ОБРАТНЫЙ КЛАПАН Российский патент 2005 года по МПК F16K15/14 F16K7/17 

Изобретение относится к области машиностроения, приборостроения, может быть использовано в медицинской технике и предназначено для односторонней подачи рабочей среды (жидкости или газа) в гидравлических или пневматических системах.

Известен обратный клапан для текучих сред с малыми различиями в давлении, состоящий из составного корпуса с впускным и выпускным патрубками и выполненный из упругого материала мембранного диска (патент DE 19545452 С1, заявка №19545452.9, опубл.14.11.1996 г.).

Известен обратный клапан, выбранный в качестве прототипа, состоящий из составного корпуса и крышки с впускным и выпускным патрубками, размещенным внутри корпуса рабочим элементом стороны впуска и выполненный из упругого материала мембранного диска (патент US 93/04990 от 26.05.1993 г., PCT(WO), A1, 93/24777, 1995 г., №9, стр.37).

В обоих случаях недостатком данных технических решений является малая пропускная способность, значительное сопротивление движению рабочей среды со стороны мембранного диска и невозможность гасить или компенсировать импульсы обратного потока или гидроудары при использовании данных клапанов в гидросистемах.

Заявляемое изобретение направлено на решение задачи создания обратного клапана с минимальным количеством движущихся деталей для гидравлических и пневматических систем. Техническим результатом, который может быть получен при осуществлении изобретения, является увеличение надежности работы обратного клапана. Он достигается тем, что обратный клапан, содержащий корпус и крышку с впускным и выпускным патрубками, размещенный внутри корпуса рабочий элемент стороны впуска, дополнительно имеет рабочий элемент стороны выпуска, при этом рабочие элементы выполнены из эластичного материала в виде, как минимум двух стаканов, а рабочий элемент стороны впуска выполнен, как минимум из одного стакана с отогнутыми наружу краями, касающимися внутренней поверхности стенок противолежащих стаканов.

Во время работы рабочие элементы не движутся, а только упруго деформируются. Кроме того, особенности конструкции клапана позволяют частично или полностью гасить гидроудары в системах гидравлики. Рабочие элементы стороны выпуска могут быть выполнены в виде стаканов без отогнутых наружу краев.

На Фиг.1 представлен двухсекционный клапан в сборе; на Фиг.2 - рабочий элемент стороны впуска; на Фиг.3 - рабочий элемент стороны впуска, вид со стороны впускного патрубка; на Фиг.4 - рабочий элемент стороны выпуска; на Фиг.5 - односекционный клапан; на Фиг.6 - четырехсекционный клапан и путь движения рабочей среды; на Фиг.7 - один из вариантов многосекционного клапана.

Предлагаемый обратный клапан содержит корпус 1, крышку 2, рабочий элемент 3 стороны впуска, рабочий элемент 4 стороны выпуска (Фиг.1). Корпус 1 выполнен в виде цилиндрического стакана с отверстием в центре дна и с выходящим наружу из дна патрубком 5. Крышка 2 представляет собой диск с центральным отверстием и патрубком 6. Рабочий элемент стороны впуска 3 представляет собой стакан 7 со сплошным дном, снаружи дно выполнено в форме круглого конуса, обращенного вершиной к впускному отверстию, от вершины конуса радиально в стороны выполнены ребра жесткости 8, края которых выходят за внешние размеры дна стакана и образуют внешние упоры, наружный диаметр которых равен внутреннему диаметру корпуса и посредством которых рабочий элемент центруется и фиксируется от осевых перемещений внутри корпуса клапана крышкой 2. Высота ребер жесткости больше высоты конуса, т.е. больше толщины дна стакана в центральной части. Ширина ребер жесткости уменьшается от края дна к вершине конуса. Стенки стакана 7 имеют переменную толщину, постепенно уменьшающуюся от дна к открытой части. Края стакана отогнуты наружу и образуют выступающую наружу под углом к стенке стакана кольцевую кромку 9. В зависимости от модификации клапана рабочий элемент может состоять из одного или нескольких стаканов аналогичной формы, но меньших диаметров, установленных коаксиально на общем дне (Фиг.1, 5-7). Рабочий элемент стороны выпуска 4 выполнен в форме цилиндрического стакана 10 с отверстием в центре дна, совпадающим с отверстием выпускного патрубка. Стакан 10 плотно вставлен в корпус клапана 1. В зависимости от модификации клапана рабочий элемент стороны выпуска может быть выполнен в виде одного или нескольких внутренних стаканов, установленных коаксиально на общем дне. Стаканы рабочего элемента стороны выпуска могут иметь различные формы:

- форма, аналогичная форме стаканов рабочего элемента стороны впуска (Фиг.1, 6);

- аналогичная форма но без отогнутых наружу кромок (не показано);

- форма цилиндрического стакана с одинаковой по высоте толщиной стенок (Фиг.7).

В собранном виде обратный клапан представляет собой заключенные в корпус 1 с крышкой 2 рабочие элементы стороны впуска 3 и стороны выпуска 4, при этом рабочий элемент стороны впуска 3 выступающими концами ребер жесткости 8 упирается в края стакана 10, а стакан 7 входит внутрь стакана 10 и отогнутым краем 9 касается внутренней поверхности стенок стакана 10. В свою очередь внутренний стакан 11 входит внутрь стакана 7, касаясь внутренней поверхности стенок отогнутым краем 12. При наличии нескольких, коаксиально установленных стаканов рабочих элементов стороны впуска и стороны выпуска, стаканы соответственно входят друг в друга, при этом отогнутые края стаканов обязательно касаются внутренней поверхности стенок противолежащих стаканов (Фиг.1, 5-7).

Обратный клапан работает следующим образом. Рабочая среда (жидкость или газ) поступает через впускной патрубок 6 и по каналам, образованным днищевым конусом, ребрами жесткости 8 и крышкой 2, входит в полость между стенками стаканов 7 и 10. Далее под воздействием давления рабочей среды отогнутый край 9 и прилегающая к нему стенка стакана 7 упруго деформируются и сквозь образовавшуюся щель рабочая среда поступает в полость между стенками стаканов 7 и 11. Здесь происходит аналогичный процесс открытия, и рабочая среда поступает в выпускную полость, откуда через выпускной патрубок 5 рабочая среда подается к потребителю. При падении давления отогнутые края и стенки стаканов вернутся в исходное положение. В случае, если давление рабочей среды в выпускной полости превысит давление во впускной полости, то отогнутый край 12 и прилегающая к нему стенка стакана 11 сработают в обратном направлении, т.е. под действием избыточного давления стенка стакана 11 будет растягиваться и прижимать отогнутый край 12 к внутренней поверхности стенки стакана 7. В случае, если по какой-либо причине уплотнения не произойдет, то аналогичным образом сработает стакан 7. Форма запирающих стаканов такова, что чем больше обратное давление, тем с большим усилием прижимаются отогнутые края стаканов.

Обратный клапан предназначен для использования в области машиностроения. Обратный клапан содержит рабочие элементы стороны выпуска и впуска. Рабочие элементы выполнены из эластичного материала в виде, как минимум, двух стаканов. Рабочий элемент стороны впуска выполнен, как минимум, из одного стакана с отогнутыми наружу краями. Последние касаются внутренней поверхности стенок противолежащих стаканов. Обеспечивается увеличение надежности работы клапана. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Обратный клапан, содержащий корпус и крышку с впускным и выпускным патрубками, размещенный внутри корпуса рабочий элемент стороны впуска, отличающийся тем, что клапан дополнительно имеет рабочий элемент стороны выпуска, при этом рабочие элементы выполнены из эластичного материала в виде, как минимум, двух стаканов, а рабочий элемент стороны впуска выполнен, как минимум, из одного стакана с отогнутыми наружу краями, касающимися внутренней поверхности стенок противолежащих стаканов.2. Обратный клапан по п.1, отличающийся тем, что стаканы стороны впуска и выпуска выполнены с отогнутыми наружу краями, касающимися внутренней поверхности стенок противолежащих стаканов.