ПРЯМОТОЧНЫЙ КЛАПАН Российский патент 2008 года по МПК F16K15/16 F04B39/10 

Изобретение относится к поршневым компрессорным машинам как общего, так и специального назначения.

Известны самодействующие клапаны прямоточного типа, содержащие седло с продольными пазами, вдоль которых расположены запорные органы-пластины (Френкель М.П. Поршневые компрессоры, Л.: Машиностроение, 1960, с.526).

Недостатком известных клапанов является высокая частота отказов и большая величина вредного пространства.

Наиболее близким к описываемому техническому решению является прямоточный клапан для поршневых компрессорных машин, содержащий седло с продольными V-образными пазами, размещенные в пазах седла запорные органы (пластины), ленточные пружины, плоское кольцо, Z-образную втулку (SU 399620 А, 06.11.1974).

Недостатком известного клапана является малая наработка на отказ, большая высота седла, величина которой предопределяет большую металлоемкость, высокую трудоемкость в изготовлении и большую величину вредного объема, которая приводит к снижению производительности компрессора, что отрицательно сказывается на его основных технико-экономических показателях.

Большая высота клапана предопределена большой глубиной посадочного гнезда, величина которой проектировалась для установки клапанов типа ПИК (клапаны ПИК имеют высоту 65 мм, глубина посадочного гнезда >25 мм).

Скольжение кромок запорных органов и пружин по прямолинейной поверхности приводит к увеличению сил трения, а следовательно, к запаздыванию при открытии и закрытии клапана. Вследствие этого увеличиваются объемные потери газа.

Кроме того, при отогнутых концах плоских пружин последние не позволяют полностью открываться запорным органам, что отрицательно сказывается на работе клапана.

Технической задачей, поставленной в настоящем изобретении, является повышение технико-экономических показателей компрессоров, снижение сил трения для своевременного открытия и закрытия клапана.

Поставленная задача достигается тем, что в прямоточном клапане для поршневых компрессорных машин, содержащем седло с продольными V-образными пазами, размещенные в пазах седла запорные органы (пластины), ленточные пружины, плоское кольцо, Z-образную втулку, контактная поверхность плоского кольца с пластинами и пружинами выполнена криволинейной, например, с радиусами, равными ширине запорного органа. Малая высота клапана предопределяет небольшую величину вредного объема в нем, простоту изготовления и малую металлоемкость.

Основным недостатком клапана является недостаточная наработка на отказ плоских колец (решеток), которые истираются кромками запорных органов (пластин). Главной причиной этого износа является малая площадь контакта между пластинами и кольцами (решетками). Так толщина пластин находится в пределах - 0,5-0,7 мм. Скорость износа любой пары трения пропорциональна удельному давлению на поверхность трения. При увеличении площади контакта в паре трения пропорционально снижается удельное давление, а следовательно, и скорость износа. Для достижения этой цели верхние кромки пластин загнуты. Ширина загиба 1,5-3 мм.

Кроме того, с целью свободного перемещения запорных органов концы плоских пружин подрезаны.

Для предотвращения износа Z-образной втулки концами запорных органов-пластин и пружин между седлом и ею ставится предохранительное разрезное кольцо.

На фиг.1 показан прямоточный клапан в разрезе, на фиг.2 - запорный орган-пластина, на фиг.3 изображена криволинейная поверхность контакта плоского кольца с запорными органами и пружинами.

Клапан содержит седло 1, запорные органы-пластины 2, ленточные пружины 3, плоское кольцо (решетка) 4, Z-образную втулку 5, дожимную втулку 6, предохранительное разрезное кольцо 7, уплотнительное кольцо 8, крепежный винт 9.

Клапан работает следующим образом. При повышении давления газа со стороны его входа в седло газ давит на поверхности запорных органов-пластин и последние, сжимая пружины, перемещаются, открывая каналы (отверстия). Клапан открыт. Газ проходит через клапан. При выравнивании давлений на клапан снизу и сверху под действием пружин запорные органы перемещаются, закрывая каналы (отверстия). Клапан закрыт.

Устройство предназначено для использования в поршневых компрессорах как общего, так и специального назначения. Прямоточный клапан содержит седло с продольными V-образными пазами, плоское кольцо, Z-образную втулку. В пазах седла размещены запорные органы (пластины) и ленточные пружины. Контактная поверхность плоского кольца с пластинами и пружинами выполнена криволинейной, например, с радиусами, равными ширине запорного органа. Концы ленточных пружин подрезаны. Между Z-образной втулкой и седлом клапана по образующей размещено кольцо, а в плоской части седла - дожимная втулка. Повышаются технико-экономические показатели компрессоров. Величина вредного пространства сведена к минимуму. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Прямоточный клапан для поршневых компрессорных машин, содержащий седло с продольными V-образными пазами, размещенные в пазах седла запорные органы (пластины), ленточные пружины, плоское кольцо, Z-образную втулку, отличающийся тем, что контактная поверхность плоского кольца с пластинами и пружинами выполнена криволинейной, например, с радиусами, равными ширине запорного органа.2. Клапан по п.1, отличающийся тем, что концы ленточных пружин подрезаны.3. Клапан по п.1, отличающийся тем, что между Z-образной втулкой и седлом клапана по образующей размещено кольцо и с плоской части седла дожимная втулка.