ДИСКОПОЛОСОВОЙ САМОДЕЙСТВУЮЩИЙ КЛАПАН Н.Г.ОГНЕВА - Е.А.ДМИТРИЕВА Российский патент 1996 года по МПК F16K15/14 F16K15/16 

Изобретение относится к компрессоростроению и касается газораспределительных органов.

Известен полосовой клапан [авт.св. N 1250762, кл. F 16 К 15/16, 1985), содержащий седло и прижатые к нему в средней части планкой запорные органы в виде полос, размещенные в пазах ограничителя подъема.

Однако этот известный клапан недостаточно герметичен, так как между полосой и седлом возможно образование щели для протока газа при обратном ходе поршня.

Известен самодействующий дисковый клапан (авт.св. N 590542, кл. F 16 K 15/14, 1973), содержащий рабочую и демпферную пластины в виде диска с радиальными перемычками и седло с упором для демпферной пластины, при этом рабочая пластина плотно поджата к седлу клапана концентрическими пружинами. Однако в случае усталости последних возможен переток газа при обратном ходе поршня компрессора, что уменьшает герметичность клапана.

Известен также прямоточный самодействующий клапан авторов (патент СССР N 1834985, кл. F 16 K 15/14, 1990), в котором на уплотнительных поверхностях седел выполнены углубления высотой равной толщине пластины, а формой -конгруэнтной ей, что повышает герметичность клапана.

Однако это прямоточный клапан.

За прототип принят полосовой клапан, содержащий седло с прямыми каналами конфузорного типа, ограничитель подъема с углублениями, уменьшающимися к периферии, с прямыми каналами диффузорного типа и ребрами между ними и размещенный между ними запорный орган, концы которого размещены в направляющих гнездах.

Однако каждая пластина этого клапана, утопленная на свою толщину в гнездо ограничителя подъема, по мере работы уменьшает упругость и может получить остаточный прогиб в сторону углубления, вследствие чего образуется щель между седлом и пластиной, по которой возможен переток газа при обратном ходе поршня, снижая герметичность клапана.

Во-вторых, наличие пластин одинакового размера по длине (за исключением двух крайних), уменьшает сечение круглого клапана, увеличивая его сопротивление, что снижает производительность компрессора. К тому же, использование в полной мере жесткости пластины и глубины прогиба приводит к ее остаточному прогибу, либо к поломке пластины в самом нагруженном ее месте в середине, что снижает надежность работы клапана.

Задача изобретения повышение герметичности и надежности и увеличение проходного сечения клапана.

Это достигается тем, что запорный орган выполнен в виде диска с самопружинящими пластинами, разделенными прямыми каналами, при этом пластины разделены на две равные части поперек их таким образом, что каждая половина пластины выполнена в виде консоли, защемленной в диске, а направляющие гнезда выполнены в седле и ограничителе подъема и равны половине толщины диска и по форме конгруэнтны ему, причем основания ребер ограничителя подъема меньше ширины пластины.

На фиг. 1 изображен всасывающий клапан с частично снятым седлом, план; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез В-В на фиг. 1 (в повернутом виде); на фиг. 4 диск с пластинами и каналами; на фиг. 5 узел I на фиг. 2 (увеличенный вдвое).

Диско-полосовой самодействующий клапан содержит седло 1, ограничитель 2 подъема и размещенный между ними запорный орган 3, выполненный в форме диска, входные 4 и выходные 5 каналы для прохода газа. Ограничитель подъема имеет паз 6, уменьшающийся по глубине к краям, в который прогибается запорная пластина 7 под действием разности давлений, действующих на нее. Диск содержит запорные пластины, разделенные каналами 8 для прохода газа. Пластины, составляющие одно целое с диском 3, разделены поперек на две равные части так, что каждая половина пластины работает как консоль, защемленная по периметру диска в гнезде между седлом и ограничителем подъема.

На фиг. 5 показано, что пластины, а следовательно, и диск, утоплены в седло на глубину, равную половине толщины пластины, на такую же глубину они утоплены и в ограничитель подъема. Это сделано для того, чтобы газ при обратном движении поршня имел на своем пути не щель, а лабиринт.

С целью более плотного прижатия пластины 7 к седлу 1 основания ребер ограничителя подъема выполнены таким образом, что они меньше ширины пластины, которая как шляпка гриба образует с двух сторон основания ребра небольшие полочки 9, на которые воздействует обратный поток (показан стрелками на фиг. 5), отжимая пластины к седлу, а точнее к лабиринту седла.

Диско-полосовой клапан работает следующим образом на примере всасывающего клапана. При прямом ходе поршня под действием разности давлений запорные пластины 7 отгибаются консольно от защемленного края пластины к его центру на глубину паза ограничителя подъема. Прямой поток протекает через входные каналы 4 к выходным 5. При обратном ходе поршня избыточное давление, действующее на полки пластин, в дополнение к их жесткости, заставит пластины вернуться в исходное состояние, плотно закрыв доступ газа через клапан. В связи с тем, что пластина утоплена в седло на половину своей толщины, возможному перетоку газа путь закрыт лабиринтом.

Таким образом, изобретение позволит повысить герметичность клапана. Проходное же сечение клапана увеличивается в связи с тем, что размеры пластин по длине неодинаковые, а следуют за хордой диаметра клапана, используя большую его площадь. Меньший прогиб конца пластины-консоли позволяет сделать ее тоньше, а при толщине как у пластины-балки повысить надежность клапана.

Кроме того, изготовление диска заодно с пластинами более технологично. Если пластины потеряли свою упругость и приобрели остаточный прогиб, клапан можно еще какое-то время эксплуатировать, перевернув диск другой стороной входному потоку. В первый период работы он будет наиболее герметичным, так как пластины прилегают к седлу своим остаточным прогибом. К длительной работе такой клапан не пригоден, так как пластины вскоре опять получат остаточный прогиб, но в другую сторону, с возможным изломом в месте защемления консоли.

Использование: в компрессоростроении. Сущность изобретения: запорный орган выполнен в виде диска с самопружинящими пластинами, разделенными прямыми каналами. Каждая пластина разделена на две равные части поперек нее таким образом, что каждая половина пластины выполнена в виде консоли, защемленной в диске. Направляющие гнезда выполнены в седле и ограничителе подъема и равны половине толщины пластины и диска и по форме конгруэнтны ему. Основания ребер ограничителя подъема меньше ширины пластины. Средняя длина пластины равна половине соответствующей хорды диска. 1 з. п. ф-лы, 5 ил.

1. Дискополосовой самодействующий клапан, содержащий седло с прямыми каналами конфузорного типа, ограничитель подъема с углублениями, уменьшающимися к периферии, с прямыми каналами диффузорного типа и ребрами между ними и размещенный между ними запорный орган, концы которого расположены в направляющих гнездах, отличающийся тем, что запорный орган выполнен в виде диска с самопружинящими пластинами, разделенными прямыми каналами, при этом пластины разделены поперек на две равные части с образованием из каждой половины пластины консоли, защемленной в диске, а направляющие гнезда выполнены в седле и ограничителе подъема, равны половине толщины диска и по форме конгруэнтны ему, причем основания ребер ограничителя подъема меньше ширины пластины. 2. Клапан по п. 1, отличающийся тем, что средняя длина пластины равна половине соответствующей хорды диска.