САМОДЕЙСТВУЮЩИЙ ПРЯМОТОЧНЫЙ КЛАПАН Российский патент 1995 года по МПК F16K15/16 F04B39/10 

Изобретение относится к компрессоростроению и касается усовершенствования самодействующих прямоточных клапанов, преимущественно для поршневых компрессоров. Дополнительно самодействующие прямоточные клапаны могут быть использованы в качестве обратных для перекрытия потока газовой или жидкой среды.

В настоящее время известны различные конструкции самодействующих клапанов кольцевые, полосовые, тарельчатые, дисковые, швеллерные, ленточные, прямоточные и ниппельные [1] которые могут считаться аналогами для предлагаемой конструкции клапана.

Наиболее перспективными из перечисленных конструкций по надежности и экономичности могут считаться прямоточные и ниппельные клапаны, у которых масса подвижной части рабочих пластин намного меньше, чем аналогичная масса рабочих пластин у других конструкций клапанов. При этом у них газ направляется на рабочую пластину не перпендикулярно, а по касательной. В результате уменьшается сопротивление клапана и динамическая нагрузка на рабочие пластины и седла клапанов, так как уменьшается средняя скорость движения рабочих пластин.

В качестве ближайшего прототипа для предложенной конструкции клапана может быть принят самодействующий прямоточный клапан [2] В указанном клапане седло со стороны газовых каналов закрывается промежуточной пластиной с окнами, которая может быть выполнена из более износостойких материалов, чем основание седла. В результате практически отсутствует выработка посадочной поверхности седла. Недостатком конструкции этого клапана является сложная конфигурация фиксаторов и контуров ниш для размещения рабочих пластин, которая может быть обеспечена преимущественно только методом литья под давлением из алюминиевого сплава.

Задача изобретения повышение экономичности и надежности, а также упрощение технологии изготовления.

Поставленная задача достигается тем, что между смежными седлами установлены разделительные пластины, выполненные с П-образными вырезами, по форме соответствующими контуру ниш и разделенными между собой консольными перемычками, свободный конец которых расположен на уровне верхней кромки запорных элементов рабочих пластин.

При этом у рабочей пластины боковые кромки запорных элементов расположены за пределами бокового контура консольных пружин боковых кромок перемычек; между разделительной пластиной и ограничителем подъема установлена дополнительная пластина с фиксаторами; фиксаторы выполнены в виде пружинных поперечных хвостовиков, взаимодействующих с хвостовиками рабочих пластин; фиксаторы и козырек отогнуты в сторону от ограничителя, края поперечных хвостовиков со стороны заводки рабочих пластин выполнены скошенными.

На фиг. 1 изображен самодействующий прямоточный клапан, вид со стороны входа газа; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 разрез Б-Б на фиг.2; на фиг.4 узел I на фиг.3; на фиг.5 разделительная пластина в двух проекциях; на фиг.6 дополнительная пластина с фиксаторами в двух проекциях.

Прямоточный клапан содержит пакет седел 1 с газовыми каналами 2 и окнами 3 для прохода газа, выполненными в промежуточной пластине 4, установленной на ребрах 5 газовых каналов 2, рабочие пластины 6 переменной жесткости, ограничители подъема 7 рабочих пластин 6, ниши 8 для размещения рабочих пластин 6 и фиксаторы 9 рабочих пластин.

Рабочие пластины 6 имеют запорный элемент 10, соединенный с консольными пружинами 11, снабженными поперечными хвостовиками 12 и козырьком 13 для заводки съемника.

Между смежными седлами 1 установлены разделительные пластины 14, выполненные с П-образными вырезами 15, по форме соответствующими контуру ниш 8, и с разделяющими эти вырезы консольными перемычками 16, свободный конец 17 которых расположен на уровне верхней кромки 18 запорных элементов 10 рабочих пластин 6.

При этом боковые кромки 19 каждого запорного элемента 10 расположены за пределами бокового контура 20 консольных пружин 11 и боковых кромок 21 консольных перемычек 16, между разделительной пластиной 14 и ограничителем подъема 7 установлена дополнительная пластина 22 и на ней размещены фиксаторы 9; фиксаторы 9 выполнены в виде поперечных хвостовиков, взаимодействующих с хвостовиками 12 рабочих пластин 6, фиксаторы 9 и козырек 13 отогнуты в сторону от ограничителя подъема 7, края 23 поперечных хвостовиков 9 выполнены скошенными со стороны заводки рабочих пластин 6.

Введение в конструкцию клапана разделительной пластины 14 и дополнительной пластины 22 позволяет упростить технологию изготовления ниш 8 и фиксаторов 9, так как последние могут изготавливаться методом штамповки. Принятый вариант выполнения перемычек 16 и рабочих пластин 6 позволяет увеличить ширину перемычек 16, что необходимо для обеспечения их жесткости и точных размеров при штамповке, а также позволяет сблизить боковые кромки 19 запорных элементов 10 рабочих пластин 6, что в свою очередь позволяет увеличить размер окон 3 в ширину. В результате увеличивается проходное сечение и экономичность клапана.

Прямоточный клапан работает следующим образом.

При открытии клапана запорный элемент 10 пластин 6 под действием разности давления газа с двух сторон клапана открывает окна 3 седел 1 и упирается в ограничитель подъема 7. При закрытии клапана запорный элемент 10 под действием пружин 11 и разности давления газа перекрывает окна 3.

При установке рабочих пластин 6 в нишу 8 поперечные хвостовики фиксаторов 9 пластины 22, благодаря скосам 23, пригибаются и позволяют продвинуть рабочую пластину до упора в верхний край вырезов 15. В крайнем положении поперечные хвостовики 12 рабочих пластин 6 проходят поперечные хвостовики фиксаторов 9 и последние, распрямляясь, обеспечивают защепление хвостовиков 9 и 12.

Для замены рабочей пластины 6 достаточно в щель между седлом 4 и ограничителем 7 под козырек 13 завести специальный съемник в виде пластины с клиновидным концом, отжать поперечные хвостовики фиксаторов 9 до вывода их из зацепления с поперечными хвостовиками 12 и извлечь рабочую пластину 6.

По сравнению с прототипом способность пружинных фиксаторов 9 прогибаться позволяет уменьшить глубину ниш без снижения качества фиксации рабочих пластин, а это позволяет уменьшить толщину седла при сохранении его проходного сечения и повысить коэффициент использования площади клапана (экономичность) за счет увеличения количества седел в пакете, т.е. количества рабочих пластин.

Использование: в поршневых компрессорах. Сущность изобретения: съемные рабочие пластины переменной жесткости, размещенные в нишах ограничителей подъема, снабжены запорными элементами, соединенными с консольными пружинами. Пружины выполнены с упорными хвостовиками и козырьком. Между смежными седлами установлены разделительные пластины, выполненные с П-образными вырезами, по форме соответствующими контуру ниш, и разделенными между собой консольными перемычками, свободный конец которых расположен на уровне верхней кромки запорных элементов рабочих пластин. 5 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. САМОДЕЙСТВУЮЩИЙ ПРЯМОТОЧНЫЙ КЛАПАН преимущественно для поршневых компрессоров, содержащий пакет седел с каналами и окнами для прохода газа, фиксаторы и ограничители подъема с нишами для размещения съемных рабочих пластин переменной жесткости, каждая из которых снабжена запорным элементом, соединенным с консольными пружинами, выполненными с упорными хвостовиками и козырьком, отличающийся тем, что между смежными седлами установлены разделительные пластины, выполненные с П-образными вырезами, по форме соответствующими контуру ниш, и разделенными между собой консольными перемычками, свободный конец которых расположен на уровне верхней кромки запорных элементов рабочих пластин. 2. Клапан по п. 1, отличающийся тем, что боковые кромки каждого запорного элемента расположены за пределами бокового контура консольных пружин и боковых кромок консольных перемычек. 3. Клапан по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что между разделительной пластиной и ограничителем подъема установлена дополнительная пластина и на ней размещены фиксаторы. 4. Клапан по п. 3, отличающийся тем, что фиксаторы выполнены в виде поперечных хвостовиков, взаимодействующих с хвостовиками рабочих пластин. 5. Клапан по пп. 1, 3 и 4, отличающийся тем, что фиксаторы и козырек отогнуты в сторону от ограничителя. 6. Клапан по пп. 1 5, отличающийся тем, что края поперечных хвостовиков выполнены скошенными со стороны заводки рабочих пластин.