Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_10791
.pdf
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата подачи заявления: 18 марта 1933 года. № 8286/33.
Полное техническое задание принято: декабрь. 18, 1934.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
421,400 Усовершенствования клапанов или относящиеся к ним. Я, Пол Карпентер, проживающий по адресу:
Восточный бульвар Джексона, 14, город Чикаго, округ Кук, штат Иллинойс, Соединенные Штаты Америки,
гражданин Соединенных Штатов Америки, настоящим заявляю, что характер данного изобретения и способ
его осуществления будут подробно описаны и определены в следующем заявлении:
Данное изобретение относится к клапанам, в которых конический запорный элемент установлен внутри
корпуса и имеет каналы, через которые смазка под давлением может поступать к контактирующим
поверхностям запорного элемента и корпуса.
До настоящего времени в смазываемых запорных клапанах возникали трудности не только с
предотвращением утечки газа, масла или другой жидкости из клапана во время смазки, то есть когда смазка
находится под давлением, но и с тем, что содержимое трубопровода, управляемого клапаном, попадает в
пружинную камеру, где пружина расположена таким образом, чтобы обычно удерживать клапан на седле, и
имеет тенденцию к окислению или иному вредному воздействию на пружинный элемент.
Настоящее изобретение предназначено для предотвращения утечки газа, масла или другой жидкости,
регулируемой клапаном, в атмосферу в случае, если пробка относительно смещается со своего седла во
время процесса смазки, и поэтому одной из главных целей данного изобретения является создание
усовершенствованного пробкового клапана, в котором предусмотрено усовершенствованное средство смазки
клапана, и клапана, в котором предусмотрены усовершенствованные подшипники для клапана,
предотвращающие утечку газа, масла или другой жидкости из клапана, когда содержащаяся в нем смазка
находится под давлением. Дальнейшими целями изобретения являются: создание усовершенствованного
пробкового клапана указанного типа, в котором снятие пробки для очистки или ремонта может быть легко
осуществлено; создание усовершенствованного пробкового клапана, в котором утечка газа, масла или других
жидкостей из трубопровода, контролируемого им, между клапаном и его седлом, существенно замедляется, а
также в котором поток жидкости из трубопровода в пружинную камеру также существенно замедляется; и
создание клапана описанного типа, который прост по конструкции, компактен и эффективен в работе.
Еще одна цель данного изобретения заключается в том, что смазка наносится в тех местах, где она наиболее
необходима для предотвращения заедания клапана, и конструкция такова, что клапан может быть полностью
повернут без чрезмерной потери смазки в трубопровод, как это происходит в клапанах, имеющих смазочные
канавки на своих внешних поверхностях, идущие вдоль длины клапана, и такова, что клапан может быть
смазан без вытекания смазки на внешнюю поверхность клапана, как это происходит в клапанах с коническими
штоками.
В общих чертах, клапан согласно настоящему изобретению включает в себя корпус 75, в котором установлен
конический заглушечный элемент, цилиндрическую часть на одном или обоих концах указанного заглушечного
элемента, имеющую практически тот же диаметр, что и конец, к которому она примыкает, подшипник для
указанной цилиндрической части или частей в указанном корпусе, и один или несколько каналов для смазки,
предназначенных для подачи смазки или пластичного вещества в один или несколько каналов смазки,
расположенных рядом с поверхностями подшипников корпуса и/или заглушечного элемента, причем
указанные каналы смазки расположены в месте соединения конической и цилиндрической частей
заглушечного элемента и/или корпуса. 90 Вышеизложенное, а также другие цели и преимущества, которые
могут быть указаны или отмечены в дальнейшем описании, достигаются в структурных вариантах
осуществления изобретения, изображенных на прилагаемом чертеже, где на рисунке 1 представлен
вертикальный разрез конструкции клапана, воплощающей мои нынешние усовершенствования, а на рисунках
2 и 3 — аналогичные виды модифицированных форм конструкций клапанов.
Обращаясь теперь более подробно к рисунку 1, я представляю корпус 5, имеющий расположенные напротив
друг друга расширенные фланцы 6 и 7, в которые входят 105 сальниковых и удерживающих сальников,
описанных ниже, причем указанный корпус также имеет жидкостные каналы 8 и 9, расположенные
практически диаметрально противоположно и проходящие через коническое седло клапана 10 110 -5 421,400,
простирающееся поперечно осям жидкостных каналов 8 и 9.
Следует отметить, что седло клапана 10, как показано на рисунке 1, снабжено в верхней части кольцевым
углублением 11, а также цилиндрической опорной частью 12, назначение которой будет показано далее.
Нижний конец седла клапана, как показано на чертежах, и в данном случае больший конец, снабжен
углублением для смазки 13, соответствующим углублению 11, поскольку оно находится на противоположном
конце клапана, а рядом с углублением 13 расположена цилиндрическая подшипниковая часть 14.
Клапанный элемент 15 имеет в целом коническую форму от своей средней части до одного конца, при этом
указанный клапан имеет то, что я называю цилиндрической частью штока 16, которая входит в зацепление с
подшипником 12 и поддерживается им, и имеет практически тот же диаметр, что и конец клапанного
элемента, к которому он примыкает.
2
.5
Другой конец клапанного элемента 15 выполнен с цилиндрической частью 17, которая также имеет
практически тот же диаметр, что и конец клапанного элемента, к которому она подведена и который входит в
зацепление с подшипником 14. Коническая опорная поверхность 18 клапана входит в зацепление с
коническим седлом клапана 10.
На противоположных концах конической части 18 клапана я предусмотрел кольцевые смазочные углубления
19 и 20, которые дополняют смазочные углубления 11 и 13, образованные в корпусе клапана.
Каналы смазки, образованные углублениями 11, 19 и 13, 20 соответственно, частично выходят за пределы
конической поверхности элемента клапана, как показано на рисунке.
Смазка подается в углубления 11, 19, 13 и 20 посредством осевой камеры смазки 21, образованной в штоке
16 клапана, причем указанная камера смазки сообщается с углублением для смазки 19 через канал 22 и с
углублением для смазки 20 через каналы 23 и 24. Проход 23 простирается до нижней части клапана, то есть
до его большего конца, и закрывается заглушкой 25, подвижно ввинченной в клапан, что позволяет при
необходимости очищать проход 23. Снятие пробки 25 также покажет, что смазка свободно циркулирует в
элементе пробки 15.
Нижний конец корпуса, как показано на рисунке 1, закрыт крышкой 26, которая представляет собой сальник и
прижимается к корпусу с помощью ряда удерживающих и приводных элементов 26', на которых установлены
гайки 27. Крышка или сальник 26 снабжены кольцевым фланцем 28, который окружает цилиндрическую часть
17 клапана и взаимодействует с уплотнением 29, окружающим указанную цилиндрическую часть и
расположенным в кольцевом углублении 30, образованном во фланце 6. В пружинной камере 32,
расположенной между крышкой 26 73 и прилегающим концом заглушки, может быть предусмотрен элемент,
обладающий высокой упругостью, например, выпуклый пружинный элемент 31.
Разумеется, при желании можно использовать любой другой тип пружины. Пружинный элемент 31 стремится
удерживать клапан на седле и обладает такой прочностью на растяжение, что клапан обычно не покидает
своего седла, за исключением случаев, когда смазка в цепном механизме 21 находится под давлением.
Для создания давления смазки в камере 21 можно использовать любые средства, но в данном случае я
покажу винт с головкой 33, имеющий подходящую головку 34, при этом стержень этого винта ввинчен в камеру
21. Очевидно, что вращение винта 33 (90) для его перемещения внутрь камеры 21 создаст давление на
смазку в указанной камере, а также в смазочных каналах и углублениях клапана и его седла, тем самым (95)
выталкивая клапан из седла на величину, достаточную для надлежащей смазки клапана.
Перемещение клапана из его седла обеспечивается пружинным элементом 31, но этот пружинный элемент
немедленно возвращает клапан в седло, когда давление сбрасывается за счет выхода смазки из углублений и
между поверхностью контакта клапана и его седла.
Для предотвращения утечки смазки 105, то есть с меньшего конца клапана, а также для предотвращения
утечки жидкости из трубопровода, я предусматриваю подходящую прокладку 35, окружающую шток 16 и
удерживаемую сальниковым элементом 110:36, который приводится в действие и удерживается множеством
болтов 37 с гайками 38, которые входят в зацепление с указанным сальниковым элементом.
Из вышеизложенного очевидно, что благодаря наличию уплотнений 29 и 35 и цилиндрических частей клапана,
обозначенных 16 и 17, я могу поднимать клапан с его седла для смазки и одновременно эффективно
предотвращать любую утечку материала из клапана, то есть утечку газа, масла или другой жидкости в
трубопроводе или смазочного материала. Кроме того, утечка содержимого трубопровода 125 в камеру 32
эффективно предотвращается с помощью наполнителя 29, а также за счет изоляции, обеспечиваемой
смазкой. Таким образом, жидкости коррозионного характера или подобные им, которые могут подаваться
через клапан, не могут достичь пружинной камеры, затвердеть в ней и препятствовать работе клапана или
оказывать вредное воздействие на пружинный элемент.
Следует отметить, что смазка вводится не только вблизи, но и снаружи поверхностей контакта между
клапаном и его седлом для облегчения вращения клапана во время работы, но и впоследствии вводится
между этими поверхностями и цилиндрическими частями клапана и предусмотренными для них
подшипниками, так что эффективно предотвращается заедание клапана, вызванное либо недостаточной
смазкой между его конической поверхностью и седлом, либо между цилиндрическими частями и
подшипниками.
Теперь, обращаясь более подробно к альтернативным вариантам изобретения, показанным на рисунках 2 и 3,
и сначала со ссылкой на рисунок 2, я предлагаю корпус клапана 39, снабженный расположенными друг
напротив друга каналами для жидкости 40 и 41, которые сообщаются с поперечным каналом через корпус
клапана, причем последний канал служит для приема и удержания запорного элемента клапана 42
аналогично запорному элементу 15, показанному на рисунке 1.
Устройство 39, расположенное рядом с противоположными концами прохода, содержащего запорный клапан,
снабжено кольцевыми фланцами 43 и 44, имеющими соответствующее кольцевое утолщение, как показано на
45 и 46, для размещения сжимаемых наполнителей 47 и 48.
Как показано на рисунке 2, верхний конец клапана снабжен сальниковым элементом 49, закрепленным на
фланце 43 с помощью винтов с головкой 50, и указанный сальник 49 снабжен кольцевым упором или фланцем
51, который входит в зацепление с уплотнением 47.
Аналогичным образом, нижний конец клапана, как показано на рисунке 2, снабжен запорной пластиной или
крышкой 52, закрепленной на месте с помощью винтов 53, проходящих через крышку 52 и входящих во
фланец 44. Крышка 52 снабжена кольцевым фланцем или упором 54, предназначенным для соединения с
уплотнением 48.
В данном случае клапанный элемент в целом несколько похож по форме на клапанный элемент 15, а именно,
клапанный элемент 42 включает в себя в целом сужающуюся часть 55, взаимодействующую с седлом клапана
56, расположенным рядом с каналами 40 и 41, при этом указанный клапанный элемент снабжен поперечным
каналом 57 и предназначен для совмещения с каналами 40 и 41, что позволяет протекать через них жидкости.
Аналогично форме изобретения, показанной на рисунке 1, целью изобретения, показанного на рисунке 2,
является надлежащая смазка клапана и его подшипников без необходимости создания внешних канавок на
конической поверхности клапана, и для этой цели клапанный элемент на своем большем конце снабжен
цилиндрической частью 58, имеющей цилиндрическую поверхность 59, диаметр которой практически
совпадает с диаметром смежного конца клапанного элемента 75 и которая входит в зацепление с
дополнительно сформированной поверхностью 60 в корпусе 39. Следует отметить, что цилиндрическая часть
58 выступает вниз в углубление 61, образованное в крышке 52. Указанное углубление содержит выпуклый
пружинный элемент 62, предназначенный для удержания конической части клапанного элемента на седле.
Как будет видно, уплотнение 4S плотно прилегает к цилиндрической части 58, чтобы предотвратить утечку
жидкости, то есть смазки, и предотвратить попадание содержимого каналов 40 и 41 в углубление или
пружинную камеру 61.
Верхний конец запорного клапана 90 снабжен цилиндрическим штоком 63, имеющим цилиндрическую
поверхность 64, диаметр которой практически совпадает с диаметром соседнего конца клапана, и который
входит в зацепление с уплотнением 47 95 и достаточно плотно входит в отверстия в корпусе и сальнике 49.
Верхний конец стержня 63 имеет соответствующую форму для размещения инструмента, обеспечивающего
вращение. 100 Для целей смазки клапана, показанного на рисунке 2, и в качестве альтернативного варианта
по сравнению с показанным на рисунке 1, цилиндрическая часть 63 выступает вниз и соединяется с
конической частью 55 в верхней части клапана, образуя выступ 65, а рядом с этим выступом на прилегающей
поверхности корпуса 59 я предусматриваю кольцевое углубление 66, которое, как показано частично 110,
выступает за коническую поверхность клапана.
Смазка подается через запорный клапан посредством осевого резьбового отверстия 67, которое может быть
названо камерой для смазки, причем в эту камеру ввинчивается винт 68 для создания давления внутри
содержащейся в ней смазки. Нижний или внутренний конец камеры 67 сообщается с углублением 66 (120)
посредством радиального канала 69 для смазки.
На нижнем конце или рядом с ним конической части 55 клапанного элемента на прилегающей поверхности
корпуса 39, 125 я предусматриваю кольцевое углубление 70, которое также частично выступает за коническую
поверхность пробкового элемента, и смазка подается в указанное углубление через внутренний канал 71 в
клапанном элементе 130 421,400, сообщающийся с каналом 69 и имеющий выходное отверстие 72 рядом с
указанным углублением 70. Для облегчения изготовления канал 71 просверливается в большем конце
запорного клапана, при этом нижний конец указанного канала 71 закрывается резьбовой пробкой 73.
Обращаясь к рисунку 3, можно заметить, что конструкция корпуса 39a, пластины 52a, сальника 49a и других
частей, дополняющих детали, показанные на рисунке 2, практически идентична, и поэтому подробное
описание этих же частей на рисунке 3, как представляется, не требуется. На изображении клапана на рисунке
2 видно, что посадочная поверхность клапана и корпуса, то есть поверхности 56, ограничены промежутками
между нижним краем углубления 66 и верхним краем углубления 70, при этом на посадочной поверхности
клапана и корпуса отсутствуют канавки, и, следовательно, отсутствует тенденция к утечке смазки в каналы 40
и 41, или, наоборот, утечка жидкости из указанных каналов мимо клапана существенно уменьшается или
замедляется. Аналогично, на рисунке 3 клапанный элемент 42a снабжен цилиндрическими торцевыми
поверхностями 59a и 64a, имеющими практически тот же диаметр, что и смежный конец клапанного элемента,
образуя таким образом подшипники для клапанного элемента, и непосредственно примыкающими к каждой из
указанных цилиндрических поверхностей, соответственно, я предусматриваю, полностью внутри самого
клапанного элемента, кольцевые смазочные углубления 66a и 70a, причем эти углубления сообщаются со
смазочным каналом 67a посредством каналов 69a, 71a и 72a, образованных в корпусе клапана.
Из вышеизложенного следует, что при размещении смазочных углублений 11, 13, 66, 70, 66a и 70a в
указанных положениях, то есть, как показано на рисунке 1, частично в клапане и частично в корпусе, а на
рисунках 2 и 3 — соответственно в корпусе и в клапане, отпадает необходимость в наличии канавок на
посадочной поверхности клапана или корпуса, или обоих, и я могу не только легко поднимать клапан с седла
на необходимое количество смазки для введения смазки между поверхностью контакта клапана и корпуса, но
и, кроме того, наносить эту смазку там, где она наиболее необходима, а также предотвращать утечку либо из
трубопровода через клапан в процессе смазки, либо, наоборот, утечку смазки в трубопровод и,
следовательно, ее потерю. Кроме того, я могу в значительной степени предотвратить утечку жидкостей (что
особенно желательно в случаях транспортировки кислотных или щелочных веществ) из трубопровода в
пружинную камеру, что, как будет очевидно специалистам в данной области, является существенным
преимуществом для данного типа клапана 70.
Следует понимать, что клапан согласно настоящему изобретению может иметь более одного канала для
жидкости в корпусе и более одного канала 75 в пробковом элементе, предназначенного для совмещения с
указанными каналами для жидкости с целью регулирования потока жидкости в трубопроводе.
Подробно описав и определив природу моего изобретения и способ его осуществления, я заявляю, что то, что
я...
Соседние файлы в папке патенты