КЛАПАН ОБРАТНО-ОТСЕЧНОЙ Российский патент 2023 года по МПК F16K17/04 F16K17/10 

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к управлению расходом жидкости через трубопроводы.

Известен топливный клапан нормально - открытый пневмоклапан (см. книгу А.И. Эдельмана «Топливные клапаны жидкостных ракетных двигателей», издательство «Машиностроение», Москва, 1970, стр. 42, Рис. 2.1), имеющий три режима работы:

- закрыт;

- открыт для работы на режиме предварительной ступени;

- открыт для работы на номинальном режиме. Основными недостатками указанного клапана являются:

- сложность конструкции;

- ограничение по давлению рабочего тела - не высокие значения рабочего давления из-за применения сильфона;

-низкая надежность из-за необходимости поддерживать управляющее давление в течение всего времени работы;

- значительные габариты и масса из-за наличия силовых пружин, которые должны обеспечивают закрытие клапана при повышенном давлении рабочего тела.

Известен нормально - открытый пневмоклапан (см. книгу А.И. Эдельмана «Топливные клапаны жидкостных ракетных двигателей», издательство «Машиностроение», Москва, 1970, стр. 61, 62, Рис. 2.10 и 2.11), взятый за аналог изобретения, и состоящий из: корпуса с седлом и выходными штуцерами, тарелки клапана со штангой, сильфона, поршня, уплотненным манжетами в направляющей, пружин в дренажной полости, крышки со штуцером для подачи управляющего давления газа на закрытие. Внутренний объем клапана разделен на три основных полости: жидкостную в которой установлена тарель, дренажную и управляющую на закрытие.

Полость сильфона соединена отверстием в штоке - штанге с управляющей полостью на закрытие в крышке и отсоединена от жидкостной полости тарелью по торцу и гофрированной поверхностью сильфона. На рис. 2.11 дано три состояния в работе клапана, установленного в системе подачи рабочего тела.

Для работы при низком баковом давлении клапан открыт, после повышения давления тарель по типу обратного клапана отходит от седла, сжимая сильфон и пружины, находящиеся в дренажной полости, при этом увеличивая проходное сечение и расход. Для закрытия клапана и останова расхода жидкости подается управляющее давление газа в соответствующий штуцер на крышке.

Недостатками указанного клапана являются:

- сложность конструкции;

- ограничение по давлению рабочего тела из-за применения сильфона;

- значительные габариты и масса;

- гидравлические характеристики почти всегда являются одним из важнейших параметров клапана, и величина гидравлического сопротивления должна строго соответствовать заданному значению. Гидравлическое сопротивление определяется, как правило, для каждого экземпляра клапана проливками на стенде при изготовлении и не должно меняться при переборках, что при данной конструкции с большой спецификацией входящих деталей и их возможной заменой становится большой проблемой. При применении данной конструкции клапана и при установке его на изделие - это приводит к переборкам при настройке гидравлической характеристики изделия, к доработке и изготовлению вновь некоторых деталей клапана, влияющих на гидравлическое сопротивление.

Задачей заявляемого изобретения является упрощение конструкции, повышение технологичности и, соответственно, времени настройки клапана на гидравлическое сопротивление для получения необходимой величины.

Сущность изобретения состоит в том, что в клапане не применяются сильфоны - упрощается конструкция и появляется возможность увеличивать давление рабочего тела, а настройка на гидравлическое сопротивление осуществляется изменением давления открытия обратного клапана, установленного на седле входного наконечника. Давление открытия обратного клапана изменяют при помощи изменения усилия поджатия регулировочной пружиной тарели к седлу. Для закрытия клапана установлен поршень. Поршень уплотняется в направляющем отверстии корпуса кольцевыми уплотнениями, отделяя управляющую полость «на закрытие» от жидкостной полости. Поршень отжат от тарели до упора в корпус пружинами: одна силовая - опирается на резьбовое кольцо, ввернутое в корпус, другая, находящаяся внутри силовой - регулировочная пружина, опирается на ступенчатую втулку, установленную на шток, и поджимает тарель к седлу. Гидравлическое сопротивление зависит от давления открытия клапана и настраивается изменением усилия поджатия тарели к седлу регулировочной пружиной.

Сущность изобретения поясняется чертежом Фиг. 1, где представлен общий вид клапана обратно-отсечного, который состоит из корпуса 1 с патрубками: выходным 2, дренажным 3 и управления 4, входного патрубка 5 с седлом 6; запорного органа - тарели 7, штока 8 со ступенчатой втулкой 9, поршня 10, с уплотняющими кольцами 11 и 12, силовой пружины 13, регулировочной пружины 14. На поршне 10 имеется опорный торец для силовой 13 и регулировочной 14 пружин, которые отжимают поршень 10 до упора в корпус в сторону патрубка управления 4, для чего для силовой пружины 13 имеется опора - резьбовое кольцо 15, ввернутое в корпус. На ступенчатой втулке 9 имеются торцы для опор пружин: для регулировочной пружины 14 и опора для силовой пружины 13 только при работе при высоких давлениях рабочего тела. На большем диаметре ступенчатой втулки 9 имеется буртик 16 для упора в резьбовое кольцо 15, ограничивающее ход тарели 7 от седла 6. При изготовлении клапана, а также при установке клапана в изделие проводят проливки для определения гидравлического сопротивления и для настройки изделия.

При работе с низким давлением отжимается тарель 7 клапана от седла 6, сжимая регулировочную пружину до упора ступенчатой втулки 9 в торец силовой пружины 13. При определенном высоком давлении рабочего тела тарель 7 еще дальше отходит от седла, сжимая уже и силовую пружину 13, увеличивая проходное сечение. Сжатие силовой пружины происходит до тех пор, пока буртик 16 не упрется в резьбовое кольцо 15. Для закрытия клапана и останова работы подается управляющее давление газа в патрубок управления 4, при этом поршень 10 перемещается до упора в ступенчатую втулку и штоком 8, поджимает тарель 7 к седлу 6. Клапан закрыт.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к клапанам, предназначенным для управления расходом жидкости через трубопроводы изделия. Сущность изобретения состоит в том, что в корпусе клапана обратно-отсечного в направляющем отверстии поршня с уплотняющими кольцами по корпусу установлен с возможностью перемещения шток со ступенчатой втулкой, которая является опорой для регулировочной пружины, посредством которой шток поджимает тарель к седлу. Изменяя давление открытия клапана изменением усилия поджатия тарели к седлу регулировочной пружиной, настраивают гидравлическое сопротивление подводящих трубопроводов на необходимую величину. Кроме этого регулировочная пружина расположена внутри силовой пружины, которая дополнительно сжимается ступенчатой втулкой до упора буртиком в резьбовой упор, при высоких давлениях рабочего тела. Все это позволило получить клапан с простой конструкцией, со стабильной характеристикой, работающий в широком диапазоне давлений рабочего тела, технологичный при изготовлении и настройке как самого клапана, так и при изготовлении изделия. 1 ил.

Клапан обратно-отсечной, содержащий корпус с патрубками, седло на входном патрубке, поршень, который делит полость корпуса уплотняющими кольцами на жидкостную, дренажную и управляющую, с соответствующими патрубками, тарель клапана на штоке, установленном в направляющее отверстие поршня, отличающийся тем, что поршень отжат от седла до упора в корпус силовой и регулировочной пружинами, а тарель со штоком установлена с возможностью перемещения в направляющем отверстии поршня и поджата к седлу регулировочной пружиной с опорой на ступенчатую втулку, закрепленную на штоке, а регулировочная пружина установлена внутри силовой пружины, опирающейся на резьбовое кольцо, ввернутое в корпус, но при высоких давлениях рабочего тела опорой силовой пружины становится торец ступенчатой втулки, буртик которой перемещается до резьбового кольца.