ОБРАТНЫЙ КЛАПАН Российский патент 1996 года по МПК F16K15/18 

Изобретение относится к арматуростроению, конкретно касается конструирования обратных клапанов.

Известен обратный клапан, содержащий цилиндрическую камеру с впускным и выпускным каналами, седло и запорный элемент.

Герметичное перекрывание трассы обеспечивается таким клапаном только после притирки запорного элемента к седлу и при наличии значительных перепадов давления среды на запорном элементе, то есть известный клапан недостаточно надежен.

Наиболее близким к предлагаемому является, принятый за прототип, известный обратный клапан, содержащий цилиндрическую камеру с впускным и выпускным каналами и шток с закрепленным на его конце подпружиненным к седлу запорным элементов.

В диапазоне малых перепадов давлений герметичность известного клапана обеспечивается, в основном, за счет пружины. Однако устанавливать в такой клапан пружину с большим усилием нецелесообразно, так как при этом возрастает давление, необходимое для его открытия и, тем самым, снижается чувствительность клапана. По условиям эксплуатации в большинстве случаев это недопустимо, так как оптимальным вариантом является клапан с максимальной чувствительностью. Таким образом, в известной конструкции повышение надежности за счет увеличения усилия пружины приводит к снижению чувствительности клапана и наоборот.

Целью предлагаемого изобретения является повышение надежности клапана без снижения его чувствительности.

Поставленная цель достигается тем, что известный обратный клапан, содержащий цилиндрическую камеру с впускным и выпускным каналами, шток с закрепленными на его конце подпружиненным к седлу запорным элементов, снабжен поршнем с отверстием для штока и прохода среды, поршень размещен в камере между впускным и выпускным каналами, седло расположено на поршне со стороны впускного канала камеры, при этом длина штока превышает длину поршня, а в торцах камеры выполнены упоры для запорного элемента и штока.

Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию изобретения "Новизна".

При проведении анализа не обнаружено известных технических решений, обладающих сходными с отличающими заявляемое устройство от прототипа признаками. Следовательно, заявляемое решение соответствует критерию "существенные отличия".

На чертеже представлена схема предлагаемого обратного клапана.

Клапан смонтирован в составном корпусе, состоящем из двух герметично соединенных с помощью уплотнения 1 на резьбе 2 стаканов 3, 4, образующих цилиндрическую камеру, в торцах которой расположены впускной 5 и выпускной 6 каналы. В камере размещен поршень 7 с уплотнением 8 на боковой поверхности и отверстием 9 с направляющими 10. На торцевой поверхности поршня 7 выполнено седло 11 с герметизирующим элементом 12. В отверстии 9 с возможностью осевого перемещения относительно направляющих 10 установлен шток 13 с закрепленными на его противоположных концах запорным элементом 14 и фланцем 15, длина штока 13 превышает длину поршня 7, при этом на участке штока между фланцем 15 и поршнем 7 размещена пружина 16. Поршень и шток ориентированы в корпусе клапана таким образом, что седло 11 и запорный элемент 14 расположены на поршне 7 со стороны впускного канала 5. В торцах элементов 3, 4 корпуса выполнены упоры 17, 18 с пазами 19, 20.

Обратный клапан работает следующим образом.

В случае отсутствия давления рабочей среды в каналах 5, 6 поршень 7 находится в промежуточном положении, показанном на фиг.1. При этом впускной 5 и выпускной 6 каналы разобщены, так как запорный элемент 14 прижат пружиной 16 к уплотнению 12 седла 11. При подаче рабочей среды в канал 5 сила давления, действующая на поршень 7, смещает его в сторону выпускного канала 6. После того, как торец фланца 15 войдет в соприкосновение с упором 17 и поршень 7 сдеформирует пружину 16, между запорным элементом 14 и уплотнением 12 седла 11 образуется кольцевой зазор. В таком состоянии клапан открыт, впускной канал 5 сообщен с выпускным каналом 6 через указанный кольцевой зазор, отверстие 9 в поршне 7 и пазы 19 в упоре 17. После выравнивания давлений в каналах 5, 6 пружина 16 вновь прижимает запорный элемент 14 к употреблению 12 седла 11 и клапан закрывается. При сборе давления из впускного канала 5 поршень 7 под действием перепада давлений смещается в сторону впускного канала 5 до тех пор, пока торец запорного элемента 14 не соприкоснется с упором 18 и через уплотнение 12 не уравновесит развиваемое поршнем 7 усилие.

В заявленном обратном клапане может быть установлена более мощная, чем в прототипе, пружина. При этом для сохранения одинакового с прототипом давления, необходимого для открытия клапана, может использоваться пружина с усилием во столько раз большим, во сколько раз площадь поршня 7 превышает площадь, перекрываемую запорным элементом. Применение более мощной пружины позволяет повысить надежность клапана при малых перепадах давлений. В тех же случаях, когда рабочая среда сброшена из впускного канала 5 и имеют место значительные перепады давлений на запорном элементе 14, он за счет развиваемого поршнем 7 усилия зажимается между упором 18 и уплотнением 12 в среде 11. Это при одинаковом с прототипом перепаде давлений позволяет увеличить конкретные напряжения в зоне герметизации запорного элемента. Таким образом, заявленное техническое решение по сравнению с прототипом позволяет повысить надежность устройства как при малых, так и при больших перепадах давлений, то есть во всем рабочем диапазоне клапана, не ухудшая его чувствительности.

Использование: в области арматуростроения. Сущность изобретения: обратный клапан снабжен поршнем с отверстием для штока и прохода среды. Поршень размещен в камере между впускным и выпускным каналами. Седло расположено на поршне со стороны впускного канала камеры. Длина штока превышает длину поршня. В торцах камеры выполнены упоры для запорного элемента и штока. 1 ил.

Обратный клапан, содержащий цилиндрическую камеру с впускным и выпускным каналами, шток с закрепленными на его конце подпружиненным к седлу запорным элементом, отличающийся тем, что он снабжен поршнем с отверстием для штока и прохода среды, поршень размещен в камере между впускным и выпускным каналами, седло расположено на поршне со стороны впускного канала камеры, при этом длина штока превышает длину поршня, а в торцах камеры выполнены упоры для запорного элемента и штока.