RU127851U1

RU127851U1 - THREE-WAY DIVIDING VALVE

Info

Publication number: RU127851U1
Application number: RU2012157999/06U
Authority: RU
Inventors: Михаил Семенович Березин; Евгений Леонидович Левченко
Original assignee: Общество С Ограниченной Ответственностью "Аккорд Эстейт"
Priority date: 2012-12-28
Filing date: 2012-12-28
Publication date: 2013-05-10

Abstract

1. Трехходовой разделительный клапан, содержащий полый корпус с цилиндрической внутренней поверхностью и с отстоящими друг от друга в осевом направлении двумя цилиндрическими расширениями, в которые выходят отверстия выходных каналов, и двумя седлами, с одной стороны корпуса вдоль его оси расположено сквозное отверстие, образующее входной канал, а с другой стороны - отверстие, через которое проходит ползун, соединенный со штоком в виде полого цилиндра, установленного в корпусе с возможностью перемещения по цилиндрической внутренней поверхности между упомянутыми седлами и перекрывания в крайних положениях своей наружной цилиндрической поверхностью одного из упомянутых расширений и соответствующего выходного канала, причем в обоих седлах выполнены кольцевые канавки, в которых установлены эластичные уплотнения, имеющие коническую уплотнительную поверхность, а с обоих сторон штока выполнены ответные конические фаски, контактирующие с конической уплотнительной поверхностью соответствующего эластичного уплотнения при перемещении штока в крайнее положение, отличающийся тем, что кольцевая канавка на каждом седле выполнена на его цилиндрической поверхности, и каждое эластичное уплотнение выполнено с фаской, образующей упомянутую коническую уплотнительную поверхность, и имеет кольцевое углубление на торцевой поверхности, смежной с фаской, с возможностью сдвига материала каждого эластичного уплотнения в полость его кольцевого углубления при контакте с конической фаской штока.2. Клапан по п.1, отличающийся тем, что кольцевое углубление каждого эластичного уплотнения имеет коническую боковую поверхно�1. A three-way isolation valve containing a hollow body with a cylindrical inner surface and with axially spaced two cylindrical extensions into which the openings of the outlet channels exit, and two seats, on one side of the body along its axis there is a through hole forming an inlet channel, and on the other hand, a hole through which a slider passes connected to the rod in the form of a hollow cylinder mounted in the housing with the possibility of movement along a cylindrical inner surface the surface between the said saddles and overlapping in extreme positions by their outer cylindrical surface of one of the said extensions and the corresponding output channel, moreover, annular grooves are made in both saddles, in which elastic seals are installed having a conical sealing surface, and mating conical bevels are made on both sides of the stem in contact with the conical sealing surface of the corresponding elastic seal when moving the rod to the extreme position, distinguishing the fact that the annular groove on each seat is made on its cylindrical surface, and each elastic seal is made with a chamfer forming the said conical sealing surface, and has an annular recess on the end surface adjacent to the chamfer, with the possibility of shifting the material of each elastic seal into the cavity its annular recess in contact with the conical chamfer of the rod. 2. The valve according to claim 1, characterized in that the annular recess of each elastic seal has a tapered side surface�

Description

Полезная модель относится к трехходовым разделительным клапанам, предназначенным для переключения поступающего по входному каналу потока жидкой или газообразной рабочей среды на выход по одному из двух имеющихся выходных каналов.The utility model relates to three-way isolating valves designed to switch the flow of liquid or gaseous working medium entering the input channel to the output of one of two available output channels.

Известны конструкции трехходовых разделительных клапанов, предназначенных для переключения поступающего по входному каналу потока жидкой или газообразной рабочей среды на выход по одному из двух имеющихся выходных каналов, например, клапаны типа Pilzno или аналогичные по конструкции клапаны компании HEIMEIER. Переключение в данных типах клапанов производится с помощью штока, имеющего форму катушки, с тонкой цилиндрической средней частью и двумя дисками по торцам. На двух противоположных наружных плоскостях дисков установлены и зафиксированы металлическими кольцами кольцевые уплотнения из эластичного материала. В корпусе клапана имеется цилиндрическая расточка, предназначенная для установки в нее и передвижения вдоль нее клапана. Входной канал в корпусе клапана заканчивается внутри отверстием на стенке данной расточки. Шток устанавливается в цилиндрическую расточку в корпусе клапана таким образом, что отверстие входного канала при любом положении штока остается между торцевыми дисками штока. В любом из двух крайних положений с помощью ползуна, передвигающего шток, последний прижимается поверхностью одного из уплотнений к торцевой кольцевой поверхности одного из выходных каналов корпуса клапана, чем перекрывает данный канал. Одновременно образуется зазор между вторым торцевым уплотнением штока и торцом второго выходного канала корпуса клапана, что открывает проход рабочей среды из входного канала клапана ко второму выходному каналу. При линейном передвижении штока во второе крайнее положение аналогичным образом перекрывается второй выходной канал и открывается первый.Known are the designs of three-way isolating valves designed to switch the liquid or gaseous working medium flowing through the inlet channel to the outlet via one of the two available outlet channels, for example, Pilzno valves or similar HEIMEIER valves in design. Switching in these types of valves is carried out using a rod having the shape of a coil with a thin cylindrical middle part and two discs at the ends. On two opposite outer planes of the disks, ring seals of elastic material are mounted and fixed with metal rings. In the valve body there is a cylindrical bore, designed to install and move the valve along it. The inlet channel in the valve body ends inside with an opening on the wall of this bore. The stem is installed in a cylindrical bore in the valve body so that the inlet of the inlet channel at any position of the stem remains between the end disks of the stem. In either of the two extreme positions, with the help of a slider moving the stem, the latter is pressed by the surface of one of the seals to the end annular surface of one of the output channels of the valve body, which blocks this channel. At the same time, a gap is formed between the second end seal of the stem and the end face of the second output channel of the valve body, which opens the passage of the working medium from the valve inlet to the second output channel. When the rod is linearly moved to the second extreme position, the second output channel is similarly blocked and the first opens.

У обоих описанных выше аналогов одним из недостатков является зависимость возникающих напряжений в эластичном материале уплотнений от давления среды. Это объясняется тем, что в описанных конструкциях при сжатии уплотняющего кольца между уплотняемыми поверхностями, эластомер сжимается и выпучивается наружу из-под сжимающих поверхностей по границе контакта. И, поскольку требуемое усилие прижатия уплотнения штока к уплотняемой поверхности пропорционально давлению среды, то, после достижения определенной величины усилия сжатия эластичного материала, дальнейшее повышение этого усилия может привести к превышению в нем предельных значений напряжений материала и к разрушению уплотняющего элемента, наиболее вероятно по кромке уплотняющего элемента, контактирующей с прижимающими элементами.In both analogues described above, one of the disadvantages is the dependence of the stresses arising in the elastic material of the seals on the pressure of the medium. This is due to the fact that in the described structures, when the sealing ring is compressed between the sealing surfaces, the elastomer is compressed and bulges out from under the compressing surfaces along the contact boundary. And, since the required pressing force of the rod seal against the sealing surface is proportional to the pressure of the medium, then after reaching a certain amount of compression force of the elastic material, a further increase in this force can lead to exceeding the material stresses in it and to destruction of the sealing element, most likely along the edge a sealing element in contact with the pressing elements.

Другим недостатком описанных выше аналогов является склонность к повышенному износу имеющихся в них уплотнений в загрязненной твердыми включениями среде. Это объясняется тем, что в положении штока, близком к перекрытию одного (любого) из каналов, весь поток среды с твердыми включениями с повышенной скоростью проходит через щель, в которой одной из стенок является эластичное уплотнение. При этом, во-первых, происходит интенсивный износ эластомера; во-вторых, возможно внедрение твердых включений в тело уплотнений, причем, как раз в зоне наибольших напряжений (см. выше), что может приводить к еще большему износу и разрушению уплотнений.Another disadvantage of the analogues described above is the tendency to increased wear of their seals in a medium contaminated with solid inclusions. This is explained by the fact that in the position of the rod close to the overlap of one (any) of the channels, the entire flow of medium with solid inclusions with an increased speed passes through a gap in which one of the walls is an elastic seal. In this case, firstly, there is intense wear of the elastomer; secondly, it is possible to introduce solid inclusions into the body of seals, moreover, just in the zone of highest stresses (see above), which can lead to even greater wear and destruction of seals.

Наиболее близким к предложенному является трехходовой разделительный клапан по патенту RU 27661 U1, опубликованному 10.02.2003, содержащий полый корпус с цилиндрической внутренней поверхностью и с отстоящими друг от друга в осевом направлении двумя цилиндрическими расширениями, в которые выходят отверстия выходных каналов, и двумя седлами, с одной стороны корпуса вдоль его оси расположено сквозное отверстие, образующее входной канал, а с другой стороны - вставка с отверстием, через которое проходит ползун, соединенный со штоком в виде полого цилиндра, установленного в корпусе с возможностью перемещения по цилиндрической внутренней поверхности между упомянутыми седлами и перекрывания в крайних положениях своей наружной цилиндрической поверхностью одного из упомянутых расширений и соответствующего выходного канала, причем в обоих седлах на внутренней конической поверхности выполнены кольцевые канавки, в которых установлены эластичные уплотнения, имеющие коническую уплотнительную поверхность, а с обеих сторон наружной поверхности штока выполнены ответные конические фаски, контактирующие с конической уплотнительной поверхностью соответствующего эластичного уплотнения при перемещении штока в крайнее положение.Closest to the proposed is a three-way separation valve according to patent RU 27661 U1, published 02/10/2003, containing a hollow body with a cylindrical inner surface and with two cylindrical extensions that are open from each other, into which the openings of the outlet channels, and two seats, on one side of the housing along its axis there is a through hole forming the inlet channel, and on the other hand, an insert with a hole through which a slider passes connected to the rod in the form of a hollow cylinder a core that is installed in the housing with the ability to move along the cylindrical inner surface between the said seats and overlap in extreme positions with its outer cylindrical surface of one of the said extensions and the corresponding output channel, moreover, in both saddles, annular grooves are made on which the elastic seals are mounted having a conical sealing surface, and mating conical bevels are made on both sides of the outer surface of the stem, in contact with the conical sealing surface of the corresponding elastic seal when moving the rod to the extreme position.

Данный прототип обладает теми же недостатками, что и описанные выше аналоги.This prototype has the same disadvantages as the above analogues.

В частности, в предложенной конструкции также имеется зависимость возникающих напряжений в эластичном материале уплотнений от давления среды; причем в данной конструкции имеются два конструктивных места, в которых проявляется данный недостаток, в частности:In particular, in the proposed design there is also a dependence of the occurring stresses in the elastic material of the seals on the pressure of the medium; moreover, in this design there are two structural places in which this disadvantage is manifested, in particular:

- в месте посадки на седло штока конической поверхности фаски полого цилиндра, выполняющего функцию штока, на кольцо из эластомера, уплотняющее данные контактирующие конические поверхности, действует радиальное усилие сжатия эластичного материала и тангенциальное усилие растяжения поверхностного слоя волокон, направленное вдоль контактирующей поверхности, смещающее выступающую наружу из кольцевой канавки часть материала кольца в щель между седлом штока и ответной фаской полого цилиндра. И, поскольку данные усилия пропорциональны давлению среды, то, после достижения определенной величины, дальнейшее повышение этих усилий может привести к надрыву материала или срезу и разрушению уплотняющего элемента по кромке, контактирующей с прижимающим элементом;- at the place of landing on the saddle of the rod of the conical surface of the chamfer of the hollow cylinder, which performs the function of the rod, a radial compressive force of the elastic material and a tangential tensile force of the surface layer of fibers acting along the contact surface displacing the protruding outward from the annular groove, part of the material of the ring into the gap between the stem seat and the reciprocal chamfer of the hollow cylinder. And, since these efforts are proportional to the pressure of the medium, then, after reaching a certain value, a further increase in these forces can lead to tearing of the material or a cut and destruction of the sealing element along the edge in contact with the pressing element;

- эластичные кольцевые уплотнения, предназначенные для герметизации щелей между неподвижными корпусом и первым подвижным седлом с одного торца клапана, а также между неподвижной крышкой клапана и вторым подвижным седлом с другого торца клапана, для выполнения функций герметизации предварительно сжаты настроенным усилием затяжки крепления крышки к корпусу клапана, причем это усилие зависит от давления среды. При посадке конической фаски полого цилиндра на коническую поверхность подвижного седла, на седло действует радиальное усилие центрирования упомянутых конических поверхностей, растягивающее поверхностные волокна материала кольцевого уплотнения и смещающее выступающую наружу из кольцевой канавки часть волокон кольца в щель между контактирующими уплотняемыми поверхностями. Поскольку требуемое усилие прижатия уплотнения штока к уплотняемой поверхности и радиальное усилие смещения для центрирования седла пропорционально давлению среды, то, после достижения определенной величины усилия растяжения поверхностных волокон эластичного материала, или усилия сжатия материала на кромках контактирующих уплотняемых поверхностей, дальнейшее повышение этого усилия может привести к надрыву или срезу и разрушению уплотняющего элемента.- elastic O-rings designed to seal the gaps between the stationary body and the first movable seat at one end of the valve, as well as between the fixed valve cover and the second movable seat at the other end of the valve, to perform sealing functions are pre-compressed with the configured tightening force of the cap to the valve body and this force depends on the pressure of the medium. When the conical chamfer of the hollow cylinder is planted on the conical surface of the movable saddle, the radial centering force of the conical surfaces acts on the saddle, stretching the surface fibers of the annular seal material and biasing part of the ring fibers protruding outward from the annular groove into the gap between the contacting sealing surfaces. Since the required pressing force of the rod seal against the sealing surface and the radial displacement force for centering the seat are proportional to the pressure of the medium, then after reaching a certain amount of tensile force of the surface fibers of the elastic material, or compression force of the material at the edges of the contacting sealing surfaces, a further increase in this force can lead to tearing or cutting and destruction of the sealing element.

Кроме того в загрязненной твердыми включениями среде будет повышенный износ уплотнений, поскольку в данной конструкции в положении полого цилиндра, близком к перекрытию одного из каналов, весь поток среды с твердыми включениями с повышенной скоростью проходит через щель, в которой одной из стенок является эластичное уплотнение. При этом, во-первых, будет происходить интенсивный износ эластомера при контакте с твердыми включениями, имеющимися к жидкой среде, во-вторых: возможно внедрение твердых включений в тело уплотнений, причем, как раз в зоне наибольших напряжений, что может приводить к еще большему износу и разрушению уплотнений.In addition, in a medium contaminated with solid inclusions, there will be increased wear of the seals, since in this design in the position of a hollow cylinder close to the overlap of one of the channels, the entire flow of medium with solid inclusions passes with increased speed through a gap in which one of the walls is an elastic seal. In this case, firstly, there will be intense wear of the elastomer in contact with solid inclusions that are present in the liquid medium, and secondly: the introduction of solid inclusions into the body of seals is possible, moreover, in the zone of highest stresses, which can lead to even greater wear and tear of seals.

Задачей, решаемой предлагаемой полезной моделью, является повышение надежности работы клапана и повышении его технических и эксплуатационных характеристик, включая повышение срока службы в условиях применения для переключения потоков жидкой или газообразной рабочей среды, особенно в условиях повышенного загрязнения среды твердыми включениями, а также в исключении всех вышеперечисленных недостатков, а именно: исключению зависимость запаса прочности материала уплотнения от давления среды и исключению повышенного износа уплотнений, особенно в условиях повышенного загрязнения среды твердыми включениямиThe problem solved by the proposed utility model is to increase the reliability of the valve and increase its technical and operational characteristics, including increasing the service life under conditions of use for switching the flow of liquid or gaseous working medium, especially in conditions of increased pollution of the medium by solid inclusions, as well as in the exclusion of all the above disadvantages, namely: the exclusion of the dependence of the margin of safety of the seal material on the pressure of the medium and the exclusion of increased wear of the seals, sobenno under increased pollution solids

Технический результат, достигаемый полезной моделью, заключается в том, что в предлагаемой модели за счет принятых конструктивных решений при закрывании любого из каналов клапана, возникающие напряжения в эластичном материале уплотнений не зависят от давления среды, а также обеспечена повышенная износостойкость, особенно в условиях повышенного загрязнения среды твердыми включениями как самих уплотнений, так и контактирующих поверхностей как самого штока, так и седла для посадки штока.The technical result achieved by the utility model consists in the fact that in the proposed model due to the adopted design decisions when closing any of the valve channels, the stresses arising in the elastic material of the seals are independent of the pressure of the medium, and increased wear resistance is provided, especially in conditions of increased pollution media by solid inclusions of both the seals themselves and the contacting surfaces of both the stem itself and the saddle for landing the stem.

Указанная задача решается тем, что трехходовой разделительный клапан, предназначенный для переключения поступающего по входному каналу потока жидкой или газообразной рабочей среды на выход по одному из двух имеющихся выходных каналов, содержит полый корпус с цилиндрической внутренней поверхностью и с отстоящими друг от друга в осевом направлении двумя цилиндрическими расширениями, в которые выходят отверстия выходных каналов, и двумя седлами, с одной стороны корпуса вдоль его оси расположено сквозное отверстие, образующее входной канал, а с другой стороны - отверстие, через которое проходит ползун, соединенный со штоком в виде полого цилиндра, установленного в корпусе с возможностью перемещения по цилиндрической внутренней поверхности между упомянутыми седлами и перекрывания в крайних положениях своей наружной цилиндрической поверхностью одного из упомянутых расширений и соответствующего выходного канала, причем в обоих седлах выполнены кольцевые канавки, в которых установлены эластичные уплотнения, имеющие коническую уплотнительную поверхность, а с обеих сторон штока выполнены ответные конические фаски, контактирующие с конической уплотнительной поверхностью соответствующего эластичного уплотнения при перемещении штока в крайнее положение. Согласно изобретению, кольцевая канавка на каждом седле выполнена на его цилиндрической поверхности, и каждое эластичное уплотнение выполнено с фаской, образующей упомянутую коническую уплотнительную поверхность, и имеет кольцевое углубление на торцевой поверхности, смежной с фаской, с возможностью сдвига материала каждого эластичного уплотнения в полость его кольцевого углубления при контакте с конической фаской штока.This problem is solved in that a three-way dividing valve, designed to switch the liquid or gaseous working medium flowing through the input channel to the outlet through one of the two available output channels, contains a hollow body with a cylindrical inner surface and two axially spaced apart from each other cylindrical extensions into which the openings of the outlet channels exit, and two saddles, on one side of the housing along its axis there is a through hole forming an inlet al, and on the other hand, a hole through which a slider passes connected to the rod in the form of a hollow cylinder mounted in the housing with the ability to move along the cylindrical inner surface between the said saddles and overlap in extreme positions with its outer cylindrical surface of one of the said extensions and the corresponding the outlet channel, and in both saddles there are annular grooves in which elastic seals are installed having a conical sealing surface, and on both sides n response rod made conical chamfer in contact with the conical sealing surface of the corresponding elastic seal when the rod into the end position. According to the invention, the annular groove on each seat is made on its cylindrical surface, and each elastic seal is made with a chamfer forming said conical sealing surface, and has an annular recess on the end surface adjacent to the chamfer, with the possibility of shifting the material of each elastic seal into its cavity annular recess in contact with a conical chamfer of the rod.

В предлагаемой конструкции клапана величина давления рабочей среды практически не влияет на надежность работы эластичного уплотняющего кольца. Это достигается тем, что шток, при его полной посадке на седло клапана, оказывает не сжимающее воздействие на материал эластичного кольца, а сдвигает волокна эластичного уплотняющего кольца в свободное пространство в кольцевой конической проточке.In the proposed valve design, the pressure of the working medium practically does not affect the reliability of the elastic sealing ring. This is achieved by the fact that the stem, when it is fully seated on the valve seat, does not compress the elastic ring material, but shifts the fibers of the elastic sealing ring to the free space in the annular conical groove.

Кроме того, указанная задача в частных формах реализации решается также тем, что кольцевое углубление каждого эластичного уплотнения имеет коническую боковую поверхность со стороны фаски.In addition, this problem in particular forms of implementation is also solved by the fact that the annular recess of each elastic seal has a conical lateral surface on the chamfer side.

Кроме того, конические фаски на штоке выполнены с его внутренней стороны, а кольцевые канавки на седлах - с их наружной стороны.In addition, the conical chamfers on the stem are made on its inner side, and the annular grooves on the saddles are made on their outer side.

Кроме того, корпус имеет с двух сторон вдоль оси вставки, в одной из которых выполнено указанное входное отверстие, а в другой - отверстие для ползуна, при этом указанные седла образованы концами этих вставок, обращенными внутрь корпуса, при этом па наружной цилиндрической поверхности каждой вставки установлена втулка с возможностью упора одним из своих торцов в соответствующий торец штока при крайнем положении последнего.In addition, the casing has two sides along the axis of the insert, in one of which the specified inlet is made, and in the other - a hole for the slider, while these saddles are formed by the ends of these inserts facing the inside of the casing, while on the outer cylindrical surface of each insert a sleeve is installed with the possibility of abutment by one of its ends in the corresponding end of the rod at the extreme position of the latter.

Кроме того, на поверхности каждого седла, контактирующей с поверхностью штока, установлена накладка из материала, обладающего более высокой твердостью и износостойкостью по сравнению с материалом седла.In addition, on the surface of each saddle in contact with the surface of the rod, an overlay is installed from a material having higher hardness and wear resistance compared to the material of the saddle.

Кроме того, между цилиндрической поверхностью каждой из накладок и внутренней цилиндрической поверхностью штока в его краевых положениях имеется зазор, величина которого выбрана с возможностью обеспечения прохода частиц, размер которых не способен вызвать разрушение материала эластичного уплотнения.In addition, there is a gap between the cylindrical surface of each of the linings and the inner cylindrical surface of the rod in its edge positions, the size of which is selected to allow passage of particles whose size is not capable of causing destruction of the material of the elastic seal.

Кроме того, в корпусе клапана выполнено сквозное радиальное отверстие, которое расположено между двумя уплотнительными кольцами, установленными на внутренней цилиндрической поверхности корпуса для уплотнения штока.In addition, a through radial hole is made in the valve body, which is located between two o-rings mounted on the inner cylindrical surface of the body to seal the stem.

Предлагаемая полезная модель поясняется с помощью иллюстративных материалов.The proposed utility model is illustrated using illustrative materials.

На фиг.1 в разрезе изображен предлагаемый трехходовой разделительный клапан со штоком в положении, при котором открыты входной канал 2 и выходной канал 3 и заперт выходной канал 4.Figure 1 in section shows the proposed three-way isolation valve with a stem in a position in which the input channel 2 and the output channel 3 are open and the output channel 4 is locked.

На фиг.2 в разрезе изображен предлагаемый трехходовой разделительный клапан со штоком в положении, при котором открыты входной канал 2 и выходной канал 4 и заперт выходной канал 3.Figure 2 in section shows the proposed three-way isolation valve with a stem in a position in which the input channel 2 and the output channel 4 are open and the output channel 3 is locked.

На фиг.3 в увеличенном масштабе изображен узел уплотнения - место А на фиг.1.Figure 3 on an enlarged scale shows the seal assembly - location A in figure 1.

На фиг.4 в увеличенном масштабе изображена часть узла уплотнения - место Б на фиг.3 со схематичным изображением смещения волокон эластичного кольцевого уплотнения в свободное пространство в кольцевом углублении данного уплотнения при воздействии на волокна усилия от штока и внедрении в волокна твердых включений при загрязненной рабочей среде.Figure 4 shows, on an enlarged scale, a part of the seal assembly - place B in figure 3 with a schematic representation of the displacement of the fibers of the elastic ring seal into the free space in the annular recess of this seal when the force is applied to the fibers from the stem and the incorporation of solid particles into the fibers with a contaminated working environment.

Трехходовой разделительный клапан содержит корпус 1, в котором выполнена цилиндрическая расточка 5 с цилиндрическими расширениями 6 и 7 в расточке, в которые выходят отверстия выходных каналов соответственно 3 и 4.The three-way dividing valve comprises a housing 1, in which a cylindrical bore 5 is made with cylindrical extensions 6 and 7 in the bore, into which the openings of the output channels 3 and 4 exit.

По обоим концам расточки 5 в ней размещены цилиндрические вставки 8 и 9 с фланцами для закрепления на корпусе 1. Причем вставка 8 имеет сквозное отверстие, образующее входной канал 2 клапана, а вставка 9 - отверстие, в котором передвигается ползун 33 для приведения в движение штока 16 клапана.At both ends of the bore 5, there are cylindrical inserts 8 and 9 with flanges for fixing on the housing 1. Moreover, insert 8 has a through hole forming the valve inlet channel 2, and insert 9 has a hole in which the slider 33 moves to move the stem 16 valves.

Обе вставки 8 и 9 имеют на наружной цилиндрической поверхности в концевых частях со стороны внутренней полости расточки 5 кольцевые канавки 10 и 11, в которые вставлены одинаковые эластичные кольцевые уплотнения 12 и 13, наружный диаметр которых равен наружному диаметру вставок 8 и 9, и которые имеют на наружных открытых кромках фаски 14 (показаны на уплотнении 13 на фиг.3), а на открытых торцевых поверхностях - кольцевые углубления - проточки 15 (показаны па уплотнении 13 на фиг.3). Каждая кольцевая проточка 15 предпочтительно имеет конические боковые стенки, расходящиеся в сторону торцевой поверхности уплотнения 12 или 13.Both inserts 8 and 9 have annular grooves 10 and 11 on the outer cylindrical surface in the end parts from the side of the inner cavity of the bore 5, into which the same elastic ring seals 12 and 13 are inserted, the outer diameter of which is equal to the outer diameter of the inserts 8 and 9, and which have on the outer open edges of the chamfer 14 (shown on the seal 13 in figure 3), and on the open end surfaces - annular recesses - grooves 15 (shown on the seal 13 in figure 3). Each annular groove 15 preferably has conical side walls diverging towards the end surface of the seal 12 or 13.

В расточке 5 между вставками 8 и 9 вставлен и имеет возможность перемещаться вдоль образующей цилиндрической поверхности корпуса 1 шток 16 в виде полого цилиндра с не сплошной перемычкой 19 в средней части, имеющий с обоих концов на внутренних цилиндрических поверхностях фаски 17 и 18 с такой формой и расположением, что в каждом положении штока 16, близком к краевому, коническая поверхность соответствующей фаски 17 и 18 на штоке 16 прилегает и совмещается с ответной конической поверхностью соответствующего эластичного кольцевого уплотнения 12 и 13. При дальнейшем движении штока 16 в конечное положение, соответствующее полному закрытию соответствующего канала клапана, часть материала 34 (см. фиг.4) эластичного кольцевого уплотнения соответственно 13 (фиг.1) или 12 (фиг.2) сдвигается в свободное пространство в кольцевой проточке 15 данных уплотнений.In the bore 5 between the inserts 8 and 9 is inserted and has the ability to move along the generatrix of the cylindrical surface of the housing 1, the rod 16 in the form of a hollow cylinder with a non-continuous jumper 19 in the middle part, having on both ends on the inner cylindrical surfaces of the chamfer 17 and 18 with such a shape and the location that in each position of the rod 16, close to the edge, the conical surface of the corresponding chamfer 17 and 18 on the rod 16 is adjacent and aligned with the mating conical surface of the corresponding elastic ring seal 12 and 13. P With further movement of the rod 16 to the final position, corresponding to the complete closure of the corresponding valve channel, part of the material 34 (see Fig. 4) of the elastic ring seal 13 (Fig. 1) or 12 (Fig. 2), respectively, is shifted into the free space in the annular groove 15 data seals.

При этом шток 16 выполнен таким образом, что в каждом из крайних положений его наружная цилиндрическая поверхность перекрывает одно из цилиндрических расширений 6 или 7 в расточке корпуса, в которые выходят отверстия 3 и 4 выходных каналов клапана.In this case, the rod 16 is made in such a way that in each of the extreme positions its outer cylindrical surface overlaps one of the cylindrical extensions 6 or 7 in the bore of the body into which openings 3 and 4 of the valve outlet channels exit.

Внутренняя перемычка 19 в штоке 16, предназначенная для крепления ползуна 33, с помощью которого перемещается шток 16, выполнена не сплошной, например, в форме диска с отверстиями 20. Через данные отверстия обеспечивается прохождение потока рабочей среды к выходному отверстию 4, расположенному за перемычкой 19 штока 16, если шток находится в положении, при котором перекрыта полость 6 с выходным отверстием 3.The internal jumper 19 in the rod 16, designed to fasten the slider 33, with which the rod 16 moves, is not continuous, for example, in the form of a disk with holes 20. Through these holes, the flow of the working medium to the outlet 4 located behind the jumper 19 rod 16, if the rod is in a position in which the cavity 6 is blocked with the outlet 3.

Между вставками 8 и 9 и корпусом 1 установлены втулки 21 и 22, на наружных торцах которых со стороны, противоположной внутренней полости корпуса 1 клапана, имеются буртики 23 и 24, а в корпусе 1 клапана с обеих сторон имеются проточки 25 и 26, в которых эти буртики размещаются таким образом, что в собранном положении буртики фиксируется в осевом направлении между корпусом 1 клапана, и вставками 8 и 9, а шток 16 в крайнем положении упирается в торец соответствующей втулки 21 или 22, не оказывая сжимающего воздействия в осевом направлении на кольцевое эластичное уплотнение 13 и 12.Between the inserts 8 and 9 and the body 1 there are bushings 21 and 22, on the outer ends of which from the side opposite the inner cavity of the valve body 1, there are beads 23 and 24, and in the valve body 1 there are grooves 25 and 26 on both sides, in which these flanges are placed in such a way that, in the assembled position, the flanges are axially fixed between the valve body 1 and the inserts 8 and 9, and the stem 16 in the extreme position abuts against the end face of the corresponding sleeve 21 or 22, without axially compressing the ring elastic seal 13 and 12.

На боковой цилиндрической поверхности каждой из вставок 8 и 9 на участке от торца вставки до проточки под кольцевое эластичное уплотнение, соответственно 12 и 13, и на участок торцевой поверхности каждой вставки, прилегающий к кромке, надета и скреплена (напрессована, наплавлена, припаяна или любым другим способом) со вставкой накладка, соответственно 28 и 29 из материала, обладающего более высокой твердостью и износостойкостью по сравнению с материалом вставки.On the lateral cylindrical surface of each of the inserts 8 and 9 in the section from the end of the insert to the groove under the annular elastic seal, respectively 12 and 13, and on the section of the end surface of each insert, adjacent to the edge, put on and fastened (pressed, welded, soldered or any in another way) with an insert, an overlay, 28 and 29, respectively, from a material having higher hardness and wear resistance compared to the insert material.

Эластичные уплотнения 12 и 13 обладают упругой деформацией. Эта деформация позволяет временно (на время закрытого состояния клапана) "поглотить" на поверхности эластомера частицы грязи, сохраняя герметичность уплотнения. Кроме того, малая деформация уплотнения 12 и 13 (на величину не более "А") не приводит к пластическим деформациям, и, следовательно, не ведет к разрушению уплотнения, а твердые и износостойкие накладки 28 и 29 позволяют разрушать крупные частицы грязи (размером более "А") в момент, когда кромка поршня 16 подходит к зоне уплотнения, тем самым сохраняя уплотнение от разрушения и гарантируя герметичность.The elastic seals 12 and 13 exhibit elastic deformation. This deformation allows you to temporarily (while the valve is in a closed state) “absorb” dirt particles on the surface of the elastomer, while maintaining a tight seal. In addition, the small deformation of the seal 12 and 13 (by a value of no more than "A") does not lead to plastic deformation, and therefore does not lead to the destruction of the seal, and the hard and wear-resistant linings 28 and 29 allow the destruction of large dirt particles (larger than "A") at the moment when the piston edge 16 approaches the sealing zone, thereby preserving the seal from destruction and guaranteeing tightness.

В корпусе 1 клапана имеется радиальное отверстие 30 для визуального или инструментального контроля утечек рабочей среды, выходящее наружу корпуса 1, расположенное таким образом, чтобы оно всегда находилось между двумя уплотнительными кольцами 31 и 32, установленными в корпусе 1 клапана для уплотнения штока 16, независимо от положения штока 16 в корпусе 1. В случае нарушения герметичности уплотнительных колец 31 или 32, утечку рабочей среды через отверстие 30 можно обнаружить визуально или с помощью присоединенного к отверстию специального оборудования.In the valve body 1 there is a radial hole 30 for visual or instrumental monitoring of the leaks of the working medium, which extends outside the body 1, located so that it is always between the two o-rings 31 and 32 installed in the valve body 1 for sealing the stem 16, regardless the position of the rod 16 in the housing 1. In the event of a leak in the sealing rings 31 or 32, leakage of the working medium through the hole 30 can be detected visually or using special equipment connected to the hole Bani.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

При работе с помощью усилия, передаваемого ползуном 33 на шток 16, последний перемещается в одно из крайних положений до упора в торец втулки 21 или 22 (см. фиг.1 и 2)When working with the help of the force transmitted by the slider 33 to the rod 16, the latter moves to one of the extreme positions against the stop in the end face of the sleeve 21 or 22 (see figures 1 and 2)

При движении штока 16, когда его торец достигает положения, близкого к закрытию, но при котором еще нет соприкосновения с эластичным кольцевым уплотнением 12 или 13, поток рабочей среды, ускоряясь из-за уменьшения проходного сечения, проходит через кольцевую щель, образованную внутренней цилиндрической поверхностью штока 16 и наружными цилиндрическими поверхностями накладок 28 или 29 из твердого материала. При этом ускоренный поток срывает и вымывает наружу в расширенную полость корпуса 1 твердые частицы, которые потенциально могли внедриться в поверхностные волокна эластичного кольцевого уплотнения 12 или 13. При этом накладки 28 и 29 из твердого материала предохраняют от износа материал вставок 8 и 9.When the rod 16 moves, when its end reaches a position close to closing, but at which there is no contact with the elastic ring seal 12 or 13, the flow of the working medium, accelerating due to a decrease in the bore, passes through the annular gap formed by the inner cylindrical surface rod 16 and the outer cylindrical surfaces of the plates 28 or 29 of solid material. In this case, the accelerated flow disrupts and flushes out into the expanded cavity of the housing 1 solid particles that could potentially penetrate into the surface fibers of the elastic ring seal 12 or 13. In this case, the hard material pads 28 and 29 protect the material of the inserts 8 and 9 from wear.

При дальнейшем движении штока 16 он занимает положение, при котором коническая поверхность фаски 18 или 17 па штоке 16 прилегает и совмещается с ответной конической поверхностью соответствующего эластичного кольцевого уплотнения 13 или 12. При полном закрытии клапана часть волокон эластичного кольцевого уплотнения соответственно 13 или 12 сдвигается в свободное пространство в кольцевой проточке 15 данных уплотнений.With further movement of the stem 16, it occupies a position in which the conical surface of the chamfer 18 or 17 on the stem 16 abuts and aligns with the mating conical surface of the corresponding elastic ring seal 13 or 12. When the valve is completely closed, part of the fibers of the elastic ring seal 13 or 12, respectively, shifts to free space in the annular groove 15 of these seals.

Наружная цилиндрическая поверхность штока 16 в крайнем положении перекрывает цилиндрическое расширение 7 (см. фиг.1) или 6 (см. фиг.2) в расточке 5 корпуса 1, тем самым перекрывая поток рабочей среды через выходной канал 4 и открывая пропуск потока рабочей среды через выходной канал 3 или перекрывая поток рабочей среды через выходной канал 3 и открывая пропуск потока рабочей среды через выходной канал 4.The outer cylindrical surface of the rod 16 in the extreme position overlaps the cylindrical extension 7 (see figure 1) or 6 (see figure 2) in the bore 5 of the housing 1, thereby blocking the flow of the working medium through the output channel 4 and opening the passage of the working medium flow through the output channel 3 or blocking the flow of the working medium through the output channel 3 and opening the passage of the flow of the working medium through the output channel 4.

В случае попадания в рабочую среду твердых включений, те твердые включения 35 (см. фиг.4), размер которых в поперечном направлении не превышает размера зазора «А», в случае их внедрения в поверхность волокон эластичного кольцевого уплотнения 13 сдвигает волокна уплотнения в свободное пространство в кольцевой проточке 15 на величину, не превышающую величину упругой деформации материала эластичного уплотнения 13.In the case of solid inclusions entering the working medium, those solid inclusions 35 (see Fig. 4), the size of which in the transverse direction does not exceed the size of the gap “A”, if they are introduced into the surface of the fibers of the elastic ring seal 13 shifts the seal fibers into the free the space in the annular groove 15 by an amount not exceeding the amount of elastic deformation of the material of the elastic seal 13.

Кроме того, в положении штока 16, близком к закрытию, поток рабочей среды в образовавшейся щели движется с большой скоростью наружу по касательной к уплотнению 12 или 13, причем обеими стенками щели являются металлические элементы, а не эластомер. При этом происходит вымывание или выдавливание из щели твердых включений, смывание твердых включений с поверхности эластичного уплотнения. Таким образом, эластичное уплотнение 12 и 13 предохраняется от износа.In addition, in the position of the rod 16 close to the closure, the flow of the working medium in the formed gap moves outward at high speed tangentially to the seal 12 or 13, and both elements of the gap are metal elements, and not an elastomer. In this case, solid inclusions are washed out or squeezed out of the gap, and solid inclusions are washed off from the surface of the elastic seal. Thus, the elastic seal 12 and 13 is protected from wear.

В случае нарушения герметичности уплотнения уплотнительными кольцами 31 и 32, например, из-за их повреждения или повреждения уплотняемых поверхностей, из-за перепада давления между закрытым и открытым выходным каналом, прошедшая в зазор между штоком 16 и корпусом 1 рабочая среда будет выходить из отверстия 30 под действием избыточного давления наружу корпуса 1, при этом утечку рабочей среды можно обнаружить визуально или с помощью присоединенного к отверстию специального оборудования, например, с помощью средства измерения давления.In the event of a leak in the sealing of the sealing rings 31 and 32, for example, due to damage to or damage to the sealing surfaces, due to the pressure difference between the closed and open outlet channel, the working medium passed into the gap between the rod 16 and the housing 1 will exit from the hole 30 under the action of excess pressure to the outside of the housing 1, while the leakage of the working medium can be detected visually or with the help of special equipment connected to the hole, for example, using pressure measuring means.

Claims

1. A three-way isolation valve containing a hollow body with a cylindrical inner surface and with axially spaced two cylindrical extensions into which the openings of the outlet channels exit, and two seats, on one side of the body along its axis there is a through hole forming an inlet channel, and on the other hand, a hole through which a slider passes connected to the rod in the form of a hollow cylinder mounted in the housing with the possibility of movement along a cylindrical inner surface the surface between the said saddles and overlapping in extreme positions by their outer cylindrical surface of one of the said extensions and the corresponding output channel, moreover, annular grooves are made in both saddles, in which elastic seals are installed having a conical sealing surface, and mating conical bevels are made on both sides of the stem in contact with the conical sealing surface of the corresponding elastic seal when moving the rod to the extreme position, distinguishing the fact that the annular groove on each seat is made on its cylindrical surface, and each elastic seal is made with a chamfer forming the conical sealing surface, and has an annular recess on the end surface adjacent to the chamfer, with the possibility of shifting the material of each elastic seal into the cavity its annular recess in contact with a conical chamfer of the rod.

2. The valve according to claim 1, characterized in that the annular recess of each elastic seal has a tapered side surface on the chamfer side.

3. The valve according to claim 1, characterized in that the conical chamfers on the stem are made on its inside, and the annular grooves on the seats are on their outside.

4. The valve according to claim 1, characterized in that the housing has two sides along the axis of the insert, in one of which the specified inlet is made, and in the other a hole for the slider, while these seats are formed by the ends of these inserts facing the body , while on the outer cylindrical surface of each insert is installed a sleeve with the possibility of abutment by one of its ends to the corresponding end of the rod at the extreme position of the latter.

5. The valve according to claim 1, characterized in that on the surface of each seat in contact with the surface of the rod, a plate is installed of a material having higher hardness and wear resistance compared to the material of the saddle.

6. The valve according to claim 5, characterized in that between the cylindrical surface of each of the plates and the inner cylindrical surface of the rod in its edge positions there is a gap, the size of which is selected with the possibility of passage of particles whose size is not capable of causing destruction of the material of the elastic seal.

7. The valve according to claim 1, characterized in that a through radial hole is made in the valve body, which is located between two o-rings mounted on the inner cylindrical surface of the body for sealing the stem.