Результат интеллектуальной деятельности: ВОДОРАЗБОРНАЯ КОЛОНКА С НАЖИМНЫМ КЛАПАНОМ

Изобретение относится к устройствам водоснабжения, а более конкретно к устройствам для перекрытия изливной трубы водозаборной колонки.

Известно уплотнение для штока клапана [1], в котором клапан содержит корпус с проходным отверстием, с размещенным в нем штоком с запорным элементом, пропускающим или предотвращающим поток через выходное отверстие.

Известен запорный вентиль [2], содержащий корпус со сквозным каналом, который можно перекрыть запорным элементом в виде золотникового поршня. Для наружного уплотнения предусмотрены уплотняющие кольца, укрепленные со стороны корпуса и находящиеся в герметичном контакте как с отверстием корпуса, так и с запорным элементом.

Недостатком указанных устройств является то, что уплотнительные кольца подвергается нажимным нагрузкам в одним направлении – вдоль движения штока, что приводит к разрушению структуры материала кольца и, как следствие, возникновению протечек , что уменьшает надежность устройства.

Известен также вентиль [3], содержащий корпус с проходным отверстием, крышку с уплотнением, закрепленную с помощью резьбового соединения в верхней части корпуса, шпиндель, размещенный на резьбе в цилиндрическом отверстии крышки с возможностью перемещения в осевом направлении, запорный орган, выполненный в виде золотника, закрепленного на конце шпинделя и перекрывающего проходное отверстие в корпусе, и два уплотнительных кольца, первое из которых установлено в пазу золотника над выступом, выполненным над проходным отверстием корпуса, а второе уплотнительное кольцо расположено в кольцевой проточке между шпинделем и крышкой. В нем для установки уплотняющих колец необходимы дополнительные средства, что усложняет конструкцию вентиля, снижает надежность уплотнения.

Наиболее близким к предложенному устройству (прототипом) является вентиль по патенту РФ на изобретение [4] который содержит корпус с проходным отверстием в котором крышка с уплотнением закреплена с помощью резьбового соединения в верхней части корпуса. Шпиндель размещен на резьбе в цилиндрическом отверстии крышки с возможностью перемещения в осевом направлении. Запорный орган выполнен в виде золотника. Золотник закреплен на конце шпинделя и перекрывает проходное отверстие в корпусе. Имеются два уплотнительных кольца. Первое из уплотнительных колец установлено в пазу золотника над выступом. Последний выполнен над проходным отверстием корпуса. Второе уплотнительное тороидальное кольцо расположено в кольцевой проточке между шпинделем и крышкой. Выступ выполнен со скосом под углом 20°...30° в сторону проходного отверстия корпуса. Сечение проточки под второе уплотнительное кольцо выполнено в виде паза с коническим сужением в сторону, противоположную действию давления.

Предлагаемое изобретение направлено на повышение надежности известного устройства. Указанный технический результат достигается путем увеличения износостойкости тороидального уплотнительного кольца, расположенного между шпинделем и крышкой путем его осевого вращения.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен Тангенциальный нажимной клапан для водоразборной колонки, где в разрезе изображено положение: а) - клапан закрыт; б) - клапан открыт и состав изделия: 1– опора пружины; 2- уплотнение неподвижное; 3- корпус седла с внутренней седловой тангенциальной поверхностью; 4- тарелка клапана; 5- тороидальное упругое уплотнение кольцо; 6- седловая тангенциальная поверхность; 7- уплотнение подвижное; 8- изливная труба; 9- возвратная пружина; 10- корпус колонки.

На фиг.2 приведена схема, демонстрирующая увеличение усилия прижатия при тангенциальном контакте уплотнения тарелки и поверхности седла при закрытом положении клапана, где ∑ _пр – Суммарное усилие прижатия; Р _пост – поступательное усилие; Р_бок – боковое усилие, Р_кр – усилие, создающее кручение тороидального уплотнения, равное по величине Р _пост и направленное в противоположную сторону.

На фиг.3 показана схема поворота уплотнительного тороидального кольца вокруг образующей тора при закрытии клапана.

Достижение технического решения осуществляется тем, что уплотнительное тороидальное кольцо (5) садится на твердую седловую (6) тангенциальную поверхность, расположенную под углом 60°... 80° к направлению поступательного движения тарелки клапана (4). При этом за счет сложения сил уплотнительное кольцо поворачивается под некоторым углом относительно круглой образующей тора (Фиг. 3). В результате чего на уплотнительном тороидальном кольце не образуется зоны постоянной деформации, ухудшающей надежность закрытия клапана.

Таким образом, предлагаемое изобретение отличается от прототипа тем, что тарелка клапана садится на тангенциальную коническую поверхность, имеющей наклон в 60°... 80°, посредством упругого уплотнительного тороидального кольца, причем кольцо садится на коническую поверхность полуподвижно с некоторым смещением и прокручиванием на некоторый угол относительно оси сечения круга образующей тора (Фиг. 3). Величина наклона в 60°... 80° установлена опытным путем.

Работает колонка следующим образом: При нажатии вниз на рукоятку колонки подачи воды (на рисунках не показана) изливная труба (8) движется вниз, а тарелка клапана (4) движется вниз, сжимая возвратную пружину (9). При этом между тороидальным упругим уплотнением тарелки клапана и седловой тангенциальной поверхности образуется зазор (6), через который вода из водопровода (на рисунках не показано) поступает в изливную трубу (8). При прекращении нажатия на изливную трубу, возвратная пружина поднимает тарелку клапана. При этом происходит прижатие со смещением тороидального упругого уплотнения к седловой тангенциальной поверхности, благодаря чему окружность кольцевой линии контакта тороидального уплотнения и седловой тангенциальной поверхности в результате его касательной деформации в ходе прижатия непостоянна при каждом новом открытии-закрытии, что позволяет снизить пластическую деформацию тороидального упругого уплотнения и потерю её геометрической формы.

Источники, содержащие уровень техники:

1. US4531711 Valve and stem seal therefore. F16K41/04

2. DE3628736C1 Shut-off valve. F 16 K 41/02

3. Аронович В.В. и др. "Арматура регулирующая и запорная", Москва, Машгиз, 1954, с.20

4. РФ №2262629 Вентиль. F 16 K 1/02 и F 16 K 41/04