Регулирующий клапан с профилированным уплотнительным элементом

Номер патента: 13771

Опубликовано: 30.06.2010

Автор: Березнаи Йозеф

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Регулирующий клапан с профилированным уплотнительным элементом, предназначенный для регулирования сечения потока текучей среды по перепаду ее давления, действующего на противоположные стороны уплотнительного элемента, имеющий две поверхности, первая из которых является поверхностью (3) уплотнительного элемента (1), а вторая - поверхностью (4) корпуса (2) клапана, причем первая поверхность может примыкать ко второй поверхности (4), при этом в клапане уплотнительный элемент (1) установлен в корпусе (2) с возможностью занимать первое положение, в котором первая (3) и вторая (4) поверхности примыкают друг к другу, и второе положение, в котором поверхности (3, 4) отстоят друг от друга, по меньшей мере одна из указанных поверхностей (3, 4) имеет по меньшей мере один канал (5), обеспечивающий при нахождении уплотнительного элемента (1) в первом и втором положении соответственно первое и второе поперечное сечение потока текучей среды таким образом, что первое поперечное сечение этого потока меньше, чем его второе поперечное сечение, одна из указанных поверхностей (3, 4) является твердой поверхностью из металла, пластика или керамического материала, а другая сформирована из эластичного материала, такого как пластик или резина, который при его сжатии или расширении из сжатого состояния, когда уплотнительный элемент (1) находится в первом положении, обеспечивает вследствие указанного перепада давлений соответственно сужение или расширение канала (5) и указанное регулирование.

2. Регулирующий клапан по п.1, в котором профилированный уплотнительный элемент (1) имеет форму диска.

3. Регулирующий клапан по п.1, в котором профилированный уплотнительный элемент (1) имеет форму конуса.

4. Регулирующий клапан по п.1, в котором профилированный уплотнительный элемент (1) имеет форму шара, а вторая поверхность (4) имеет форму воронки.

5. Регулирующий клапан по любому из предшествующих пунктов, в котором первое поперечное сечение потока на два или более порядка величин меньше, чем второе поперечное сечение потока.

6. Регулирующий клапан по п.1, в котором уплотнительный элемент (1) установлен с возможностью занимать в процессе работы клапана только первое положение и быть принудительно переведенным во второе положение, предназначенное для очистки клапана от загрязнений потоком текучей среды, протекающей через клапан в указанном втором положении уплотнительного элемента (1).

7. Регулирующий клапан по п.1, который снабжен регулирующей пробкой (9), соединенной с уплотнительным элементом (1), имеющей такой удельный вес по отношению к протекающей через клапан текучей среде, при котором обеспечивается переход уплотнительного элемента (1) между его первым и вторым положениями при ориентации клапана по потоку текучей среды в направлении действия на пробку (9) силы тяжести или подъемной силы.

Рисунок 1


Текст

Смотреть все

013771 Область техники, к которой относится изобретение Изобретение относится к устройству, имеющему первую и вторую поверхности, предназначенные для закрывания, которое может использоваться в регулирующих клапанах, а также к регулирующим клапанам этого типа. Более конкретно, изобретение относится к регулирующему клапану с профилированным уплотнительным элементом, предназначенному для регулирования сечения потока текучей среды по перепаду ее давления, действующего на противоположные стороны уплотнительного элемента. Предшествующий уровень техники Хорошо известны решения для регулирования потока текучей среды посредством пар примыкающих поверхностей, которые, с одной стороны, не позволяют проходному сечению забиваться грязью,присутствующей в протекающем материале, а с другой стороны, обеспечивают регулирование и подачу потока жидкого или газообразного материала в соответствии с конкретным распределением временных интервалов или другим регулированием во времени. Документ US 7175154 (на основе венгерской патентной заявки Р 0104144) раскрывает аналогичное решение. Решение подобной задачи предлагается в документе US 7175154, в котором пара примыкающих поверхностей из твердого и эластичного материала используется для уплотнения поршня. В вышеупомянутых документах и в настоящем изобретении автором является одно и то же лицо. В соответствии со вторым решением, ссылка на которое приведена выше, одна поверхность из пары поверхностей формируется из эластичного материала, а другая поверхность формируется из твердого материала. По меньшей мере одна из поверхностей снабжена, например, пазами, углублениями, зазубринами, каналами, гравированием, созданной шероховатой поверхностью или их комбинацией для обеспечения сквозного потока, посредством чего может быть решена проблема механизма регулирования согласно US 7175154. Сущность изобретения Описанному решению свойственен недостаток, поскольку пара примыкающих друг к другу поверхностей из эластичного и твердого материала предназначена главным образом для поршней и поэтому требует чрезмерно сложной конструкции. Таким образом, необходимо решение, в котором сквозной поток может регулироваться без поршня. Это требуется, например, в случае систем, планируемых для решения проблем по распределению временных интервалов или подачи. В соответствии с этим для закрывания используются примыкающие друг к другу первая и вторая поверхности, при этом по меньшей мере одна из поверхностей формируется с каналом, который, когда поверхности лежат одна на другой в первом состоянии, обеспечивает на порядки меньший, но четко определяемый сквозной поток материала, по сравнению с открытым вторым состоянием, когда поверхности не примыкают друг к другу. Был сделан вывод о том, что конструкции этого типа можно осуществить посредством профилированного уплотнительного элемента, перемещение которого ограничено. Таким образом, изобретение предлагает регулирующий клапан с профилированным уплотнительным элементом, предназначенный для регулирования сечения потока текучей среды по перепаду ее давления, действующего на противоположные стороны уплотнительного элемента, имеющий две поверхности, первая из которых является поверхностью уплотнительного элемента, а вторая - поверхностью корпуса клапана, причем первая поверхность может примыкать ко второй поверхности. Уплотнительный элемент установлен в корпусе с возможностью занимать первое положение, в котором первая и вторая поверхности примыкают друг к другу, и второе положение, в котором поверхности отстоят друг от друга. По меньшей мере одна из указанных поверхностей имеет по меньшей мере один канал, обеспечивающий при нахождении уплотнительного элемента в первом и втором положении соответственно первое и второе поперечное сечение потока текучей среды таким образом, что первое поперечное сечение этого потока меньше, чем его второе поперечное сечение. Одна из указанных поверхностей является твердой поверхностью из металла, пластика или керамического материала, а другая сформирована из эластичного материала, такого как пластик или резина, который при его сжатии или расширении из сжатого состояния, когда уплотнительный элемент находится в первом положении, обеспечивает вследствие указанного перепада давлений соответственно сужение или расширение канала и указанное регулирование. Регулирующий клапан представляет собой регулирующий механизм, который, имея соответствующий профилированный уплотнительный элемент, делает возможным сквозной поток жидкостей и сообщается с впускным и выпускным концом подлежащего регулированию проходного сечения потока. Материал, протекающий в проходном сечении, является либо жидким, либо газообразным. Профилированный уплотнительный элемент расположен в закрытом пространстве, в котором его перемещение ограничено. Это закрытое пространство может иметь форму разных геометрических тел,например оно может быть цилиндрическим, конусообразным или может иметь другие формы. Профилированный уплотнительный элемент может перемещаться между первым и вторым положениями внутри этого пространства. В своем первом положении уплотнительный элемент примыкает к поверхности в корпусе клапана. В дальнейшем эта поверхность называется второй поверхностью. Эти первая и вторая поверхности являются, по существу, плоскими или, по меньшей мере, гладкими поверхностями. Кроме-1 013771 того, по меньшей мере на одной поверхности формируется одно или большее количество каналов, что обеспечивает ничтожно малое проходное сечение потока даже в случае первого положения. Это называется первым поперечным сечением потока. Под термином канал в этом контексте понимается, например, паз, углубление, зазубрина, гравирование, созданная шероховатая поверхность или их комбинация. Канал формируется на плоской или гладкой поверхности, однако, первое поперечное сечение потока может быть обеспечено изначально шероховатой или созданной шероховатой поверхностью. Когда профилированный уплотнительный элемент вследствие действующих на него сил, например перепада давления, перемещается из своего первого положения, он попадает во второе положение, которое определяется ограниченным пространством. В этом втором положении линия потока (ранее имевшего первое проходное сечение) становится свободной, т.е. проходное сечение потока увеличивается до величины, соответствующей второму поперечному сечению потока, которое делает возможным свободный сквозной поток. Второе поперечное сечение потока во много раз, предпочтительно на два или более порядка величин, больше, чем первое поперечное сечение потока. Последнее обстоятельство представляет собой преимущество в том случае, когда в пределах рабочего цикла должны определяться заметно отличающиеся периоды времени или количества материала, например, в случае амортизаторов, регуляторов перемещения и скорости, дверных элементов управления, демпфирующих устройств, водяных бачков для туалетов, кнопочных водопроводных кранов, других механизмов подачи жидкостей и регулирующих клапанов. В случае клапанов подачи жидкости рабочий цикл подразумевает отмеривание одной дозы жидкости, тогда как в случае амортизаторов, дверных элементов управления и т.п. рабочий цикл подразумевает процесс до того момента, когда впервые восстанавливается исходное положение. В известных решениях, в которых небольшие каналы для сквозного потока материала представляют собой узкие отверстия, в особенности, когда поток материала в данном отверстии является однонаправленным, каналы неизбежно забиваются из-за загрязнения твердыми веществами. Кроме того, если засорение произошло, очистка узких отверстий представляет большую сложность. Следовательно, необходима возможность самоочищения и/или простого технического обслуживания. В отличие от известных решений небольшие каналы, соответствующие изобретению, формируются из двух плотно прилегающих половин, так что эти половины во время каждого рабочего цикла раскрываются (расходятся), т.е. уплотнительный элемент, образующий одну из этих половин, занимает и свое первое, и свое второе положение. Открытое второе положение обеспечивает в рамках цикла широкий сквозной поток. Его можно поменять в случае, если регулирующий клапан, соответствующий изобретению, содержит дополнительный однонаправленный регулятор, который подключен параллельно первому поперечному сечению потока, обеспеченному уплотнительным элементом. Далее, во время рабочих циклов регулирующего клапана в зависимости от направления потока обеспечивается либо почти полностью закрытое состояние, либо третье поперечное сечение потока, которое на порядки больше, чем первое поперечное сечение потока. В этом случае уплотнительный элемент принимает только свое первое положение для обеспечения первого поперечного сечения потока, причем половины, образующие границу узких каналов, не раскрываются, вследствие чего поток не может промыть возможное налипшее загрязнение. В таком случае, одна из половин, которая называется уплотнительным элементом, может быть приведена в свое второе положение с помощью механизма или оборудования технического обслуживания. Это может быть механический пружинный механизм, который после сжатия отделяет уплотнительный элемент от другой половины, образующей вторую поверхность, а после его отпускания уплотнительный элемент возвращается в свое закрытое первое положение. Если уплотнительный элемент изготовлен из эластичного материала, то первое поперечное сечение потока может изменяться в зависимости от условий внешнего (на обеих сторонах) давления. Причиной является то, что эластичный уплотнительный элемент вдавливается во взаимодействующую с ним примыкающую твердую поверхность на величину, пропорциональную разнице давлений между двумя сторонами эластичного уплотнительного элемента. Соответственным образом эластичный уплотнительный элемент может быть надлежащим образом адаптирован для некоторых задач регулирования. Для этого каналам должны быть приданы надлежащие размер и форма. Каналы могут быть сформированы в эластичном материале уплотнительного элемента, т.е. на первой поверхности и/или на твердой второй поверхности. Необходимо отметить, что на силу, действующую на уплотнительный элемент, влияет не только перепад давлений между его двумя сторонами, но и другие факторы. Если впускное пространство и выпускное пространство закрыто уплотнительным элементом, то давление в них может быть различным. Чтобы определить вектор результирующей силы, действующей на уплотнительный элемент, давление на заданных сторонах умножается на размер взаимодействующих поверхностей уплотнительного элемента. Кроме того, уплотнительный элемент или механически встроенный компонент может быть снабжен наружным механизмом (например, пружиной), сила которого добавляется к силе, получившейся с учетом давления и поверхности. Такой механизм может быть запущен ручным или механическим способом,посредством наружного элемента, который может представлять собой, например, кнопку или же механи-2 013771 ческий рабочий элемент, например шток в случае подающих клапанов. Профилированный уплотнительный элемент может иметь, например, плоскую форму и может быть изготовлен из эластичного материала, например резины или пластика, или даже из твердого, например керамического, материала. Материал второй поверхности, образованной в корпусе клапана, может представлять собой металл, керамику, пластик или другой материал. Канал, соответствующий данному изобретению, обеспечивается по меньшей мере на одной из этих поверхностей. Каналы могут быть сформированы на второй поверхности в корпусе клапана или на поверхности профилированного уплотнительного элемента, которая соединена со второй поверхностью, т.е. на первой поверхности. Канал может быть сформирован в виде паза, углубления, зазубрины, гравирования, структурированной шероховатой поверхности и т.п. Главная идея заключается в том, что должно быть обеспечено подходящее регулируемое поперечное сечение. Естественно, каналы могут быть сформированы также в профилированном уплотнительном элементе. Если каналы присутствуют на обеих поверхностях, поперечное сечение потока может регулироваться, например, в зависимости от скорости потока. Например, поперечные каналы при более высокой скорости потока создают турбулентность или завихрение. В конечном счете это означает, что имеющаяся величина сквозного потока не является линейно пропорциональной по отношению к перепаду давления между двумя сторонами. Кроме того, профилированный уплотнительный элемент может иметь форму диска или даже форму призмы и может быть помещен в пространство, обеспечивающее его смещение на заранее заданную величину. При этом линии потока, созданные вокруг уплотнительного элемента, который находится во втором положении, делают возможным, по существу, беспрепятственный сквозной поток. Кроме того, профилированный уплотнительный элемент может быть также шарообразным. В этом случае предпочтительно, чтобы первая примыкающая поверхность имела форму воронки для приема второй примыкающей поверхности шарообразного уплотнительного элемента с обеспечением его центрального положения, а также с обеспечением симметричного проходного сечения потока, когда шарообразный уплотнительный элемент перемещается в свое второе положение. В качестве альтернативы,шарообразный уплотнительный элемент может быть заменен конусообразным телом. Упомянутый регулирующий клапан, снабженный примыкающими поверхностями, может быть расположен за пределами линии основного потока или на расстоянии от элементов, регулирующих поток материала. Сообщение между регулирующим клапаном и элементами, регулирующими поток, может быть обеспечено посредством каналов, которые значительно уже, чем линия основного потока, т.е. регулирующий клапан может быть подключен в виде параллельного ответвления, присоединенного к соединительным точкам элементов, регулирующих основной поток. С помощью этого регулирующая функция может быть отделена от основной функции, обеспечивающей эффективное поперечное сечение потока. Соответствующий изобретению регулирующий клапан может быть помещен на линию основного потока как ее более мелкий заменяемый элемент, например, он может быть помещен в отверстие относительного большего поршня (мембраны, закрывающего элемента). В этом случае небольшой регулирующий клапан может быть заменен вместо всего поршня (мембраны, закрывающего элемента). Это решение представляет собой преимущество, например, в случае применения в амортизаторах, промышленных вентилях. Необходимо отметить, что регулирующие клапаны этого типа, вне зависимости от их места расположения, всегда способны принимать два различных положения, причем одно из них обеспечивает существенно меньшее поперечное сечение потока, чем другое. В то же самое время направления потока также различны. В результате этого, при раскрытии примыкающих поверхностей, либо во время рабочего цикла, либо в ходе технического обслуживания, загрязнения, которые могут налипать в состоянии меньшего поперечного сечения, удаляются во втором положении, особенно, когда направление потока изменяется. В силу этого клапан является самоочищающимся. Перечень фигур чертежей Далее варианты осуществления изобретения будут описаны более подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи, где фиг. 1 А-1 С показывают поперечные сечения возможных вариантов осуществления соответствующего данному изобретению регулирующего клапана, снабженного различными каналами; фиг. 2 А-2 С показывают поперечные сечения дополнительных возможных вариантов осуществления соответствующего данному изобретению регулирующего клапана, снабженного эластичным каналом,который сужается под давлением; фиг. 3A-3D показывают поперечные сечения дополнительных возможных вариантов осуществления регулирующего клапана, соответствующего изобретению; фиг. 4 А, 4 В представляют собой поперечные сечения соответствующего данному изобретению регулирующего клапана, снабженного Т-образной регулирующей пробкой, показывающие два ее положения; фиг. 5 А-5 С представляют собой поперечные сечения соответствующего данному изобретению регулирующего клапана, снабженного другой Т-образной регулирующей пробкой, показывающие три ее положения;-3 013771 фиг. 6 А-6 С показывают систему регулирования подачи жидкости в случае, когда регулирующий клапан располагается за пределами линии основного потока, с иллюстрацией трех этапов работы; фиг. 7 А, 7 В показывают поперечные сечения регулирующего клапана, имеющего шарообразный уплотнительный элемент, иллюстрирующие два его положения; фиг. 8 А, 8 В показывают вид в плане системы по фиг. 7, снабженной одним и тремя отдельными каналами соответственно; фиг. 9 показывает поперечное сечение регулирующего клапана по фиг. 7, где уплотнительный элемент имеет форму конуса; фиг. 10 А, 10 В показывают поперечное сечение и вид в плане возможного дополнительного механизма регулирующего клапана; и фиг. 11A-11 С представляют собой схематические чертежи трех различных вариантов осуществления регулируемой демпфирующей системы, использующей жидкий или газообразный материал. Похожие элементы на фигурах обозначаются одинаковыми ссылочными номерами. Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения Согласно фиг. 1 уплотнительный элемент 1 установлен в корпусе 2 клапана так, что он может перемещаться между второй поверхностью 4, образованной в корпусе клапана, и ограничивающим элементом 6. При правильной геометрической компоновке отсутствует возможность отклонения в сторону уплотнительного элемента 1 в сформированном таким образом ограниченном пространстве. Первая поверхность 3 уплотнительного элемента 1 входит в контакт со второй поверхностью 4 корпуса 2 клапана,как это показано на фиг. 1 В и 1 С. В таком случае каналы 5, показанные в различных формах на фиг. 1 А 1 С, обеспечивают сквозной поток заданной величины между контактирующей первой поверхностью 3 и второй поверхностью 4. На фиг. 2 А можно видеть похожий уплотнительный элемент 1, в котором канал 5 сформирован на его первой поверхности 3. В этом случае уплотнительный элемент 1 выполнен из эластичного материала. Канал 5 формируется в виде радиального или приблизительно радиального проходного канала. Вследствие разницы давлений на двух сторонах уплотнительного элемента 1 этот канал может оказаться сжатым,т.е. он сужается. На фиг. 2 А-2 С увеличенные давления Р 1, Р 2 и Р 3 прикладываются сверху по очереди,вследствие чего поперечные сечения А 21, А 22, А 23, обеспеченные каналом 5, соответственно сужаются. На фиг. 3 можно видеть уплотнительный элемент 1, сформированный в виде пластины, которая до некоторой степени может перемещаться в пространстве, ограниченном ограничивающим элементом 6. Такое смещение, когда уплотнительный элемент 1 находится в своем верхнем положении, создает, по существу, беспрепятственный сквозной поток. Когда уплотнительный элемент 1 находится в своем нижнем положении, он упирается в кольцеобразную опорную поверхность, образованную на внутреннем фланце корпуса 2 клапана и снабженную каналом 8. Канал 8 отличается от выше упоминавшихся каналом 5 тем, что на дугообразном канале сформирована крутая зазубрина. Когда давление Р 2 или Р 3 прикладывается сверху, эластичный уплотнительный элемент 1 способен частично или полностью заполнить поперечное сечение дугообразного канала, но не способен заполнить крутую зазубрину. Естественно, что формы, которые могут или не могут быть заполнены, можно скомпоновать отдельно друг от друга. Таким образом, поперечные сечения А 21, А 22 и А 23 непрерывно уменьшаются, однако самое малое поперечное сечение больше нулевого. Это показано на фиг. 3 В, 3 С и 3D. На фиг. 4 А и 4 В показаны два положения частично направляемой регулирующей пробки Тобразного поперечного сечения, содержащей уплотнительный элемент 1, предпочтительно уплотнительное кольцо, прикрепленное к участку ее головки. На внутренней стенке регулирующей пробки 9 каналы 5 сформированы как на участке головки, так и на участке шейки. Эти каналы 5 обеспечивают предварительно заданный сквозной поток S4A ниже уплотнительного элемента 1. На фиг. 4B регулирующая пробка 9 перемещается в сторону от уплотнительного элемента 1 в результате приложенной снаружи силы F, например посредством кнопки, ремонтного штока и т.п., и остается зафиксированной на корпусе 2 клапана вследствие действия сквозного потока S4B. В этом состоянии загрязнение, прилипшее к каналу 5, может удаляться вместе с протекающим материалом, т.е. обеспечивается самоочищение. Вариант осуществления, показанный на фиг. 5 А, аналогичен варианту, показанному на фиг. 4 А, однако вместо формирования канала 5 на боковой стенке регулирующей пробки 9, канал формируется на кольцеобразной шейке корпуса 2 клапана. Таким способом обеспечивается ограниченный сквозной поток S5A. Уплотнительный элемент 1 зафиксирован на регулирующей пробке 9 с отсутствием возможности перемещения. Таким образом, когда снаружи прикладывается сила F (посредством кнопки, ремонтного штока и т.п.), уплотнительный элемент 1 перемещается в сторону от канала 5, обеспечивая более широкий сквозной поток S5B, который делает возможным беспрепятственный уход накопленного загрязнения (фиг. 5 В). На фиг. 5 С вследствие давления Р, возникающего от обратного направления потока,имеет место перемещение регулирующей пробки 9. Стрелка с двумя концами показывает, что сквозной поток S5C шире, чем любой из предыдущих потоков, и загрязнение будет, безусловно, удалено. Следует отметить, что регулирующая пробка 9 может перемещаться в результате действия силы тяжести, заменяющей силу F по фиг. 4 и 5. В этом случае конструкция, располагается в наклонном направлении, в результате чего регулирующая пробка 9, имеющая удельный вес, больший, чем у жидкости,-4 013771 присутствующей в свободном от потока пространстве, способна перемещаться вниз. Благодаря выбору эффективного удельного веса регулирующей пробки 9 и направления установки, на основе силы тяжести и подъемной силы можно добиться саморегулирования, т.е. перемена между первым и вторым положениями уплотнительного элемента 1 происходит в результате действия этих сил. Как упоминалось ранее, в некоторых случаях функция регулирующего клапана может быть отделена от линии основного потока. На фиг. 6 А-6 С показан пример, иллюстрирующий три стадии работы, а именно, закрытое, открытое и полуоткрытое (перед повторным закрытием) состояние. В этой системе двойной поршень 13 помещается на линии основного потока 14. Общий поршневой шток двойного поршня 13, снабженный уплотнительным кольцом, способен перемещаться так, что меньший поршень закрывает или открывает линию основного потока 14. Больший поршень, который перемещается с маленьким поршнем, изменяет кубическую емкость закрытого пространства. Это закрытое пространство полностью заполнено материалом, в данном случае жидкостью. Открытием регулируемого клапана 12 жидкость выпускается из камеры. Повторное наполнение выполняется посредством регулирующего клапана 11 по изобретению, который сообщается с линией основного потока 14 посредством каналов 21. В этом случае асимметричный поток обеспечивается с помощью регулирующего клапана 11. Например,если закрытое пространство опорожняется посредством регулируемого клапана 12, то двойной клапан 13 принимает положение, показанное на фиг. 6 В, а пространство снова медленно наполняется от линии основного потока 14 через регулирующий клапан 11, который определяет скорость потока. Когда меньший клапан закрывается, линия основного потока 14 блокируется. Перемещение двойного поршня 13, приближающееся к этому состоянию, показано на фиг. 6C. По существу, аналогичные системы могут быть использованы для амортизаторов и дверных элементов управления. В этих случаях функция регулирующего клапана также может быть отделена от линии основного потока. Соответствующие примеры будут показаны далее, со ссылкой на фиг. 11A-С. На фиг. 7 А можно видеть регулирующий клапан, в котором уплотнительный элемент 15 имеет форму шара. Его наружная поверхность представляет собой первую поверхность. Его ответной частью является имеющий форму воронки участок корпуса 2 клапана, который представляет собой вторую поверхность и содержит канал 5. В этом случае формирование канала 5 на поверхности шара 5 неоправданно, поскольку шар может отклониться в сторону. Однако для обеспечения необходимого сечения потока в закрытом положении возможно создание равномерной шероховатой поверхности. В состоянии,показанном на фиг. 7 А, поток является, по существу, беспрепятственным, в то время как на фиг. 7 В можно видеть состояние ограниченного потока. Естественно, что могут быть реализованы и формы, отличающиеся от воронкообразной. На фиг. 8 А шарообразный уплотнительный элемент 15 и вторая поверхность 16, снабженные радиальным каналом 5, показаны сверху. Если несколько, например три, каналов 5 сформированы на одинаковых расстояниях друг от друга, то пропускная способность в закрытом, т.е. во втором, положении может быть увеличена. Это можно видеть на фиг. 8 В. На фиг. 9 можно видеть уплотнительный элемент 17, имеющий форму конуса. Другие компоненты остаются такими же, как описано со ссылкой на фиг. 7 А и 7 В. На фиг. 10 А можно видеть систему, подобную системе по фиг. 4, но здесь первая и вторая поверхности во время рабочего цикла регулирующего клапана не расходятся. В этом случае возможность самоочищения, которая представляет собой основное преимущество настоящего изобретения, не обеспечивается. Однако эта система включает в себя две части, такие, что первую и вторую поверхности во время обслуживания и технического обслуживания регулирующего клапана можно разделить даже без разборки системы. Концентрический уплотнительный элемент 18 зафиксирован на шейке 22 корпуса 20 клапана. Уплотнительный элемент 18 имеет конусообразный гибкий фланец 19. Когда давление в верхнем пространстве выше, чем давление в нижнем пространстве, этот гибкий фланец 19 сильно прижимается к корпусу 2 клапана. И наоборот, когда давление снизу выше, гибкий фланец 19 изгибается внутрь, в сторону центральной точки корпуса 20 клапана, вследствие чего становится возможным поток материала. Вторая поверхность 4 формируется на участке шейки корпуса 20 клапана, тогда как внутренняя нижняя поверхность уплотнительного элемента 18 представляет собой первую поверхность 3. Каналы 5, которые делают возможным нисходящий поток материала, формируются на одной из этих поверхностей, предпочтительно на шейке 22 корпуса 20 клапана. Фиг. 10 В показывает ту же систему сверху. В процессе технического обслуживания, когда корпус 20 клапана перемещают в осевом направлении аналогично тому, как это показано на фиг. 4, уплотнительный элемент 18 может быть приведен в различные положения в продольном направлении вдоль участка шейки 22. Таким способом осуществляется очистка. Варианты осуществления, показанные на фиг. 11 А-С, могут быть использованы для амортизаторов,дверных элементов управления и подобного рода устройств. Главный поршень 23 перемещается в цилиндре 24, заполненном газообразным или жидким материалом, который может протекать через линию обратной связи 25 между пространствами, примыкающими к переднему концу и заднему концу поршня 23. Скорость, при которой поршень 23 перемещается в двух направлениях, должна различаться существенно. На фиг. 11 В регулирующий клапан помещен на одном из концевых участков цилиндра 24. И, наконец, в варианте осуществления по фиг. 11 С в главном поршне 23 установлен относительно небольшой-5 013771 регулирующий клапан 11. В этом случае линия обратной связи 25 должна блокироваться закрывающим элементом 26. Поскольку линия обратной связи 25 не используется, закрывающий элемент 26 можно опустить. Система способна самоочищаться благодаря разнице в удельном весе компонентов (например, шара 15 и протекающего материала, например воды), кроме того, система может самоочищаться с помощью надлежащей установки после того, как перепад давления между двумя сторонами будет скомпенсирован. Регулирующий клапан, соответствующий изобретению, прост, надежен и может быть использован для различных целей. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Регулирующий клапан с профилированным уплотнительным элементом, предназначенный для регулирования сечения потока текучей среды по перепаду ее давления, действующего на противоположные стороны уплотнительного элемента, имеющий две поверхности, первая из которых является поверхностью (3) уплотнительного элемента (1), а вторая - поверхностью (4) корпуса (2) клапана, причем первая поверхность может примыкать ко второй поверхности (4), при этом в клапане уплотнительный элемент (1) установлен в корпусе (2) с возможностью занимать первое положение, в котором первая (3) и вторая (4) поверхности примыкают друг к другу, и второе положение, в котором поверхности (3, 4) отстоят друг от друга, по меньшей мере одна из указанных поверхностей (3, 4) имеет по меньшей мере один канал (5), обеспечивающий при нахождении уплотнительного элемента (1) в первом и втором положении соответственно первое и второе поперечное сечение потока текучей среды таким образом, что первое поперечное сечение этого потока меньше, чем его второе поперечное сечение, одна из указанных поверхностей (3, 4) является твердой поверхностью из металла, пластика или керамического материала, а другая сформирована из эластичного материала, такого как пластик или резина, который при его сжатии или расширении из сжатого состояния, когда уплотнительный элемент (1) находится в первом положении, обеспечивает вследствие указанного перепада давлений соответственно сужение или расширение канала (5) и указанное регулирование. 2. Регулирующий клапан по п.1, в котором профилированный уплотнительный элемент (1) имеет форму диска. 3. Регулирующий клапан по п.1, в котором профилированный уплотнительный элемент (1) имеет форму конуса. 4. Регулирующий клапан по п.1, в котором профилированный уплотнительный элемент (1) имеет форму шара, а вторая поверхность (4) имеет форму воронки. 5. Регулирующий клапан по любому из предшествующих пунктов, в котором первое поперечное сечение потока на два или более порядка величин меньше, чем второе поперечное сечение потока. 6. Регулирующий клапан по п.1, в котором уплотнительный элемент (1) установлен с возможностью занимать в процессе работы клапана только первое положение и быть принудительно переведенным во второе положение, предназначенное для очистки клапана от загрязнений потоком текучей среды,протекающей через клапан в указанном втором положении уплотнительного элемента (1). 7. Регулирующий клапан по п.1, который снабжен регулирующей пробкой (9), соединенной с уплотнительным элементом (1), имеющей такой удельный вес по отношению к протекающей через клапан текучей среде, при котором обеспечивается переход уплотнительного элемента (1) между его первым и вторым положениями при ориентации клапана по потоку текучей среды в направлении действия на пробку (9) силы тяжести или подъемной силы.

МПК / Метки

МПК: F16K 47/10

Метки: регулирующий, профилированным, уплотнительным, элементом, клапан

Код ссылки

<a href="https://eas.patents.su/12-13771-reguliruyushhijj-klapan-s-profilirovannym-uplotnitelnym-elementom.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Регулирующий клапан с профилированным уплотнительным элементом</a>

Похожие патенты