность в изготовлении, недостаточная надежность, обусловленные относительно низким сроком работы уплотнения, сложной формой штока, выполнением всех рабочих деталей из цветных металлов.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является улучшение эксплуатационных и технических показателей, а именно уменьшение металлоемкости, повышение качества уплотнения подвижных частей вентиля и стабильности его работы. Технический результат заключается в уменьшении сил трения между резиновым уплотнением и частью штока, выполненной из пластмассы. Это объясняется тем, что силы трения между резиной и металлом по прототипу превышают силы трения резины по пластмассе, а это в свою очередь приводит к тому, что уплотнение в процессе работы вентиля как бы “фиксируется” относительно корпуса.

Для получения этого эффекта шток выполнен из двух частей – пластмассовой и металлической. Для достижения указанного выше технического результата при решении поставленной задачи в вентиле, содержащем корпус, в стенке которого выполнено, по меньшей мере, одно окно для прохода рабочей среды, расположенный в полости по оси корпуса с возможностью ограниченного поворота шток, выполненный из двух частей, первая из которых оперта на корпус и связана с одной стороны с маховиком, а вторая часть – с керамическим элементом затвора, прижатого к ответному керамическому элементу, закрепленному на корпусе, первая часть штока выполнена из пластмассы и связана с корпусом через уплотнение, а вторая часть штока выполнена из цветного металла, при этом упомянутое уплотнение выполнено многоступенчатым.

Кроме этого, рабочая часть первой ступени многоступенчатого уплотнения охватывает первую часть штока, а рабочая часть второй ступени плотно прилегает к внутренней поверхности корпуса, при этом суммарная длина рабочих частей первой и второй ступеней больше длины уплотнения.

Кроме этого, вторая часть штока может быть выполнена из латуни.

Указанные признаки являются существенными и взаимосвязанными между собой причинно-следственной связью с образованием совокупности существенных признаков, достаточных для достижения технического результата.

На фиг. 1 изображен продольный разрез вентиля.

На фиг. 2 – продольный разрез уплотнения вентиля.

Настоящее изобретение поясняется конкретным примером выполнения вентильной головки, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения данной совокупностью признаков заданного технического результата.

В соответствии с настоящим изобретением вентильная головка содержит корпус 1, внутри которого вдоль оси расположен шток, выполненный в виде связанных между собой частей 2 и 3. При этом первая часть 2 выполнена из пластмассы, а вторая часть 3 – из цветного металла, преимущественно из латуни. В верхней части корпуса 1 расположен переходник 4, связанный с первой частью 2 штока с возможностью передачи вращения от установленного на нем маховика 5. На корпусе 1 с внешней стороны установлена контргайка 6 для обеспечения уплотнения и фиксации вентильной головки на корпусной детали крана. Вторая часть 3 штока оперта на корпус 1 посредством уплотнения 8 и связана с одним из керамических элементов 9 затвора, другой элемент 10 которого закреплен на корпусе 1. Элементы 9 и 10 выполнены с проходными отверстиями для прохода рабочей среды. При повороте маховика 5 в положение затвора “открыто” элемент 9 совершает скользящее движение по поверхности элемента 10, вращаясь вокруг своих центров, до совмещения проходных отверстий.

В стенке корпуса 1 выполнены окна 7 для прохода рабочей среды в положении керамического затвора “открыто”. Связь второй части 3 штока с элементом 8, а также переходника 4 со штоком, корпусом 1 и маховиком 5 выполнена известным образом.

Уплотнение 8 выполнено многоступенчатым, первая ступень 11 которого охватывает первую часть 2 штока, а вторая часть 12 плотно прилегает к внутренней поверхности корпуса 1, при этом суммарная длина рабочих частей – (l₁+l₂) первой 11 и второй 12 ступеней уплотнения 8 больше длины L уплотнения. Такая конструкция уплотнения при выполнении штока составным из двух частей 2 и 3 обеспечила создание благоприятных условий для работы уплотнения 8, выполненного ступенчатой формы. Это обусловлено тем, что силы трения в зоне контактирования поверхностей первой 11 и второй 12 ступеней соответственно с первой частью 2 штока и корпусом 1 ввиду различных пар трения, а именно резина-пластмасса и резина-металл, различны. Трение в паре резина-пластмасса меньше, чем трение в паре резина-металл, а следовательно, уплотнение 8 как бы фиксируется на корпусе 1, обеспечивая при поворотах штока благоприятные условия работы уплотнения 8. В одном из вариантов длина рабочей части l₁ первой ступени уплотнения 8 выполнена больше длины рабочей части l₂ его второй ступени 12, повышая тем самым степень уплотнения в наиболее критической зоне вентильной головки.

Вентильная головка сантехнической арматуры работает следующим образом.

При вращении маховика 5 поворачивается переходник 4 совместно со штоком на определенный угол поворота, при этом элемент 9 поворачивается относительно элемента 10, закрепленного на корпусе 1, до совмещения проходных отверстий для прохода рабочей среды через кран. Прекращение движения рабочей среды осуществляется поворотом маховика в обратную сторону, в положение “закрыто”.

Настоящее изобретение соответствует условию патентоспособности “промышленная применимость”, поскольку его реализация возможна при использовании существующих средств производства с применением известных технологий. Применение изобретения позволяет улучшить эксплуатационные и технические показатели, а именно уменьшить металлоемкость, повысить качество уплотнения подвижных частей вентиля и стабильность его работы, а также существенно снизить трудоемкость сборки и облегчить процесс его ремонта, в частности замены уплотнения.

Формула изобретения

1. Вентильная головка, содержащая корпус, в стенке которого выполнено, по меньшей мере, одно окно для прохода рабочей среды, расположенный в полости по оси корпуса с возможностью ограниченного поворота шток, выполненный из двух частей, первая из которых оперта на корпус и связана с одной стороны с маховиком, а вторая часть – с керамическим элементом затвора, прижатого к ответному керамическому элементу, закрепленному на корпусе, отличающаяся тем, что первая часть штока выполнена из пластмассы и связана с корпусом через уплотнение, а вторая часть штока выполнена из цветного металла, при этом упомянутое уплотнение выполнено многоступенчатым.

2. Вентильная головка по п.1, отличающаяся тем, что рабочая часть первой ступени многоступенчатого уплотнения охватывает первую часть штока, а рабочая часть второй ступени плотно прилегает к внутренней поверхности корпуса, при этом суммарная длина рабочих частей первой и второй ступеней больше длины уплотнения.

3. Вентильная головка по п.1, отличающаяся тем, что вторая часть штока выполнена из латуни.

РИСУНКИ

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 19.10.2002

Номер и год публикации бюллетеня: 14-2004

Извещение опубликовано: 20.05.2004