ОБРАТНЫЙ КЛАПАН Российский патент 2004 года по МПК F16K15/14 

Настоящее изобретение относится к обратному клапану.

Известен обратный клапан, содержащий клапанный элемент, имеющий периферийную поверхность и канал с выходным отверстием с любой стороны, причем выходное отверстие на одном конце канала уплотнено клапанным элементом, который обеспечивает освобождение выходного отверстия при заданном давлении в канале, которое выше давления окружающей среды, клапанный элемент содержит O-образное уплотнительное кольцо, выполненное из эластичного материала, например резины или упругой пластмассы, а одно выходное отверстие канала размещено в канавке, герметизированной клапанным элементом, а на частях, которые устанавливаются и фиксируются относительно друг друга, выполнены острые кромки, проходящие в окружном направлении (DE 201161).

В этом клапане величину продувочного давления в канале можно устанавливать посредством выбора размеров, конструкции и материала О-образного уплотнительного кольца, а также размеров и конструкции канавки, в которой размещено это уплотнительное кольцо. В такой конструкции ширина каждой канавки определяется тремя переходными элементами, которые размещены в канавке в зажатом положении. Для изменения натяжения O-образного уплотнительного кольца необходимо разобрать обратный клапан, а переходные элементы должны быть заменены немного более короткими переходными элементами, после чего обратный клапан соответственно следует собрать.

Поскольку деталей много, такая технологическая процедура не только дорогая, трудоемкая и допускающая повреждения, она также требует запаса различных переходных элементов, имеющих различные точно измеренные длины.

Задачей настоящего изобретения является создание обратного клапана типа, который можно собрать из минимально возможного количества относительно простых элементов, имеющих относительно небольшую стоимость. В частности, такой клапан можно использовать для вентиляции и продувки нагревательных приборов центрального отопления.

Согласно изобретению технический результат достигается тем, что обратный клапан содержит клапанный элемент, имеющий периферийную поверхность и канал с выходным отверстием с любой стороны, причем выходное отверстие на одном конце канала уплотнено клапанным элементом, обеспечивающим освобождение одного выходного отверстия при заданном давлении в канале, которое выше давления окружающей среды, клапанный элемент содержит O-образное уплотнительное кольцо, выполненное из эластичного материала, например из резины или упругого пластика, а одно выходное отверстие канала размещено в канавке, герметизированной клапанным элементом, и острые кромки, проходящие в окружном направлении, выполненные на частях, которые устанавливаются и фиксируются друг относительно друга. Обратный клапан дополнительно включает установочный механизм для обеспечения бесступенчатой наладки положения кольцевых острых кромок для регулирования давления продувки и для фиксирования кольцевых острых кромок относительно друг друга после регулирования давления продувки, причем установочный механизм содержит винтовое соединение, с помощью которого одна кольцевая острая кромка смещается относительно другой кольцевой острой кромки, при этом, когда давление текучей среды увеличивается, то в определенный момент O-образное уплотнительное кольцо теряет контакт с острыми кромками канавки, по крайней мере, на некоторой части острых кромок канавки, обеспечивая выход текучей среды наружу до тех пор, пока давление уменьшится до такой степени, что упругость O-образного уплотнительного кольца окажется превалирующей и O-образное кольцо снова будет упираться в острые кромки канавки по всей его периферии.

Предпочтительно в обратном клапане между выходными отверстиями на любой боковой стороне канала выполнено дополнительное выходное отверстие, которое герметизировано дополнительным О-образным уплотнительным кольцом и соединено с дополнительным каналом, имеющим второе выходное отверстие, расположенное снаружи канала.

Кольцевые острые кромки бесступенчато установлены с помощью установочного механизма, обеспечивающего фиксирование их относительно друг друга. Такая конструкция обеспечивает изменение ширины промежутка, исключая необходимость разборки всего обратного клапана. Кроме того, обеспечивается дополнительный положительный эффект, заключающийся в том, что обратный клапан можно устанавливать, регулировать и переналаживать непрерывно и бесступенчато. Следовательно, с помощью обратного клапана согласно изобретению можно предельно точно настраивать величину давления продувки и поддерживать его величину с течением времени.

Если установочный механизм содержит винтовое соединение, с помощью которого одну кольцевую острую кромку можно сместить относительно другой кольцевой острой кромки, то точную настройку и переналадку обратного клапана можно выполнить предельно простым способом, используя при этом минимальное количество элементов.

Настоящее изобретение можно также применить к обратному клапану, в котором выполнено несколько параллельных продувочных отверстий, в котором канавка дополнительно разделена кольцами и переходными элементами, и в котором в случае, когда переходные элементы неодинаковые, не только промежуток, перекрытый O-образным уплотнительным кольцом, может меняться по ширине, но промежутки также могут отличаться по ширине относительно друг друга. Если, по меньшей мере, одно дополнительное кольцо размещено в канавке с возможностью свободного смещения относительно стенок канавки, чтобы канавка была дополнительно разделена на несколько промежутков, причем все они перекрыты O-образным уплотнительным кольцом, то в таком случае трудности могут быть преодолены эффективным образом. Поскольку кольцо может свободно скользить в осевом направлении, O-образные уплотнительные кольца будут обеспечивать надлежащее взаимное распределение по ширине таким образом сформированных промежутков в случае, если в подлежащем наладке обратном клапане одна стенка канавки смещена относительно другой стенки для проведения прецизионной регулировки.

Согласно изобретению каждое дополнительное кольцо может быть O-образным уплотнительным кольцом, причем в таком случае предпочтительно, чтобы O-образное уплотнительное кольцо, которое образует дополнительное кольцо, имело диаметр больше диаметра O-образного уплотнительного кольца, которое формирует клапанный элемент. В этом случае не требуется, чтобы дополнительные уплотнительные кольца изготавливались отдельно, поскольку они являются стандартизированными и имеющимися в продаже изделиями.

Для обеспечения безопасности, в частности для защиты O-образного уплотнительного кольца от повреждений, вызванных небрежностью или невниманием, вокруг O-образного уплотнительного кольца на некотором расстоянии от него может быть установлена экранирующая крышка, соединенная с клапанным элементом, внутренняя полость которой свободно соединена с окружающим пространством.

В соответствии с другим вариантом реализации настоящего изобретения можно выполнить клапан, действующий в двух направлениях, если между выходными отверстиями, расположенными по одну сторону канала, выполнить дополнительное выходное отверстие, которое с помощью дополнительного O-образного уплотнительного кольца герметизировано и соединено с дополнительным каналом, имеющим второе выходное отверстие, расположенное снаружи канала.

Далее обратный клапан согласно изобретению будет описан в качестве примера со ссылками на варианты, показанные на чертежах, где:

фиг.1 представляет продольный разрез настраиваемого обратного клапана;

фиг.2 представляет половину вида сбоку и половину в разрезе обратного клапана, имеющего продувочный канал, который увеличен по сравнению с вариантом, показанным на фиг.1;

фиг.3 представляет разрез обратного клапана, действующего в двух направлениях;

фиг.4 представляет разрез обратного клапана, имеющего продувочный канал, который увеличен по сравнению с вариантом, показанным на фиг.2;

фиг.5 представляет разрез варианта обратного клапана, показанного на фиг.4.

На фиг.1 представлен обратный клапан 1, содержащий клапанный элемент 2, в котором выполнены центральный канал 3 и поперечный канал 4. Клапанный элемент 2 имеет фланец 6а, образующий одну стенку кольцевой канавки 7, в которую выходит поперечный канал 4 выходным отверстием 5, причем канавка перекрыта O-образным уплотнительным кольцом 9. Другая стенка канавки 7 образована частью 6в гайки, навернутой на клапанный элемент 2. Таким образом, можно устанавливать ширину канавки 7 и соответственно предварительное натяжение O-образного уплотнительного кольца 9, причем когда уменьшают размер канавки 7, то O-образное уплотнительное кольцо отжимается наружу и, следовательно, увеличивается его предварительное натяжение, при этом кольцо проходит по кругу по другой траектории. Таким способом можно устанавливать и повторно регулировать с предельной точностью давление продувки обратного клапана 1. Контргайка 6с обеспечивает фиксацию установленного положения части 6в гайки.

Обратный клапан 1 предназначен для ограничения давления текучей среды, находящейся в полости, огражденной стенками (эта полость не показана), которое не должно превышать заданного значения. Для этого, например, с помощью наружной резьбы на части 6в гайки обратный клапан 1 закреплен в стенке полости таким образом, чтобы конец канала 3 свободно входил в эту полость, в результате давление среды в полости будет передаваться в канал 3 и соответственно в поперечный канал 4 и через выходное отверстие 5 в канавку 7. При этом давление текучей среды отжимает О-образное уплотнительное кольцо наружу, растягивая его. Когда давление текучей среды увеличивается, то в определенный момент О-образное уплотнительное кольцо теряет контакт с острыми кромками канавки 7, по крайней мере, на некоторой их части, обеспечивая выход текучей среды наружу до тех пор, пока давление уменьшится до такой степени, что упругость O-образного уплотнительного кольца 9 окажется превалирующей, а это О-образное кольцо снова будет герметично упираться в острые кромки канавки 7 по всей его периферии.

На фиг.2 показаны частично в разрезе и частично на виде сбоку обратный клапан 11, содержащий цилиндрический клапанный элемент 12, в котором выполнен центральный канал 13, заканчивающийся до торца клапанного элемента 12. В стенке клапанного элемента 12 выполнены отверстия 14, которые проходят сквозь стенку на двух уровнях и заканчиваются выходным отверстием 15, соединенным с канавкой 17, причем наружные верхние кромки ее образуют гнездо в каждом случае для уплотнительного кольца 19. Две канавки 17 примыкают с одной стороны к радиальной поверхности втулки 18, выполненной на клапанном элементе 12, а, с другой стороны, они примыкают к радиальной поверхности гайки 16, навернутой на клапанный элемент 12. Таким образом, ширину канавок можно менять для установки и прецизионного регулирования давления продувки.

Обратный клапан 11 работает по существу аналогично клапану, показанному на фиг.1. Для использования нескольких поперечных каналов 14, расположенных на разных уровнях, продувочный канал в обратном клапане 11 должен быть существенно увеличен по сравнению с каналом, показанным на фиг.1.

На фиг.3 показан обратный клапан 21 двойного действия, содержащий цилиндрический клапанный элемент 22 и цилиндрический клапанный элемент 32.

Клапанный элемент 22 имеет центральный канал 23, в который с одной стороны вставлена заглушка 26, в которой выполнены поперечный канал 24. Заглушка 26 вставлена в центральный канал 23 таким образом, что остается канавка 27, которая перекрыта O-образным уплотнительным кольцом 29, упруго взаимодействующим с клапанным элементом 22 и заглушкой 26. Эта часть обратного клапана двойного действия 21 функционирует и налаживается аналогично обратному клапану 1, как это было рассмотрено применительно к фиг.1.

В клапанном элементе 32 выполнен центральный канал 33, на одном конце которого имеется крышка с отверстием, в которое герметично входит клапанный элемент 22, при этом O-образное уплотнительное кольцо 29 размещено в канале 33. Между O-образным уплотнительным кольцом 29 и крышкой канала 33 выполнены поперечные каналы 34, расположенные в стенках клапанного элемента 32, причем эти каналы проходят в периферийную канавку 37, которая снабжена уплотнительным кольцом 39, уплотняющим поперечные каналы 34. Кроме того, экранирующая крышка 40 для O-образного уплотнительного кольца 39 закреплена на клапанном элементе 32, эта экранирующая крышка 40 снабжена направленным радиально наружу фланцем 40а, который предназначен для крепления обратного клапана двойного действия 21 в стенке, окружающей полость.

В процессе монтажа в стенке обратного клапана 21 в открытый конец клапанного элемента 32 может быть соединен с полостью, давление в которой необходимо контролировать. Если это давление станет слишком высоким, то O-образное уплотнительное кольцо 39 отойдет от посадочного места на время, пока давление не достигнет снова заданной максимальной величины, которую можно получить соответствующим выбором O-образного уплотнительного кольца 39. Однако давление в этой полости может стать слишком низким. В таком случае O-образное уплотнительное кольцо 29 отойдет от посадочного места, а текучая среда может втекать до тех пор, пока не установится заданное минимальное давление в полости, определяемое соответствующим выбором O-образного уплотнительного кольца 29. Если в полости содержатся жидкость и газ и если осуществляется управление подъемом давления в этой полости, например, в системе подачи горячей воды путем пополнения жидкости, то это можно обеспечить путем герметичного соединении открытого конца клапанного элемента 22 с резервной емкостью жидкости, подавая ее в полость.

На фиг.4 представлен многозвенный обратный клапан 51 типа, показанного на фиг.2. Обратный клапан 51 содержит клапанный элемент 52, в котором выполнены центральный канал 53 и несколько поперечных каналов 54. Клапанный элемент 52 также содержит уступ 56, образующий ступенчатый фланец относительно части 52а клапанного элемента, в которой выполнены поперечные каналы 54. Вокруг части 52а установлены два металлических кольца 61, наружный диаметр которых равен диаметру уступа 56, а их внутренний диаметр больше наружного диаметра части 52а, благодаря чему кольца 61 установлены с люфтом относительно части 52а. Для облегчения центрирования колец 61 относительно части 52а, каждое кольцо 61 снабжено локальными центрирующими выступами 62. Кроме того, гильза 63 установлена с возможностью сдвига на закрытом конце части 52а, причем эта гильза соединена с частью 52а болтом 64. Наружный диаметр гильзы 63 равен наружному диаметру колец 61 и уступа 56, а ее внутренний диаметр обеспечивает ее движение по наружной периферийной поверхности части 52а со скользящей посадкой, при этом между внутренней периферийной поверхностью гильзы 63 и наружной периферийной поверхностью части 52а расположено уплотнение 65, обеспечивающее скользящее перемещение. Кольца 61 не только охватывают часть 52а с радиальным люфтом, они также допускают осевой люфт между гильзой 63 и уступом 56. Таким образом, формируются промежутки 66 между уступом 56 и кольцом 61, между двумя кольцами 61, а также между одним кольцом 61 и гильзой 63, причем каждый промежуток закрыт O-образным уплотнительным кольцом 59. Поскольку кольца 61 могут свободно скользить по части 52а в осевом направлении, то автоматически образуются три промежутка 66 одинаковой ширины. Ширина промежутков 66 и, следовательно, величина давления продувки могут быть точно отрегулированы вращением болта 64. И наконец, клапанный элемент 52 также содержит втулку 52в с наружной резьбой, обеспечивающую монтаж экранирующей крышки 60.

Также следует отметить, что при необходимости центрирующие выступы 62 можно исключить, поскольку O-образные уплотнительные кольца 59 могут обеспечить установку не только в осевом, но и в радиальном направлении. Кроме того, кольца 61 можно изготавливать также из неметаллов, например из резины или другого эластичного материала. В обратном клапане 71 согласно фиг.5 кольца 61 заменены O-образными уплотнительными кольцами 78. Обратный клапан 71 также содержит клапанный элемент 72, в котором выполнен центральный канал 73, который на одном конце запирается фланцевой частью 76, в которой выполнена посадочная канавка 76а, предназначенная для O-образного уплотнительного кольца 78. На клапанный элемент 72 навернута гайка 77, в которой также имеется посадочная канавка 77а, в которой размещено O-образное уплотнительное кольцо 78. Между O-образными уплотнительными кольцами 78, размещенными в посадочных канавках 76а и 77а, расположены два дополнительных O-образных кольца 78, установленные без натяжения, а О-образное уплотнительное кольцо 79 меньшего диаметра по сравнению с O-образными уплотнительными кольцами 78 в каждом случае герметично размещено между каждой парой O-образных уплотнительных колец 78. O-образные уплотнительные кольца 78 и 79, расположенные между двумя O-образными наружными уплотнительными кольцами 78, расположены на расстоянии от наружной круглой поверхности клапанного элемента 72, таким образом уплотняя канавку 75, образованную между наружной круглой поверхностью, фланцевой частью 76 и гайкой 77. Канавка 75 сообщена с центральным каналом 73 через поперечный канал 74. Давление продувки в обратном клапане 71 можно установить, как это было описано выше, вращением гайки 77, причем эту гайку можно зафиксировать в заданном положении контргайкой 80. Для защиты O-образных уплотнительных колец 78 и 79 выполнена экранирующая крышка 81, закрепленная на фланцевой части винтом 82.

Понятно, что в рамках настоящего изобретения, как это приведено в формуле изобретения, возможны различные варианты и модификации. Например, для наладки клапана вместо винтового соединения можно использовать скользящее стопорное соединение или установочное соединение другого типа. Кроме того, O-образное уплотнительное кольцо может иметь поперечное сечение, отличающееся от круглого. Это также относится к цилиндрическим клапанным элементам. В дополнение к этому, экранирующая крышка может быть выполнена для отсечки в перфорированной форме, при этом O-образное уплотнительное кольцо будет недоступно. Если текучая среда при продувке не должна попасть в окружающую среду, то экранирующая крышка может быть соединена с выпускным трубопроводом.

Изобретение относится к арматуростроению и предназначено для ограничения давления текучей среды в качестве обратного клапана, используемого для вентиляции и продувки нагревательных приборов центрального отопления. Обратный клапан содержит клапанный элемент, имеющий периферийную поверхность и канал с выходным отверстием с любой стороны. Выходное отверстие на одном конце канала уплотнено клапанным элементом, обеспечивающим освобождение одного выходного отверстия при заданном давлении в канале, которое выше давления окружающей среды. Клапанный элемент содержит О-образное уплотнительное кольцо. Это кольцо выполнено из эластичного материала, например из резины или упругого пластика. Одно выходное отверстие канала размещено в канавке, герметизированной клапанным элементом. Острые кромки проходят в окружном направлении и выполнены на частях, которые устанавливаются и фиксируются друг относительно друга. Включает установочный механизм для обеспечения бесступенчатой наладки положения кольцевых острых кромок для регулирования давления продувки и для фиксирования кольцевых острых кромок относительно друг друга после регулирования давления продувки. Установочный механизм содержит винтовое соединение. С помощью этого соединения одна кольцевая острая кромка смещается относительно другой кольцевой острой кромки. Когда давление текучей среды увеличивается, то в определенный момент О-образное уплотнительное кольцо теряет контакт с острыми кромками канавки, по крайней мере, на некоторой части острых кромок канавки, обеспечивая выход текучей среды наружу до тех пор, пока давление уменьшится до такой степени, что упругость О-образного уплотнительного кольца окажется превалирующей и О-образное кольцо снова будет упираться в острые кромки канавки по всей его периферии. Изобретение направлено на упрощение конструкции обратного клапана и снижение его себестоимости. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Обратный клапан, содержащий клапанный элемент, имеющий периферийную поверхность и канал с выходным отверстием с любой стороны, причем выходное отверстие на одном конце канала уплотнено клапанным элементом, обеспечивающим освобождение одного выходного отверстия при заданном давлении в канале, которое выше давления окружающей среды, клапанный элемент содержит О-образное уплотнительное кольцо, выполненное из эластичного материала, например, из резины или упругого пластика, а одно выходное отверстие канала размещено в канавке, герметизированной клапанным элементом, и острые кромки, проходящие в окружном направлении, выполненные на частях, которые устанавливаются и фиксируются друг относительно друга, отличающийся тем, что включает установочный механизм для обеспечения бесступенчатой наладки положения кольцевых острых кромок для регулирования давления продувки и для фиксирования кольцевых острых кромок относительно друг друга после регулирования давления продувки, причем установочный механизм содержит винтовое соединение, с помощью которого одна кольцевая острая кромка смещается относительно другой кольцевой острой кромки, при этом, когда давление текучей среды увеличивается, то в определенный момент О-образное уплотнительное кольцо теряет контакт с острыми кромками канавки, по крайней мере, на некоторой части острых кромок канавки, обеспечивая выход текучей среды наружу до тех пор, пока давление уменьшится до такой степени, что упругость О-образного уплотнительного кольца окажется превалирующей и О-образное кольцо снова будет упираться в острые кромки канавки по всей его периферии.2. Обратный клапан по п.1, отличающийся тем, что между выходными отверстиями на любой боковой стороне канала выполнено дополнительное выходное отверстие, которое герметизировано дополнительным О-образным уплотнительным кольцом и соединено с дополнительным каналом, имеющим второе выходное отверстие, расположенное снаружи канала.