САМОДЕЙСТВУЮЩИЙ ЛЕПЕСТКОВЫЙ ПРЯМОТОЧНЫЙ КЛАПАН Российский патент 2000 года по МПК F16K15/16 

Изобретение относится к области машиностроения и касается усовершенствования самодействующих прямоточных клапанов распределительных или обратных для машин объемного действия, таких как поршневые компрессоры, двигатели внутреннего сгорания, насосы, объектные моторы и других.

В настоящее время известны различные конструкции самодействующих клапанов - кольцевые, полосовые, тарельчатые, дисковые, швеллерные, лепестковые, прямоточные и ниппельные (1), которые могут быть приняты в качестве аналогов для предлагаемой конструкции клапана.

Наиболее перспективными из перечисленных конструкций по надежности и экономичности можно считать прямоточные клапаны, у которых масса 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, т.к. уменьшается средняя скорость движения рабочих пластин.

В качестве ближайшего прототипа для предложенной конструкции клапана может быть принят самодействующий лепестковый прямоточный клапан по патенту Российской Федерации (2).

Указанный клапан содержит прижатые друг к другу седла прямоугольного сечения с каналами и окнами для прохода газа, ограничители подъема и фиксаторы, а также установленные между смежными седлами разделительные пластины, имеющие вырезы, разделенные продольными перемычками, которые образуют ниши для размещения съемных рабочих пластин переменной жесткости, каждая из которых взаимодействует с фиксаторами и выполнена в виде запорного элемента, соединенного с консольными пружинами, снабженными поперечными хвостовиками.

Недостатком конструкции прототипа (2) является то, что в качестве фиксаторов использована дополнительная пластина, установленная между разделительной пластиной и седлом.

Целью изобретения является упрощение конструкции клапана, для чего необходимо уменьшить количество деталей клапана и упростить форму ограничителя подъема.

Это достигается тем, что продольные перемычки разделительных пластин в нижней части снабжены поперечными полками, выполняющими функцию фиксаторов и образующими с внутренней стороны выступы для взаимодействия с наружными кромками консольных пружин и поперечных хвостовиков, которые размещены за нижней кромкой запорных элементов.

На фиг. 1 изображен самодействующий лепестковый 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 - разрез В-В на фиг. 2; на фиг. 5 - вид по стрелке Д на фиг. 4; на фиг. 6 - вид по стрелке Г на фиг. 2; на фиг. 7 - вид по стрелке Г на фиг. 2, показывающий возможный вариант фиксации рабочих пластин.

Клапан содержит прижатые друг к другу седла 1 прямоугольного сечения с каналами 2 и окнами 3 для прохода газа, ограничители подъема 4 съемных рабочих пластин 5, а также установленные между смежными седлами 1 разделительные пластины 6, имеющие вырезы 7, разделенные продольными перемычками 8, которые образуют боковые кромки 9 ниш для размещения съемных рабочих пластин 5 переменной жесткости, каждая из которых выполнена в виде запорного элемента 10 (лепестка), соединенного с консольными пружинами 11, снабженными поперечными хвостовиками 12. При этом продольные перемычки 8 разделительных пластин 6 в нижней части снабжены поперечными полками 13, образующими с внутренней стороны вырезов 7 выступы 14 для взаимодействия с наружными кромками 15 консольных пружин 11 и поперечных хвостовиков 12, которые размещены за нижней кромкой 16 запорных элементов 10.

Такое выполнение позволяет использовать выступы 14 поперечных полок 13 в качестве фиксаторов рабочих пластин 5.

Как вариант в предложенной конструкции клапана для образования окон 3 для выхода газа использована промежуточная пластина 17 с окнами, которая установлена на ребрах жесткости 18 газовых каналов 2.

На фиг. 2 показан сложный разрез А-А клапана, где в левой стороне разреза в нише находится рабочая пластина 5, а в правой стороне пустая ниша без рабочей пластины.

На фиг. 3 показан разрез Б-Б седла клапана, показывающий наличие в пакете седел промежуточной пластины 17 с окнами 3, разделительной пластины 6 и седла 1.

На фиг. 4 показан разрез В-В только седла 1 без разделительной пластины 6 и промежуточной пластины 17.

На фиг. 5 показан вид по стрелке Д, характеризующий простоту конструкции седла 1 со стороны ограничителя подъема 4. Такая форма седла как со стороны ограничителя, так и со стороны газовых каналов 2 позволяет использовать при механической обработке седла простой метод фрезерования без использования станков с ЧПУ (числовое программное управление), которое раньше использовалось для формирования ниши рабочих пластин и фиксаторов из-за их сложной формы. Кроме того, по сравнению с прототипом (2) из конструкции исключена дополнительная пластина, которая использовалась для формирования фиксаторов.

На фиг. 6 показан вид по стрелке Г, поясняющий вариант фиксации рабочей пластины на поперечной полке 13. В этом варианте поперечные хвостовики 12 консольных пружин 11 отогнуты в сторону ограничителя подъема 4, а фиксация (упор) рабочей пластины обеспечивается кромкой 15 консольных пружин.

На фиг. 7 показан вид по стрелке Г, поясняющий другой вариант фиксации рабочей пластины на поперечной полке 13, когда поперечные хвостовики 12 отогнуты в сторону седла и заходят за поперечную полку 13.

Открытие и закрытие окон 3 запорным элементом 10 рабочей пластины 5 происходит при возникновении разности давлений до и после клапана, что обеспечивает его самодействие.

Согласно изобретению обеспечивается точная и надежная фиксация рабочих пластин 5 в нише клапана, которая может быть образована в разделительной пластине 6 методом штамповки, а также простое извлечение рабочей пластины из клапана в случае необходимости ее замены.

Т. к. роль седла и ниш для рабочих пластин выполняют стальные пластины, седла защищены и не изнашиваются, а поэтому могут быть изготовлены из более мягких материалов, например из пластмассы.

При установке рабочей пластины 5 в нишу ее заводят так, чтобы поперечные хвостовики шли сзади запорного элемента.

При заводке рабочей пластины в нишу до упора поперечные хвостовики 12 защелкивают рабочую пластину после прохождения поперечных полок 13 на выступах 14.

Съемка рабочих пластин осуществляется с помощью пластины съемника, которая снимает поперечные хвостовики 12 или консольные пружины 11 в зависимости от варианта фиксации с выступов 14.

Источники информации, принятые во внимание:
1. Обзорная информация. Самодействующие прямоточные клапаны воздушных и газовых поршневых компрессоров. ЦИНТИХИМнефтемаш. Серия ХМ-5 М., 1977.

2. Патент РФ на "Самодействующий прямоточный клапан" N 2041412 F 16 K 15/16, F 04 B 39/10, Бюлл. N 22, 1995.

Самодействующий лепестковый прямоточный клапан предназначен для машин объемного действия. Самодействующий лепестковый прямоточный клапан содержит прижатые друг к другу седла прямоугольного сечения с каналами и окнами для прохода газа, ограничители подъема и фиксаторы, установленные между смежными седлами разделительные пластины, которые имеют вырезы, разделенные продольными перемычками. Продольные перемычки образуют ниши для размещения съемных рабочих пластин переменной жесткости, каждая из которых взаимодействует с фиксаторами и выполнена в виде запорного элемента. Запорные элементы соединены с консольными пружинами, которые снабжены поперечными хвостовиками. Продольные перемычки разделительных пластин в нижней части снабжены поперечными полками, которые выполняют функцию фиксаторов и образуют с внутренней стороны выступы для взаимодействия с наружными кромками консольных пружин и поперечных хвостовиков, которые размещены за нижней кромкой запорных элементов. Изобретение позволяет упростить конструкцию клапана, повысить его надежность и безопасность. 7 ил.

Самодействующий лепестковый прямоточный клапан распределительный или обратный для машин объемного действия, содержащий прижатые друг к другу седла прямоугольного сечения с каналами и окнами для прохода газа, ограничители подъема и фиксаторы, а также установленные между смежными седлами разделительные пластины, имеющие вырезы, разделенные продольными перемычками, которые образуют ниши для размещения съемных рабочих пластин переменной жесткости, каждая из которых взаимодействует с фиксаторами и выполнена в виде запорного элемента, соединенного с консольными пружинами, снабженными поперечными хвостовиками, отличающийся тем, что продольные перемычки разделительных пластин в нижней части снабжены поперечными полками, выполняющими функцию фиксаторов и образующими с внутренней стороны выступы для взаимодействия с наружными кромками консольных пружин и поперечных хвостовиков, которые размещены за нижней кромкой запорных элементов.