Патент на изобретение №2151339
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) ВЕНТИЛЬ
(57) Реферат: Вентиль предназначен для регулирования расхода сжатых газов преимущественно в приборах и устройствах для отбора на анализ проб газов с давлением до 40 МПа. Вентиль содержит корпус, седло, установленное с возможностью регулирования его положения относительно оси корпуса, и уплотнительные элементы. Расположенный в корпусе и взаимодействующий с седлом запорно-регулирующий орган, который выполнен с конической запорной поверхностью и ступенью меньшего диаметра, которая размещена с радиальным зазором в подводящем канале седла. На конце ступени меньшего диаметра выполнена наклонная к оси поверхность. В подводящем канале седла выполнена канавка, в которой размещено уплотнительное кольцо. А в ступени меньшего диаметра запорно-регулирующего органа выполнен дросселирующий канал, входное отверстие которого расположено перед уплотнительным кольцом по ходу газа, а выходное отверстие за ним. Изобретение позволяет обеспечить более плавное регулирование расхода газа в начале открытия. 2 ил. Изобретение может быть использовано в пневмоарматуре для регулирования расхода сжатых газов. Преимущественная область использования – приборы и устройства для отбора на анализ проб газов с давлением до 40 МПа. Известен запорно-регулирующий вентиль, предназначенный для регулирования расхода сжатых газов с давлением до 40 МПа в приборных устройствах, содержащий корпус, седло, расположенный в корпусе и взаимодействующий с седлом запорно-регулирующий орган с конической запорной поверхностью и уплотнительные элементы (см. стр. 25 и 26, рис. 2.10a в кн.: Байбаков Ф.Б., Шарапов В.М. Контроль примесей в сжатых газах. – М.: Химия, 1989 – 160 с.). Недостатком данного вентиля является недостаточная плавность регулирования расхода газа в начале открытия при рабочих давлениях 35 – 50 МПа, поскольку образующийся кольцевой зазор резко увеличивает площадь проходного сечения. Известен вентиль по а.с. N 1566152, СССР, кл. F 16 K 1/42, 1990, содержащий корпус и седло, установленное с возможностью регулирования его положения относительно оси корпуса, расположенный в корпусе и взаимодействующий с седлом запорно-регулирующий орган игольчатого типа с конической запорной поверхностью и уплотнительные элементы. Недостатком данного вентиля также является недостаточная плавность регулирования газа в момент открытия при рабочих давлениях 35 – 40 МПа, поскольку образующийся кольцевой зазор резко увеличивает площадь проходного сечения. Известен вентиль по патенту Российской Федерации N 2097641, кл. F 16 K 47/04, 1997, содержащий корпус и седло, установленное с возможностью регулирования его положения относительно оси корпуса, расположенный в корпусе и взаимодействующий с седлом запорно-регулирующий орган с конической запорной поверхностью, уплотнительные элементы. На запорно-регулирующем органе выполнена ступень меньшего диаметра, размещенная с радиальным зазором в подводящем канале седла, причем на конце ступени выполнена наклонная к оси поверхность, а между ней и конической запорной поверхностью выполнены кольцевые канавки, имеющие в сечении треугольную форму. Это техническое решение в известной степени позволяет уменьшить присущий вышеуказанным аналогам недостаток и повысить плавность регулирования расхода газа в начале открытия вентиля, однако устранить его полностью невозможно из-за наличия кольцевого зазора. Задачей данного изобретения является повышение плавности регулирования расхода газа в начале открытия. Требуемый технический результат достигается тем, что в вентиле, содержащем корпус и седло, установленное с возможностью регулирования его положения относительно оси корпуса, расположенный в корпусе и взаимодействующий с седлом запорно-регулирующий орган с конической запорной поверхностью и ступенью меньшего диаметра, размещенной с радиальным зазором в подводящем канале седла, на конце которой выполнена наклонная к оси поверхность, и уплотнительные элементы, в подводящем канале седла выполнена канавка, в которой размещено уплотнительное кольцо, а в ступени меньшего диаметра запорно-регулирующего органа выполнен дросселирующий канал, входное отверстие которого расположено перед уплотнительным кольцом по ходу газа, а выходное отверстие – за ним. Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид вентиля. На фиг. 2 изображен запорно-регулирующий орган в увеличенном масштабе. Вентиль содержит корпус 1 и прикрепленное к нему болтами 2 с возможностью регулирования его положения относительно оси корпуса седло 3, на которых выполнены штуцеры для входа 4 и выхода 5 газа. Внутри корпуса расположен запорно-регулирующий орган 6 с конической запорной частью 7, его ступень меньшего диаметра 8 размещена с радиальным зазором в подводящем канале 9 седла 3. В подводящем канале седла выполнена канавка 10, в которой размещено уплотнительное кольцо 11. На конце ступени выполнена коническая поверхность 12, а внутри ступени выполнен дросселирующий канал малого проходного сечения 13, причем входное отверстие 14 канала расположено перед уплотнительным кольцом 11 по ходу газа, а выходное отверстие 15 – за ним. С другой стороны имеется канавка со шпонкой 16 и резьбовая часть 17. Шпонка 16 предназначена для предотвращения поворота запорно-регулирующего органа 6 относительно седла 7 и установлена с возможностью продольного перемещения в направляющем шлице 18, выполненном в корпусе 1. Поворотный маховик 19 с помощью шпонки 20 и винта 21 закреплен на оси 22, которая через резьбу винтового механизма взаимодействует с запорно-регулирующим органом 6. Ось 22 установлена на корпусе со свободой вращения с использованием втулки 23 и болтов 24. Герметизация внутренней полости вентиля обеспечивается уплотнительными кольцами 25 – 27 и поджимающей резьбовой втулкой 28. Работа устройства осуществляется следующим образом. Исходное положение – вентиль закрыт, к штуцеру 4 подведен газ высокого давления. При повороте маховика 19 ось 22 через резьбу винтового механизма взаимодействует с запорно-регулирующим органом 6, перемещая его от седла 3. При этом образуется зазор между конической запорной поверхностью 7 и седлом 3. На величину расхода газа в начальный момент открытия помимо величины сечения кольцевого зазора между конусом 7 и седлом 3 в значительной степени влияет торможение газового потока в зазоре между цилиндрической поверхностью ступени меньшего диаметра 8 и седлом 3 в подводящем канале 9. Наличие уплотнительного кольца 11 и канала малого проходного сечения 13 приводит к дросселированию поступающего через штуцер входа 4 и входное отверстие 14 канала 13 газа, что в сочетании с местным сопротивлением в зазоре подводящего канала 9 позволяет снизить давление газа в зазоре между конической запорной поверхностью 7 и седлом 3, при этом площадь сечения дросселирующего канала значительно меньше площади кольцевого зазора. Благодаря этому достигается повышение плавности регулирования расхода газа в начале открытия. Дальнейшее увеличение расхода газа происходит в процессе осевого перемещения запорно-регулирующего органа при увеличении зазора между конусом 7 и седлом 3 и по мере выхода ступени малого диаметра 8 из подводящего канала 9 – сначала за счет уменьшения местных сопротивлений в кольцевом зазоре при работе дросселирующего канала, а затем при выходе конуса 8 из уплотнительного кольца 11 и полном открытии кольцевого зазора. В заключительной стадии регулирование расхода газа осуществляется за счет изменения проходного сечения между седлом 3 и конической поверхностью 12 ступени малого диаметра запорно-регулирующего органа 6. Уменьшение расхода газа и закрытие вентиля осуществляется обратным движением запорно-регулирующего органа 6 посредством поворота маховика 19 в другую сторону. Предложенное техническое решение – введение в подводящий канал седла канавки с уплотнительным кольцом и дросселирующего канала в ступени малого диаметра запорно-регулирующего органа позволяет принципиальным образом повысить плавность регулирования расхода газа в начале открытия вентиля. При этом обеспечивается широкий диапазон регулирования, т.к. рабочее сечение газового тракта вентиля открывается полностью. Формула изобретения
РИСУНКИ
|
||||||||||||||||||||||||||
