Ротационный клапан и узел уплотнения - RU2005125922A

Реферат

1. Ротационный клапан (10), содержащий корпус (12) клапана, содержащий камеру ротора и множество отверстий (22, 24, 26, 28, 30) для прохождения текучей среды, ротор (14), расположенный в камере ротора, причем ротор содержит по меньшей мере один проход (78) для регулирования потока текучей среды через камеру, уплотнение (34), установленное на роторе, представляющее собой уплотняющую поверхность (36), контактирующую с внутренней поверхностью (39) корпуса клапана вблизи выбранного отверстия корпуса клапана, для ограничения потока текучей среды через выбранное отверстие корпуса клапан, и заднюю поверхность (35) на той стороне уплотнения, которая в основном противоположна уплотняющей поверхности, и проход (52), выполненный в уплотнении и обеспечивающий направление текучей среды (Р_е) под давлением из выбранного отверстия корпуса клапана к задней поверхности уплотнения для создания уплотняющего усилия, прижимающего уплотняющую поверхность к корпусу клапана в уплотняющий контакт.

2. Ротационный клапан по п.1, который дополнительно содержит пружинный элемент (46), который прижимает уплотняющую поверхность к корпусу клапана.

3. Ротационный клапан по п.1, в котором ротор содержит расточенное отверстие (40) в его наружной поверхности и представляет собой боковую стенку, ограничивающую расточенное отверстие, при этом уплотнение содержит выступ (38), проходящий в расточенное отверстие, и уплотняющий элемент (42), расположенный по периметру выступа и создающий барьер по текучей среде между уплотнением и боковой стенкой расточенного отверстия, причем уплотняющий элемент ограничивает участок задней поверхности уплотнения, на который действует находящаяся под давлением текучая среда.

4. Ротационный клапан по п.3, который содержит пружинный элемент (46), расположенный между ротором и уплотнением внутри участка, на который действует находящаяся под давлением текучая среда, при этом пружинный элемент обеспечивает прижим уплотняющей поверхности к корпусу клапана.

5. Ротационный клапан по п.3, который содержит пружинный элемент (46), расположенный между ротором и уплотнением снаружи участка, на который воздействует находящаяся под давлением текучая среда, при этом пружинный элемент обеспечивает прижим уплотняющей поверхности к корпусу клапана.

6. Ротационный клапан по п.3, в котором проход содержит центрально расположенное сквозное отверстие (52), выполненное в выступе.

7. Ротационный клапан по п.1, в котором ротор в корпусе клапана своим первым концом опирается на подшипник (80), и своим вторым концом, противоположным первому концу, опирается на множество распределенных по окружности имеющих поверхность скольжения элементов (82), проходящих в кольцевое пространство между ротором и корпусом клапана, для осуществления скользящего контакта ротора в корпусе клапана для обеспечения опоры ротора.

8. Ротационный клапан по п.1, который дополнительно содержит исполнительный механизм (16), связанный с ротором валом для поворота ротора между множеством положений в корпусе клапана, при этом исполнительный механизм содержит зубчатую рейку (86), связанную с валом шестерней (87), первый поршень (88), соединенный с зубчатой рейкой и расположенный в первом цилиндре (90) для перемещения зубчатой рейки под воздействием давления, приложенного внутри первого цилиндра, второй поршень (100), расположенный во втором цилиндре (102), и стопор (104), выполненный с возможностью перемещения вторым поршнем под воздействием давления внутри второго цилиндра в положение, определяющее положение ротора за счет ограничения диапазона движения первого поршня.

9. Ротационный клапан по п.8, в котором диаметр второго поршня больше диаметра первого поршня.

10. Ротационный клапан по п.1, в котором уплотнение содержит политетрафторэтиленовый материал, пропитанный стеклом.

11. Узел уплотнения (34) для уплотнения отверстия (22, 24, 26, 28, 30) корпуса клапана в ротационном клапане (10), имеющем ротор (14), установленный в корпусе (12) клапана, причем узел уплотнения содержит корпус (37), имеющий часть, размер которой соответствует ее посадке внутри расточенного отверстия (40) в роторе ротационного клапана, и заднюю поверхность (35), которая по меньшей мере частично размещена в расточенном отверстии и имеет уплотняющую поверхность (36), противоположную задней поверхности, для контактирования с внутренним пространством (39) корпуса клапана, окружающим отверстие корпуса клапана, проход (52), выполненный в корпусе от уплотняющей поверхности к задней поверхности и обеспечивающий давление (Р_е) текучей среды от отверстия корпуса клапана к задней поверхности для создания уплотняющего усилия на части задней поверхности, расположенной внутри расточенного отверстия, и уплотняющий элемент (42), расположенный по периметру корпуса внутри расточенного отверстия в роторе и ограничивающий по меньшей мере часть задней поверхности, на которую действует давление текучей среды.

12. Узел уплотнения по п.11, который дополнительно содержит пружинный элемент (46) для приложения уплотняющего усилия на корпус.

13. Узел уплотнения по п.12, который дополнительно содержит углубление (48), выполненное в корпусе для размещения в углублении пружинного элемента.

14. Узел уплотнения по п.13, в котором углубление расположено в задней поверхности в той части задней поверхности, на которую действует текучая среда.

15. Узел уплотнения по п.13, в котором углубление расположено на задней поверхности снаружи той части задней поверхности, на которую действует текучая среда.

16. Узел уплотнения по п.13, в котором корпус содержит политетрафторэтиленовый материал, пропитанный стеклом.

17. Узел уплотнения по п.12, в котором пружинный элемент содержит пружину (46) и углубление (48), выполненное в корпусе для размещения в углублении пружины.

18. Узел уплотнения по п.11, в котором уплотняющий элемент содержит кольцевое уплотнение.

19. Узел уплотнения по п.11, в котором проход содержит центрально расположенное сквозное отверстие (52), выполненное в корпусе уплотнения.

20. Узел уплотнения по п.19, в котором проход дополнительно содержит углубленный участок (54), выполненный на задней поверхности и сообщающийся по текучей среде с центрально расположенным отверстием.

21. Исполнительный механизм (16), действующий под действием текучей среды под давлением, для избирательного позиционирования ротора (14) ротационного клапана (10) в любом одном положении из числа по меньшей мере трех положений, причем исполнительный механизм содержит каретку (89), выполненную с возможностью соединения с ротором и поворотным клапаном, причем каретка имеет первый поршень (88), расположенный в первом цилиндре (90) для обеспечения диапазона движения для поворота ротора между первым положением и вторым положением под действием давления текучей среды внутри первого цилиндра, и стопор (104), избирательно перемещаемый из его отведенного положения в выдвинутое положение для ограничения диапазона движения каретки, когда стопор находится в своем выдвинутом положении, чтобы обеспечить третье положение ротора между первым положением и вторым положением.

22. Исполнительный механизм по п.21, в котором стопор соединен со вторым поршнем (100), расположенным во втором цилиндре (102) для перемещения стопора под действием давления текучей среды внутри второго цилиндра.

23. Исполнительный механизм по п.22, который дополнительно содержит общий источник (122) текучей среды под давлением, который избирательно обеспечивает текучую среду под давлением в каждый из первого и второго цилиндра, при этом площадь второго поршня больше площади первого поршня, в результате чего усилие, оказываемое первым поршнем, недостаточно для смещения стопора из его выдвинутого положения, когда текучая среда под давлением присутствует как в первом, так и во втором цилиндрах.

24. Исполнительный механизм по п.22, в котором площадь второго поршня по меньшей мере в 1,4 раза больше площади первого цилиндра.

25. Ротор (14) для ротационного клапана (10), имеющего корпус (12) клапана, содержащий цилиндрический ротор (14), выполненный с возможностью поворота вокруг продольной оси в корпусе клапана, подшипниковую опору (80), расположенную вдоль оси первого продольного конца ротора и обеспечивающую консольную опору для ротора внутри корпуса клапана, и впускное отверстие (81), выполненное в роторе в основном вдоль оси на втором продольном конце ротора, противоположном первому концу.

26. Ротор по п.25, который дополнительно содержит множество распределенных по окружности имеющих поверхность скольжения элементов (82), проходящих радиально в кольцевом пространстве между ротором и корпусом клапана вблизи второго продольного конца для обеспечения опоры ротору.

27. Ротор по п.26, в котором имеющие поверхность скольжения элементы, являются заглушками, выполненными из материала с низким коэффициентом трения на внешней поверхности ротора.