ГИДРОКЛАПАН НЕПРЯМОГО ДЕЙСТВИЯ Российский патент 1998 года по МПК F16K17/18 

Изобретение относится к конструкции гидроклапанов, а именно к средствам управления перемещением золотника из одного положения в другое.

Известен гидроклапан непрямого действия, содержащий в качестве запорно-регулирующего элемента расположенный в корпусе цилиндрический подпружиненный золотник [1].

Указанный гидроклапан имеет недостатки, заключающиеся в склонности к заклиниванию золотника в корпусе, при этом предъявляются высокие требования к фильтрации рабочей жидкости.

Ближайшим к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является гидроклапан непрямого действия, содержащий напорную, сливную и управляющую полость, установленный в корпусе подпружиненный к седлу запорно-регулирующий элемент с затворной частью, расположенной между напорной и сливной полостью, и разделительной частью, расположенной между заклапанной полость и сливом, и дроссель, расположенный между напорной и заклапанной полостями [2].

Известный гидроклапан имеет недостатки, связанные с недостаточной герметичностью затвора из-за несоосности отверстий в корпусе под разделительную часть плунжера и в среде, а также и с технологической сложностью обеспечения концентричности отверстий и геометрии конусного затвора для получения требуемой герметичности.

Изобретение решает задачу повышения эксплуатационной надежности, герметичности и упрощения конструкции.

Поставленная задача решается тем, что в гидроклапане непрямого действия, содержащем напорную, сливную и управляющую полости, установленный в корпусе подпружиненный к седлу запорно-регулирующий элемент с запорной частью, расположенной между напорной и сливной полостями, и разделительной частью, расположенной между заклапанной полостью и сливом, и дроссель, расположенный между напорной и заклапанной полостями, запорно-регулирующий элемент выполнен составным, а запорная и разделительная часть запорно-регулирующего элемента установлены контактирующими друг с другом с возможностью смещения запорной части относительно разделительной части в радиальном направлении. Кроме того, запорная часть может быть выполнена шаровой, разделительная часть также может быть выполнена шаровой, а шаровая запорная часть может быть установлена в направляющей. Разделительная часть выполнена с направляющей, а запорная часть выполнена конической и установлена при этом с образованием радиального зазора с направляющей разделительной части.

На фиг. 1 изображен гидроклапан непрямого действия; на фиг. 2 - то же, с шаровой запорной частью; на фиг. 3 - гидроклапан с шаровой разделительной частью.

Гидроклапан непрямого действия содержит напорную 1, сливную 2 и заклапанную управляющую 3 полости, установленный в корпусе 4 запорно-регулирующий элемент 5, поджатый к седлу 6 пружиной 7, и имеет запорную часть 8, расположенную между напорной 1 и сливной 2 полостями, и разделительную часть 9, расположенную между заклапанной полостью 3 и сливом 2, и дроссель 10, расположенный между напорной 1 и заклапанной 3 полостями. Запорно-регулирующий элемент выполнен составным в виде соосно установленных и постоянно контактирующих между собой запорной 8 и разделительной 9 частей, со степенью свободы взаимного перемещения в радиальном направлении. Заклапанная полость 3 имеет выход 11 для дистанционного управления гидроклапаном, например, с помощью гидрокрана 12, соединяющий полость 3 по линии 13 со сливом. Полость 3 также может быть подключена к предохранительному гидроклапану 14 прямого действия, встроенному, например, в крышку 15 и имеющему выход к сливной линии 16.

При этом возможно вариантное исполнение запорной 8 и разделительной 9 частей. Например, запорная часть 17 выполнена шаровой, как показано на фиг. 2, а на фиг. 3 показан вариант исполнения шаровой разделительной части 18, причем шаровая запорная часть 17 установлена в направляющей 19, также возможно выполнение разделительной части 9 с зазором по направляющей 20 (фиг. 1) относительно запорной части 8, выполненной при этом конической.

Гидроклапан непрямого действия (фиг. 1) работает следующим образом.

Разделительная 9 и запорная 3 части находятся под действием сжимающей силы пружины 7 и сил от разности давлений на торцевые полости запорно-регулирующего элемента 5, в том числе, на разделительную часть 9 - со стороны заклапанной полости 3, а на запорную часть 8 - со стороны напорной полости 1. При запертой линии управления 11 м закрытом предохранительном клапане 14 поток жидкости через дроссель 10 отсутствует, давление в полостях 1 и 3 равны, а запорно-регулирующий элемент 5 через разделительную часть 9 и запорную часть 8 прижат пружиной 7 к седлу 6 и перекрывает проход рабочей жидкости от напорной полости 1 на слив 2. В случае, если торцевая площадь разделительной части 9 больше площади седла 6, закрываемой запорной частью 8 (т. н. дифференциальный запорно-регулирующий элемент), то на запорно-регулирующий элемент 5 действует дополнительная сила на прижатие к седлу 6 запорной части 8, повышая герметичность. Поскольку запорно-регулирующий элемент 5 выполнен составным, то к соосности отверстия в корпусе 4, в котором перемещается разделительная часть 9, и отверстия в седле 6 не предъявляется жестких требований для получения нужной герметичности по запорной части 8. Последняя имеет степень свободы в радиальном направлении. Открытие клапана может быть в двух режимах: в разгрузочном и предохранительном.

При разгрузочном режиме клапана заклапанная полость 3 соединена со сливом при открытом кране 12. При появлении потока через дроссель 10 и возникновении на нем перепада давления запорно-регулирующий элемент 5, включая разделительную и запорную части, преодолевая сопротивление пружины 7, перемещается и открывает проход масла из полости напора 1 в полость слива 2 при минимальном сопротивлении.

В предохранительном режиме при закрытом кране 12 в случае повышения в напорной полости 1 давления настройки клапана 14 появляется небольшой поток жидкости через дроссель 10, перепад давления на котором воспринимается запорно-регулирующим элементом 5 таким образом, что последний перекрывается и под давлением, близким к настройке клапана 14, пропускает основной поток из напорной плоскости 1 на слив 2.

При переходе из разгрузочного и предохранительного режимов и закрытое состояние запорно-регулирующего элемента 5 его запорная часть 8 возвращается в закрытое состояние, самоустанавливается в седле 6, обеспечивая при этом хорошую герметичность по линии напор-слив.

Аналогично работают гидроклапаны на фиг. 2 и 3, в которых в качестве запорной части 17 или одновременно - запорной части 17 и разделителя 18 использованы стандартные шаровые элементы, чем достигается упрощение конструкции и технологии изготовления гидроклапана. С целью предотвращения смещения под воздействием потока жидкости шаровой запорной части 17 в сливную полость 2 седло 6 снабжено направляющей 19 в виде цилиндрической решетки с радиальным зазором, обеспечивающим возможность перемещения затвора в радиальном направлении для плотного прилегания к седлу 6 (фиг. 2).

В случае применения конической запорной части 8 (фиг. 1) она имеет возможность перемещения в радиальном направлении относительно направляющей 20 за счет радиального зазора между элементами запорной части 8 и направляющей 20 разделительной части 9.

Такое выполнение гидроклапана непрямого действия позволит уменьшить заклинивание запорно-регулирующего элемента в корпусе и повысить надежность работы, упростить изготовление конструкции за счет снятия жестких требований к концентричности отверстий в корпусе и седле, имеющих различный диаметр.

Использование: в арматуростроении. Сущность изобретения: в корпусе гидроклапана установлен подпружиненный к седлу запорно-регулирующий элемент. Его запорная часть размещена между напорной и сливной полостями корпуса, а разделительная часть - между управляющей полостью и сливом. Между напорной и управляющей полостями установлен дроссель. Запорная часть запорно-регулирующего элемента контактирует с разделительной частью с возможностью смещения относительно нее в радиальном направлении. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Гидроклапан непрямого действия, содержащий корпус с напорной, сливной и управляющей полостями, в котором установлены подпружиненный к седлу запорно-регулирующий элемент с запорной частью, резмещенной между напорной и сливной полостями, и разделительной частью, размещенной между управляющей полостью и сливом, и дроссель, размещенный между напорной и управляющей полостями, отличающийся тем, что запорная и разделительная части запорно-регулирующего элемента установлены контактирующими друг с другом с возможностью смещения запорной части относительно разделительной части в радиальном направлении. 2. Гидроклапан по п.1, отличающийся тем, что запорная часть выполнена шаровой. 3. Гидроклапан по пп.1 и 2, отличающийся тем, что разделительная часть выполнена шаровой. 4. Гидроклапан по пп.1 и 2, отличающийся тем, что он снабжен направляющей, в котором установлена шаровая запорная часть. 5. Гидроклапан по п.1, отличающийся тем, что разделительная часть выполнена с направляющей, а запорная часть выполнена конической и установлена с образованием радиального зазора с направляющей разделительной частью.