КРАН РАЗДАТОЧНЫЙ Российский патент 2004 года по МПК B67D5/37 

Изобретение относится к области автозаправочной техники, в частности к конструкции раздаточных кранов для топливораздаточных колонок и аналогичных по назначению устройств.

Наибольшее распространение получили раздаточные краны с автоматическим отключением при заполнении емкости до определенного уровня. Данную группу кранов, выпускаемых ведущими фирмами: “Elaflex” мод. ZVA20, “Aster Boutillon” мод. LAC22, “Dover Corporation” мод. OPW11A, “Tatsuno”-Автосопло, “ГОСНИТИ” мод. 03-4382 и т.д., можно разделить на два типа:

- основной клапан, выполняющий одновременно функции как основного клапана, так и отсечного, участвующего в создании эжекции;

- основной и отсечной клапаны выполнены раздельно в виде самостоятельных механизмов.

К первому типу относится кран мод. 03-4382 ГОСНИТИ отечественного производства. В корпусе этого крана размещен механизм автоматического управления, выполненный в виде диафрагмы, состоящей из мембраны и обоймы с роликами, а также комбинированный клапанный механизм, выполняющий одновременно функцию управляемого вручную основного клапана, так и отсечного, участвующего в создании эжекции.

Комбинированный клапанный механизм представляет собой шток в сборе, у которого шток и стержень имеют продольный и поперечный пазы, которые совмещены в собранном виде. Шток под действием надетой на него пружины прижимает клапан к седлу и одновременно прижимается пружиной, расположенной в штоке, т.е. воздействуют одновременно две пружины, одна для обеспечения его работы в качестве основного, а другая - в качестве отсечного.

При заправке емкости топливом под действием рычага шток в сборе сжимает надетую на него пружину и отходит от клапана. Под действием давления топлива клапан, преодолевая сопротивление второй пружины, отходит от седла.

В месте выхода струи топлива из седла в ней создается зона разрежения, связанная вакуумным каналом с надмембранной полостью.

При перекрытии топливом этого канала в ней создается вакуум, под действием которого мембрана поднимает ролики из паза штока в сборе. Жесткая связь стержня и штока нарушается. Стержень под действием пружины перемещается по штоку и прижимает клапан к седлу, прекращая выдачу топлива.

Недостатком такого крана является значительное удаление отсечного клапана от выхода из корпуса крана, достаточно большие гидравлические сопротивления, ударная нагрузка на клапан, создаваемая мощной пружиной, приводит к постепенному разрушению уплотнительных поверхностей клапана и седла.

Известен топливораздаточный кран модели ZVA20 (ZapfVentul Automatic), выпускаемый фирмой “Elaflex” (ФРГ), выбранный в качестве прототипа.

Этот кран состоит из аналогичных по назначению с предыдущим аналогом основных элементов, но основной и отсечной клапаны выполнены раздельно в виде самостоятельных механизмов.

Разделение основного и отсечного клапанов, а также размещение последнего на выходе корпуса крана устраняет часть недостатков предыдущего аналога.

Однако в силе остаются характерные для них недостатки - большие гидравлическое сопротивление и ударная нагрузка на клапан.

В целом эти недостатки снижают эксплуатационные возможности кранов.

Техническим результатом заявленного изобретения является повышение эксплуатационной надежности за счет снижения гидравлического сопротивления, ударной нагрузки на клапан и упрощение в управлении краном раздаточным.

Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемой конструкции крана раздаточного, включающего имеющий входную и выходную полости корпус с направляющей трубой, основной клапан со штоком, выполненное в корпусе седло, рычаг управления и отсечное устройство, размещенное в направляющей трубе, на корпусе установлена крышка с выполненным в ней загрузочным каналом и размещенными в последнем клапанами с седлами, основной клапан со штоком размещен в крышке и имеет тарельчатое основание для перекрытия отверстия седла и защемленную на штоке и между корпусом и крышкой мембрану с образованием во входной полости корпуса подмембранной полости, а в крышке - надмембранной полости, причем подмембранная и надмембранная полости сообщены между собой посредством загрузочного канала, шток основного клапана выполнен полым и имеет установленные на нем две направляющие втулки и конус, расположенный между клапанами загрузочного канала с возможностью постоянного сопряжения с ними, в штоке выполнены нижний и верхний пазы, причем внутри штока размещена пружина, опирающаяся нижним концом на ось, установленную в нижнем пазе шока и закрепленную на одной из втулок, а верхним концом пружина подпирает штангу, которая посредством другой оси, размещенной в верхнем пазе штока, соединена с конусом, при этом рычаг управления установлен на крышке с возможностью постоянного сопряжения со штоком, а шток нижним концом постоянно сопряжен с основным клапаном. Отсечное устройство имеет распределитель, выполненный с двумя разделенными каналами и поперечным пазом, и поплавковую камеру с поплавком.

Такое конструктивное выполнение заявленного крана раздаточного позволяет повысить эксплуатационную надежность, поскольку сообщение надмембранной и подмембранной полостей между собой посредством загрузочного канала обеспечивает разную по величине загруженность этих полостей, благодаря чему обеспечивает перемещение основного клапана.

Причем перемещение, ограничение и фиксация основного клапана, его управление осуществляется за счет размещения клапанов и седел в загрузочном канале на входе и на выходе надмембранной полости и штоком в сборе, причем сам шток находится в постоянном соприкосновении вверху с рычагом управления, установленный на крышке, и подпирается через шток пружиной, а внизу - с основным клапаном, т.е. при переводе рычага управления из верхнего положения в нижнее, шток со штангой и конусом одновременно поднимаются вверх, а так как конус поднимается вверх, то клапаны загрузочного канала перемещаются и загруженность надмембранной полости уменьшается, первоначальное равновесие загруженности между подмембранной и надмембранной полостями нарушается и основной клапан поднимается вверх, основание которого освобождает отверстие седла, а при перемещении штанги в нижнее положение процесс проходит наоборот, в свою же очередь автоматическое управление основным клапаном осуществляется отсечным устройством, сообщающимся на выходе с загрузочном каналом и установленное в направляющей трубе, содержащее поплавковую камеру, в которой размещены втулка, поплавок (отсечной клапан) и распределитель, т.е. в рабочем режиме крана загруженность надмембранной полости передается по выходному каналу в распределитель, а загруженность заправляемой тары при достижении выше предельной передается в поплавковую камеру и воздействует на поплавок, который поднимается вверх и перекрывает выходное отверстие распределителя. Загрузочный канал перекрывается, загруженность в надмембранной полости возрастает, равновесие загруженности в надмембранной и в подмембранной полостях нарушается, клапан перемещается вниз и кран выключается, что, в свою очередь, позволяет снизить гидравлическое сопротивление ударной нагрузки на основной клапан и упростить управление краном раздаточным.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид крана в разрезе; на фиг.2 - основной клапан; на фиг.3 - шток в сборе; на фиг.4 - отсечное устройство.

Кран раздаточный содержит (фиг.1) корпус 1, основной клапан 2, крышку 3, клапаны 4 и седла 5, шток в сборе 6, рычаг управления 7, шток 8, пружину 9, направляющую трубу 10, отсечное устройство 11 и гибкий шланг 12.

Основной клапан в сборе 2 (фиг.2) состоит из тарельчатого основания 13, мембраны 14 и оси 15. Шток в сборе 6 (фиг.3) содержит полый шток 16 с двумя симметричными верхним 26 и нижним 27 пазами, конус 17, две оси 18, две втулки 19, пружину 20 и штангу 21.

Отсечное устройство 11 (фиг. 4) состоит из поплавковой камеры 22, поплавка 23, втулки 24 и распределителя 25.

Кран раздаточный работает следующим образом.

При заправке емкости топливом рычаг управления 7 из верхнего положения переводится в нижнее, сжимая пружину 9, а шток 16 одновременно с конусом 17 и штангой 21 под действием пружины 20 поднимается вверх.

Нагнетаемое насосом топливораздаточной колонки или аналогичного по назначению устройства топливо поступает во входную и надмембранную полости, оказывая давление на нижнюю и верхнюю поверхности мембраны 14, причем давление в надмембранной полости ниже, чем во входной полости за счет установленных между клапанами 4 и седлами 5 в загрузочном канале. Таким образом, разность давлений, создаваемая топливом между входной и надмембранной полостями, поднимает основной клапан 2 вверх и открывает проход топливу на выдачу в тару потребителя, а также топливо, выходящее из надмембранной полости и проходя через отсечное устройство 11, поступает в тару потребителя.

При необходимости снижения или прекращения подачи топлива требуется нажать на штангу 21 и конус 17 также опустится вниз. Причем конус 17 переместит клапаны 4, которые перекроют зазор между седлами 5. Давление в надмембранной полости возрастет и основной клапан 2 опустится вниз, перекрывая седло корпуса 1, подача топлива в тару потребителя прекратится, а рычаг управления 7 под действием пружины 9 возвратится в исходное положение и кран снова готов к последующему включению.

В автоматическом режиме работы крана, т.е. при заполнении тары топливом до определенного уровня, в отсечном устройстве 11 поплавок 23 поднимается вверх и перекрывает выходное отверстие распределителя 25. Процесс повторяется как и при выключении крана.

Кран раздаточный относится к области автозаправочной техники. В корпусе установлен основной клапан из тарельчатого основания, перекрывающего отверстие седла и мембраны. При переводе рычага управления из верхнего положения в нижнее шток со штангой и конусом одновременно поднимаются вверх, а т.к. конус поднимается вверх, то клапаны загрузочного канала перемещаются, и загруженность надмембранной полости уменьшается, первоначальное равновесие загруженности между подмембранной и надмембранной полостями нарушается и основной клапан поднимается вверх, освобождая отверстие седла корпуса. При перемещении штанги в нижнее положение процесс проходит наоборот. Автоматическое управление основным клапаном осуществляется отсечным устройством, сообщающимся на выходе с загрузочным каналом и установленным в направляющей трубе, содержащим поплавковую камеру, в которой размещены втулка, поплавок и распределитель. В рабочем режиме крана загруженность надмембраной полости передается по выходному каналу в распределитель, а загруженность заправляемой тары при достижении выше предельной передается в поплавковую камеру и воздействует на поплавок, который поднимается вверх и перекрывает выходное отверстие распределителя. Загрузочный канал перекрывается, загруженность в надмембранной полости возрастает, равновесие загруженности в надмембранной и в подмембранной полостях нарушается, клапан перемещается вниз и кран выключается. Изобретение обеспечивает надежную работу без ударных нагрузок. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Кран раздаточный, включающий имеющий входную и выходную полости корпус с направляющей трубой, основной клапан со штоком и выполненное в корпусе седло, рычаг управления, отсечное устройство, размещенное в направляющей трубе, отличающийся тем, что он снабжен установленной на корпусе крышкой с выполненным в ней загрузочным каналом и имеющей клапаны с седлами, размещенными в загрузочном канале, основной клапан со штоком размещен в крышке и имеет тарельчатое основание для перекрытия отверстия седла и защемленную на штоке и между корпусом и крышкой мембрану с образованием во входной полости корпуса подмембранной полости, а в крышке - надмембранной полости, причем подмембранная и надмембранная полости сообщены между собой посредством загрузочного канала, шток основного клапана выполнен полым и имеет установленные на нем две направляющие втулки и конус, расположенный между клапанами загрузочного канала с возможностью постоянного сопряжения с ними, в штоке выполнены нижний и верхний пазы, причем внутри штока размещена пружина, опирающаяся нижним концом на ось, установленную в нижнем пазу штока и закрепленную на одной из втулок, а верхним концом пружина подпирает штангу, которая посредством другой оси, размещенной в верхнем пазу штока, соединена с конусом, при этом рычаг управления установлен на крышке с возможностью постоянного сопряжения со штоком, а шток нижним концом постоянно сопряжен с основным клапаном.2. Кран раздаточный по п.1, отличающийся тем, что отсечное устройство имеет распределитель, выполненный с двумя разделенными каналами и поперечным пазом, и поплавковую камеру с поплавком.