ШАРИКОВЫЙ КЛАПАН Российский патент 2004 года по МПК F16K15/04 

Изобретение относится к области машиностроения и приборостроения, в частности к конструкции клапанных узлов насосов, преимущественно поршневых.

Устройство [1] содержит клапан двойного действия, где вместе с основным клапаном содержится дополнительный обратный клапан с запорным элементом в виде шарика. Шарик опирается на подпружиненный в направлении седла опорный элемент, установленный с образованием кольцевого зазора между наружной кольцевой поверхностью опорного элемента и поверхностью проходного канала. Выполнение обратного запорного элемента в виде шарика позволяет уменьшить массу, а следовательно, и инерционность подвижных частей клапана. В этом устройстве с целью устранения смещения шарика от оси клапана в процессе его перемещения в канале, в котором перемещается клапан, выполнены продольные пазы, а торцевые кромки пазов со стороны седла шарикового клапана расположены на расстоянии от седла внутри интервала, заданного положениями диаметральной плоскости шарикового клапана, в его крайних положениях, при этом шарик установлен в канале с минимальным зазором к его стенкам, обеспечивающим прямолинейное перемещение шарика вдоль продольной оси и точную посадку на седло. Недостатком данной конструкции является наличие пазов, что усложняет технологический процесс.

Известен обратный клапан [2], который состоит из корпуса, запорного элемента, пружины, нажимной крышки и проставочного калиброванного кольца, установленного между корпусом и нажимной крышкой, тоцовые поверхности которого притерты с контактируемыми поверхностями корпуса и нажимной крышки. Недостатком данной конструкции является то, что шарик свободно поднимается и опускается на седло, т. е. диаметр отверстия для отвода среды больше диаметра шарика. При опускании на седло шарик может смещаться относительно оси клапана. Это приводит к неустойчивой работе запорного элемента.

Известен обратный клапан [3], содержащий корпус, в полости которого размещен запорный орган, взаимодействующий с одним из двух соосно выполненных седел, а со стороны одного из седел и соосно с ним на длине, большей диаметра запорного органа, выполнена сообщенная с указанной полостью кольцевая расточка, диаметр которой равен диаметру запорного органа. Кольцевая расточка в данном случае предназначена для получения герметичности клапана, когда сбрасывают давление во входной магистрали клапана.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является нагнетательный клапан [4] топливного насоса высокого давления для бескомпрессорных дизелей, в котором в качестве запорного элемента применен шарик, прижимаемый винтовой пружиной к коническому седлу и расположенный с минимальным зазором в цилиндрическом углублении корпуса, на внутренней стенке которого выполнены предназначенные для прохода топлива продольные каналы, не доходящие до дна углубления. Недостатком данного клапана является наличие продольных каналов на внутренней стенке цилиндрического углубления. Если эту конструкцию применить на, скажем, клапанах ручных поршневых насосов, то при малых размерах шарика пазы получаются тоже очень малыми. Диаметр их много меньше длины и трудно выполним.

Целью предлагаемого изобретения является упрощение технологического процесса при обеспечении высокой центровки шарика на коническое седло, увеличение времени эксплуатации клапана.

Цель достигается тем, что в шариковом клапане, содержащем корпус, шарик, расположенный в проходном канале, выполненном ступенчатым, при этом шарик прижат винтовой пружиной к коническому седлу и размещен в проходном канале с минимальным зазором в одной из его ступеней, а пружина взаимодействует с шариком через опорный элемент, минимальный зазор между стенками канала и шариком выполнен по длине выше от диаметральной плоскости шарика на 0,5-1 мм.

Цель достигается еще и тем, что опорный элемент шарикового клапана выполнен со сквозным проходным отверстием с конической поверхностью в месте сопряжения с шариком. Новым и существенным является выбор размера длины зазора между шариком и стенками канала оптимальным. Этот размер выбран расчетным и опытным путем. Он определяет ход шарика, обеспечивающий высокую точность центровки шарика как при работе клапана, так и при сборочном технологическом процессе, когда пробивается коническое седло. Опорный элемент, на который насажена пружина и сопрягаемый с шариком, также помогает центровке шарика на конической поверхности седла. Выполненное в нем проходное отверстие уменьшает гидравлическое сопротивление шарового клапана.

Пример конструкции шарового клапана по предлагаемому изобретению изображен на чертеже.

Устройство содержит корпус 1, проходной канал 2, выполненный ступенчатым, шарик 3, размещенный в одной из ступеней канала 4 с минимальным зазором. Шарик 3 прижат к коническому седлу 5 пружиной 6, которая расположена между втулкой 7 и опорным элементом 8, сопрягаемым конической поверхностью 9 с шариком 3. Опорный элемент 8 и втулка 7 выполнены сквозными. Минимальный зазор Н выполнен по высоте от диаметральной плоскости шарика на 0,5-1 мм. При повышении давления рабочей среды со стороны подвода в корпусе 1 шарик 3 приподнимается, обеспечивая расход среды через клапан. При понижении давления шарик 3 закрывает подвод среды. Такая конструкция клапана обеспечивает высокую центровку шарика в клапане на седло, сохранение герметичности при закрытии клапана при более длительных сроках эксплуатации.

ЛИТЕРАТУРА
1. RU 2052653, F 02 M 59/46.

2. AC 419676, F 16 K 15/04.

3. RU 2059138, F 16 K 15/04.

4. AC 109108, F 02 M 59/46.

Изобретение относится к машиностроению и приборостроению, в частности к конструкциям клапанных узлов насосов, преимущественно поршневых, и предназначено для надежного перекрытия магистралей при повышенных давлениях. Шариковый клапан содержит корпус, шарик, расположенный в проходном канале. Проходной канал выполнен ступенчатым. Шарик прижат винтовой пружиной к коническому седлу. Шарик размещен в проходном канале с минимальным зазором в одной из его ступеней. Пружина взаимодействует с шариком через опорный элемент. Минимальный зазор между стенками канала и шариком выполнен по длине выше от диаметральной плоскости шарика на 0,5-1 мм. Изобретение направлено на упрощение технологического процесса при обеспечении высокой центровки шарика на коническое седло и увеличение времени эксплуатации клапана. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Шариковый клапан, содержащий корпус, шарик, расположенный в проходном канале, выполненном ступенчатым, при этом шарик прижат винтовой пружиной к коническому седлу и размещен в проходном канале с минимальным зазором в одной из его ступеней, а пружина взаимодействует с шариком через опорный элемент, отличающийся тем, что минимальный зазор между стенками канала и шариком выполнен по длине выше от диаметральной плоскости шарика на 0,5 - 1 мм.2. Шариковый клапан по п.1, отличающийся тем, что опорный элемент выполнен со сквозным продольным отверстием с конической поверхностью в месте сопряжения с шариком.