УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ РАСХОДА Российский патент 2014 года по МПК F16K1/04 F16K1/32 F16K15/14 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к устройству для регулирования расхода, обеспечивающему возможность регулирования расхода текучей среды, протекающей между парой отверстий, в результате перемещения штока, имеющего клапанный элемент, вдоль осевого направления.

Предпосылки создания изобретения

Как показано в публикации №04-095180 выложенной заявки на полезную модель, авторами настоящего изобретения предложено устройство для регулирования расхода, подключаемое через трубопровод к гидро- или пневмоприводу, такому как цилиндр или т.п.и обеспечивающее возможность управления работой гидро- или пневмопривода в результате регулирования расхода текучей среды, подводимой и отводимой из гидро- или пневмопривода.

Краткое изложение сущности изобретения

Общей целью настоящего изобретения является создание устройства для регулирования расхода, позволяющего сократить число комплектующих и упростить процесс сборки, а также уменьшить размеры устройства.

Объектом настоящего изобретения является устройство для регулирования расхода с возможностью регулирования расхода текучей среды, протекающей между парой отверстий, образуемой первым отверстием и вторым отверстием, в результате перемещения штока, имеющего клапанный элемент, в направлении оси, содержащее: первый корпус, включающий в себя соединительную муфту с первым отверстием, с которой соединяется труба для подвода или отвода текучей среды, направляющий элемент для направления штока вдоль направления оси и седло, на которое садится клапанный элемент; и второй корпус, установленный в нижней части первого корпуса и снабженный вторым отверстием для подвода и отвода текучей среды, причем на внешней окружной поверхности первого корпуса сформирован держатель, который удерживает контрольный клапан, контактирующий с внутренней окружной поверхностью второго корпуса, между первым корпусом и вторым корпусом сформирован канал для текучей среды, который сообщается с первым отверстием и через который протекает текучая среда, и первый соединительный элемент на концевом участке внешней окружной поверхности первого корпуса соединен со вторым соединительным элементом на концевом участке второго корпуса.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - полное сечение устройства для регулирования расхода согласно первому примеру осуществления настоящего изобретения;

Фиг.2 - увеличенное сечение, иллюстрирующее второй корпус и участок первого корпуса в устройстве для регулирования расхода, представленном на фиг.1;

Фиг.3 - вид устройства для регулирования расхода, представленного на фиг.1, в перспективе в разобранном состоянии;

Фиг.4 - сечение устройства, представленного на фиг.2, по линии IV-IV;

Фиг.5 - полное сечение устройства для регулирования расхода согласно варианту примера осуществления;

Фиг.6 - частичный вид сверху устройства для регулирования расхода, представленного на фиг.1;

Фиг.7 - сечение устройства, представленного на фиг.2, по линии VII-VII;

Фиг.8 - полное сечение, иллюстрирующее открытое состояние клапана, при котором рукоятка в устройстве для регулирования расхода, представленном на фиг.1, находится в поднятом вверх положении, а игольчатый клапан снят с седла.

Фиг.9 - сечение устройства, представленного на фиг.8, по линии IX-IX;

Фиг.10 - полное сечение устройства для регулирования расхода согласно второму примеру осуществления настоящего изобретения;

Фиг.11 - вид устройства для регулирования расхода, представленного на фиг.10, в перспективе в разобранном состоянии; и

Фиг.12 - сечение устройства, представленного на фиг.10, по линии XII-XII.

Описание примеров осуществления

На фиг.1 ссылочной позицией 10 обозначено устройство для регулирования расхода согласно первому примеру осуществления настоящего изобретения.

Как показано на фиг.1-4, устройство 10 для регулирования расхода включает в себя первый корпус 14 с первым отверстием 12, к которому подводится текучая среда под давлением, и второй корпус 18 со вторым отверстием 16, из которого осуществляется отвод текучей среды под давлением, смонтированный на первом корпусе 14, клапанный механизм 20, регулирующий протекание текучей среды под давлением (например, сжатого воздуха), которая протекает из первого отверстия 12 во второе отверстие 16, и рукоятку (управляющий элемент) 22 для ручного регулирования расхода текучей среды под давлением с помощью клапанного механизма 20. Фиг.1 и 2 иллюстрируют закрытое состояние клапана, при котором сообщение между первым отверстием 12 и вторым отверстием 16 блокируется игольчатым клапаном (штоком) 24, образующим клапанный механизм 20.

Кроме того, первый и второй корпусы 14, 18 выполнены, например, из материала на основе синтетической смолы.

Первый корпус 14 состоит из основного отсека 26, выполненного, например, из материала на основе синтетической смолы, в виде цилиндра заданной длины, вытянутого вдоль осевого направления (вдоль направления стрелок А и В), соединительного отсека (соединительной муфты) 28 с первым отверстием внутри, соединенного с основным отсеком 26 со стороны его боковой поверхности, и первого соединительного элемента (второго фитингового элемента) 30, сформированного со стороны внешней окружной поверхности основного отсека 26 для соединения со вторым корпусом 18.

Основной отсек 26 состоит из первого трубчатого участка 32, сформированного на нижнем концевом участке этого отсека, второго трубчатого участка (направляющего элемента) 34, который соединен с верхней частью первого трубчатого участка 32 и диаметр которого превышает диаметр этого первого трубчатого участка 32, и третьего трубчатого участка 36, который соединен с верхней частью второго трубчатого участка 34 и диаметр которого превышает диаметр этого второго трубчатого участка 34. При этом внутри этих трубчатых участков 32, 34, 36 с первого по третий имеются сквозные отверстия соответственно 38, 40, 42 с первого по третье. Трубчатые участки 32, 34, 36 с первого по третий сформированы так, что диаметры их внешней окружной поверхности меняются при переходе от первого трубчатого участка 32 к третьему трубчатому участку 36 в сторону увеличения ступенчатым образом. Точно так же сквозные отверстия 38, 40, 42 с первого по третье, соответствующие трубчатым участкам 32, 34, 36 с первого по третий, сформированы так, что их внутренние диаметры увеличиваются в порядке перечисления ступенчатым образом.

На внешней окружной поверхности первого трубчатого участка 32 в кольцеобразной канавке закреплен кольцевой контрольный клапан 44, контактирующий с внутренней поверхностью стенки второго корпуса 18, в который вставлен первый трубчатый участок 32. Контрольный клапан 44 выполнен, например, из эластичного материала, такого как резина или т.п.и имеет в сечении практически V-образную форму с обращенным вниз открытым концом. Своим буртиком 46, выступающим с наклоном от внешней окружной поверхности в радиальном направлении, контрольный клапан 44 контактирует со вторым корпусом 18. Таким образом, первый трубчатый участок 32 служит держателем для удерживания контрольного клапана 44.

Кроме того, на нижней части первого трубчатого участка 32 размещено множество ребер (первый фитинговый элементов) 48, установленных на одинаковом расстоянии один от другого вдоль окружности этого участка, причем каждое ребро 48 имеет заданную ширину, определяемую протяженностью по радиусу от внешней окружной поверхности первого трубчатого участка 32 в направлении внутрь, и заданную длину, определяемую протяженностью в направлении вниз (в направлении стрелки А).

При этом за счет скользящего контакта ребер 48, образующих первый трубчатый участок 32, с внутренней боковой стенкой второго отверстия 16 основной отсек 26 первого корпуса 14, включающего в себя первый трубчатый участок 32, располагается коаксиально со вторым корпусом. В частности, ребра 48 служат средством позиционирования для размещения и позиционирования основного отсека 26 первого корпуса 14 коаксиально относительно второго корпуса 18.

Кроме того, ребра 48 также служат для выпрямления потока текучей среды, подводимой ко второму отверстию 16, и обеспечения дальнейшего протекания этого потока.

Первое сквозное отверстие 38 имеет вдоль осевого направления (в направлении стрелок А и В) практически постоянный диаметр, и в него вставлен участок игольчатого клапана 24 клапанного механизма 20, описываемого ниже.

Второй трубчатый участок 34 находится практически в центральной части основного отсека 26 вдоль осевого направления (в направлении стрелок А и В). Во второе сквозное отверстие 40 внутри этого внутреннего трубчатого участка 34 вставлен игольчатый клапан 24 (описываемый ниже), образующий клапанный механизм 20, причем клапан 24 вставлен с возможностью перемещения в этом втором сквозном отверстии 40. При этом второй трубчатый участок 34 снабжен парой соединительных отверстий 50а, 50b, сформированных в направлении, практически перпендикулярном оси, для обеспечения сообщения между пространством снаружи от второго трубчатого участка 34 и вторым сквозным отверстием 40.

Каждое из соединительных отверстий 50а, 5 0b имеет в сечении практически прямоугольную форму, причем отверстия размещены на прямой, перпендикулярной к оси второго трубчатого участка 34, симметрично этой оси в положении ниже (в направлении стрелки А) нижнего концевого участка первого соединительного элемента 30, описываемого ниже.

При этом рассматриваемый пример осуществления не ограничивается случаем формирования соединительных отверстий 50а, 50b, проходящих в радиальном направлении на втором трубчатом участке 34 практически горизонтально. Например, как показано на фиг.5, соединительные отверстия 52а, 52b могут быть сформированы в первом корпусе 14а с наклоном вниз под заданным углом в направлении внешней окружной поверхности этого корпуса также в положении ниже (в направлении стрелки А) нижнего концевого участка первого соединительного элемента 30.

Кроме того, на нижней части второго трубчатого участка 34 в положении на границе с первым трубчатый участком 32 сформировано седло 54, на которое может садиться игольчатый клапан 24, образующий клапанный механизм 20. Седло 54 выполнено в виде плоской поверхности, соединяющей внутреннюю окружную поверхность первого трубчатого участка 32 и внутреннюю окружную поверхность второго трубчатого участка 34 одну с другой, и располагается перпендикулярно к оси основного отсека 26.

Первый соединительный элемент 30 после увеличения своего диаметра от практически центрального участка третьего трубчатого участка 36 вдоль осевого направления (в направлении стрелок А, В) проходит вниз (в направлении стрелки А) и соединяется с третьим трубчатым участком 36. Практически на этой же высоте, то есть на высоте соединения первого соединительного элемента 30 с третьим трубчатым участком 36, с этим третьим соединительным участком 36 соединяется и соединительный отсек 28.

В верхней части третьего трубчатого участка 36 выполнен первый участок 56 зацепления с множеством зубьев, сформированных вдоль внешней окружной поверхности этого третьего трубчатого участка 36 (см. фиг.7). Зубья, имеющие в сечении треугольную форму, размещены в виде непрерывных выступов и впадин в радиальном направлении на первом участке 56 зацепления, входящем в зацепление с описываемой ниже рукояткой 22.

Кроме того, ниже первого участка 56 зацепления находится первый выступ 58, величина выступания которого в радиальном направлении наружу постепенно увеличивается в направлении вниз (в направлении стрелки А) относительно внешней окружной поверхности третьего трубчатого участка 36, и второй выступ 60 с треугольной формой сечения, сформированный ниже первого выступа 58. Первый и второй выступы 58, 60 сформированы в виде колец вдоль внешней окружной поверхности третьего трубчатого участка 36.

Первый соединительный элемент 30 проходит на заданную длину в направлении вниз (в направлении стрелки А) с заданными промежутками в радиальном направлении от второго и третьего трубчатых участков 34, 36, входящих в состав основного отсека 26, снаружи от этих участков. При этом вблизи нижнего концевого участка первого соединительного элемента 30 в кольцеобразной канавке, сформированной на внешней окружной поверхности этого элемента, закреплено кольцевое уплотнение 62, а несколько выше этой кольцеобразной канавки (в направлении стрелки В) сформирована канавка 64 сцепления для сцепления со вторым корпусом 18.

В третье сквозное отверстие 42 третьего трубчатого участка 36, открытое вверх (в направлении стрелки В), вставлена гайка 66, закрепленная в этом отверстии в положении рядом с границей со вторым сквозным отверстием 40, а в верхнюю часть третьего сквозного отверстия 42 вставлена рукоятка 22, описываемая ниже. В гайку 66 ввинчен игольчатый клапан 24 клапанного механизма 20.

Соединительный отсек 28 проходит в горизонтальном направлении перпендикулярно основному отсеку 26 и имеет первое отверстие 12 открытое в направлении удаления от основного отсека 26. В частности, соединительный отсек 28 сформирован с выступанием на заданную длину сбоку от основного отсека 26. Другими словами, основной отсек 26 и соединительный отсек 28 первого корпуса 14 образуют в сечении практически Т-образную конструкцию, причем соединительный отсек 28 проходит в направлении удаления от основного отсека 26.

В соединительном отсеке 28 со стороны открытого концевого участка сформировано первое отверстие 12, со стороны основного отсека 26 рядом с первым отверстием 12 сформировано первое соединительное отверстие 68, диаметр которого меньше диаметра этого первого отверстия 12, а со стороны основного отсека 26 рядом с первым соединительным отверстием 68 сформировано второе соединительное отверстие 70, диаметр которого меньше диаметра этого первого соединительного отверстия 68. При этом второе соединительное отверстие 70 сообщается с каналом 72 для текучей среды, образованным между внешней окружной поверхностью основного отсека 26 и первым соединительным элементом 30. В первом отверстии 12 установлен соединительный механизм 75, обеспечивающий соединение трубы для текучей среды (трубы) 74, через которую осуществляется подвод текучей среды под давлением, с соединительным отсеком 28.

Соединительный механизм 75 включает в себя патрон 76, обеспечивающий фиксацию трубы 74 для текучей среды, вставленной в первое отверстие 12, направляющую 78, сцепляющуюся с внутренней окружной поверхностью первого отверстия 12, освобождающую втулку 80, установленную с возможностью перемещения вдоль направляющей 78 и предназначенную для освобождения трубы 74 для текучей среды из патрона 76, и уплотнительную прокладку 82 для обеспечения воздухонепроницаемости между первым отверстием 12 и трубой 74 для текучей среды.

Патрон 76, имеющий практически цилиндрическую форму, выполнен путем, например, штамповки из тонколистового материала и снабжен собачкой 84, сформированной на одном концевом участке этого патрона с наклоном в радиальном направлении внутрь, а также фиксатором 86, сформированным на другом концевом участке патрона с наклоном в радиальном направлении наружу.

Направляющая 78, имеющая, как и патрон 76, практически цилиндрическую форму, выполнена путем, например, штамповки из тонколистового материала, и размещена в контакте с внутренней окружной поверхностью первого отверстия 12.

Освобождающая втулка 80, имеющая цилиндрическую форму, выполнена, например, из материала на основе синтетической смолы и одним своим концевым участком вставлена в направляющую 78 и патрон 76 внутри первого отверстия 12. На этом одном конце втулки 80 имеется прилив, выступающий в радиальном направлении наружу и имеющий в сечении коническую форму с постепенным уменьшением диаметра в направлении ее переднего концевого участка и обращенный к собачке 84 патрона 76.

Уплотнительная прокладка 82, имеющая в сечении Т-образную форму, выполнена, например, из эластичного материала, такого как резина или т.п., и размещена внутри первого отверстия 12 в контакте с границей этого первого отверстия с первым соединительным отверстием 68. Уплотнительная прокладка 82 имеет кольцеобразную форму и включает в себя прилив 92, сформированный на внешней окружной поверхности этой прокладки для обеспечения контакта с внутренней окружной поверхностью первого отверстия 12, и уплотнительный элемент 94, выступающий из внутренней окружной поверхности этой прокладки и обеспечивающий скользящий контакт прокладки с внешней окружной поверхностью трубы 74 для текучей среды.

Клапанный механизм 20 включает в себя игольчатый клапан 24, вставленный внутрь основного отсека 26, входящего в состав первого корпуса 14, с возможностью перемещения в осевом направлении (в направлении стрелок А и В). Игольчатый клапан 24 состоит из стержневидного элемента, имеющего заданную длину вдоль осевого направления (в направлении стрелок А и В). В частности, игольчатый клапан 24 вставлен во второе сквозное отверстие 40 второго трубчатого участка 34, входящего в состав основного отсека 26, с возможностью перемещения вдоль осевого направления в результате скольжения в контакте с внутренней окружной поверхностью этого второго сквозного отверстия 40. То есть второй трубчатый участок 34 служит направляющим элементом, обеспечивающим направление игольчатого клапана 24 в осевом направлении.

Кроме того, игольчатый клапан 24 включает в себя регулирующий участок 96, сформированный на нижнем конце этого клапана и предназначенный для обеспечения возможности регулирования расхода текучей среды, опорный участок 98, соединенный с верхней частью регулирующего участка 96 и предназначенный для обеспечения возможности посадки этого игольчатого клапана на седло 54 первого корпуса 14, и стержень 100, проходящий от верхней части опорного участка 98 до верхнего конца игольчатого клапана 24.

Регулирующий участок 96 включает в себя первую регулирующую поверхность 102, которой игольчатый клапан 24 вставлен в первое сквозное отверстие 38 первого трубчатого участка 32 и которая выполнена со стороны передней концевой части регулирующего участка 96 с постепенным уменьшением диаметра в направлении этой передней концевой части, и вторую регулирующую поверхность 104, сформированную над первой регулирующей поверхностью 102. Угол наклона первой регулирующей поверхности 102 относительно оси игольчатого клапана 24 превышает угол наклона второй регулирующей поверхности 104 относительно этой оси. В частности, первая регулирующая поверхность 102 сужается к своему концевому участку в большей степени, чем вторая регулирующая поверхность 104 сужается к своему концевому участку.

Опорный участок 98, имеющий в сечении форму круга увеличенного по сравнению с регулирующим участком 96 диаметра, вставлен во второе сквозное отверстие 40 первого корпуса 14. На внешней окружной поверхности опорного участка 98 в кольцеобразной канавке, сформированной на внешней окружной поверхности этого опорного участка, закреплено кольцевое уплотнение 106, контактирующее с внутренней окружной поверхностью второго сквозного отверстия 40. Кольцевое уплотнение 106 закреплено в таком положении, что при посадке опорного участка 98 своей нижней поверхностью на седло 54, это уплотнение располагается выше соединительных отверстий 50а, 50b (в направлении стрелки В).

Стержень 100 с практически прямоугольной формой сечения, имеющий заданную длину в осевом направлении и две дугообразные поверхности (см. фиг.3 и фиг.6), вставлен во второе и третье сквозные отверстия 40, 42. На внешней окружной поверхности стержня 100 нарезана резьба 108, с помощью которой стержень 100 ввинчен в гайку 66, установленную внутри основного отсека 26, а на верхнем концевом участке стержня 100 закреплена рукоятка 22. Вращение игольчатого клапана 24, включающего в себя стержень 100, с помощью рукоятки 22 обеспечивает возвратно-поступательное перемещение игольчатого клапана 24 вдоль осевого направления основного отсека 26.

Как показано на фиг.2, 3 и 5, рукоятка 22 выполнена в форме цилиндра с дном в виде дискообразного основания ПО, располагающегося наверху рукоятки, и имеет внешнюю стенку 112, проходящую вниз от внешнего краевого участка основания 110, и кольцеобразную внутреннюю стенку 114, проходящую вниз от центрального участка основания ПО и окружающую отверстие 116 под стержень, в которое вставляется стержень игольчатого клапана 24.

Рукоятка 22 крепится со стороны верхней части основного отсека 26, входящего в состав первого корпуса 14, причем так, что конец стержня 100 игольчатого клапана 24 вставляется в отверстие 116 под стержень, внешняя стенка 112 рукоятки 22 совмещается с внешней окружной поверхностью третьего трубчатого участка 36, а внутренняя стенка 114 - с внутренней окружной поверхностью третьего трубчатого участка 36. При этом рукоятка 22 может совершать перемещение вдоль осевого направления (в направлении стрелок А и В), а так как внутренняя стенка 114 размещается между третьим трубчатым участком 36 и игольчатым клапаном 24, то направляющими элементами для рукоятки 22 служат третий трубчатый участок 36 и игольчатый клапан 24.

На внешней окружной поверхности основания 110 выполнен захватывающий элемент 118, состоящий из множества выступов, выступающих в радиальном направлении наружу. Захватывающий элемент 118 служит для предотвращения скольжения руки оператора во время захвата и поворота рукоятки 22.

Со стороны нижней поверхности на основании 110 сформированы вторые участки 120 зацепления, выступающие в радиальном направлении внутрь от внутренней окружной поверхности внешней стенки 112 и имеющие множество зубьев с треугольной формой сечения (см. фиг.7). Зубья вторых участков 120 зацепления, выполненные в виде выступов и впадин в радиальном направлении, входят в зацепление с зубьями первого участка 56 зацепления, сформированного в верхней части первого корпуса 14, которое обеспечивает ограничение перемещения рукоятки 22 при вращении. То есть первый и вторые участки 56, 120 зацепления служат средством ограничения вращения для ограничения перемещения рукоятки 22 при вращении относительно первого корпуса 14.

Вторые участки 120 зацепления размещены вдоль окружного направления рукоятки 22 и отделены один от другого равными угловыми промежутками.

На нижнем концевом участке внешней стенки 112 выполнены захваты 122, изогнутые в радиальном направлении внутрь под прямым углом. Захваты 122 установлены в нескольких местах (например, в трех) вдоль окружного направления рукоятки 22 и отделены один от другого равными угловыми промежутками. Другими словами, захваты 122 размещены в положениях, соответствующих промежуткам между вторыми участками 120 зацепления.

Второй корпус 18, имеющий трубчатую форму, снабжен установочным участком 124 с нарезанной резьбой 132 на внешней окружной поверхности, размещенным на нижнем концевом участке этого корпуса, крепежным участком 126 с гексагональной формой сечения, размещенным на верхней части установочного участка 124, вторым соединительным элементом 128, сформированным на верхнем концевом участке корпуса рядом с крепежным участком 126 для соединения с первым соединительным элементом 30 первого корпуса 14, и установочным отверстием 130, проходящим вдоль осевого направления внутри второго корпуса 18.

С помощью резьбы 132 на внешней окружной поверхности установочный участок 124 соединяется, например, с непоказанным гидро- или пневмоприводом S. Внутри этого установочного участка 124 сформировано второе отверстие 16, имеющее практически постоянный диаметр и образующее часть установочного отверстия 130. При этом во второе отверстие 16 вставляются ребра 48 первого трубчатого участка 32, входящего в состав первого корпуса 14, за счет скользящего контакта которых с внутренней боковой стенкой этого второго отверстия обеспечивается коаксиальное расположение первого корпуса 14 относительно второго корпуса 18.

Со стороны верхнего участка второго отверстия 16 (в направлении стрелки В) диаметр установочного отверстия 130 становится больше, и в контакте с его внутренней окружной поверхностью в этом отверстии установлен контрольный клапан 44, закрепленный на первом корпусе 14.

Крепежный участок 126 используется в случае, например, подключения устройства 10 для регулирования расхода к другому гидро- или пневмоприводу S или т.п.с помощью непоказанного приспособления. При этом установочное отверстие 130, сформированное внутри соединительного элемента 128, сообщается со вторым отверстием 16 и постепенно увеличивается в диаметре при прохождении вверх.

Максимальный диаметр на своей внутренней окружной поверхности имеет второй соединительный элемент 128, снабженный кольцеобразным выступом 134, выступающим от внутренней окружной поверхности в радиальном направлении внутрь. Кроме того, внутренний диаметр второго соединительного элемента имеет практически такое же значение, как и внешний диаметр первого соединительного элемента 30. При этом в случае крепления второго соединительного элемента 128 к первому соединительному элементу 30 первого корпуса 14 со стороны внешней окружной поверхности этого первого соединительного элемента выступ 134 вставляется в канавку 64 сцепления и фиксируется в этой канавке, а внутренняя окружная поверхность второго соединительного элемента 128 входит в контакт с внешней окружной поверхностью первого соединительного элемента 30.

В результате, первый корпус 14, включающий в себя первый соединительный элемент 30, соединяется со вторым корпусом 18, включающим в себя второй соединительный элемент 128, и за счет ограничения относительного перемещения этих соединительных элементов в осевом направлении и совмещения первого соединительного элемента 30 со вторым соединительным элементом 128 основной отсек 26 первого корпуса 14 занимает соответствующее коаксиальное положение относительно второго корпуса 18.

Кроме того, несмотря на ограничение относительного перемещения соединенных один с другим первого и второго корпусов 14,18 в осевом направлении (в направлении стрелок А и В), сцепление между выступом 134 и канавкой 64 сцепления обеспечивает возможность взаимного вращения этих первого и второго корпусов 14, 18 вокруг оси этих корпусов.

Устройство 10 для регулирования расхода согласно первому примеру осуществления настоящего изобретения имеет в основном описываемую выше конструкцию. Ниже приводится описание принципа работы устройства 10 для регулирования расхода и эффект от использования этого устройства. Фиг.1, 2 и 4 иллюстрируют устройство 10 для регулирования расхода в исходном состоянии, соответствующем полностью закрытому игольчатому клапану 24, образующему клапанный механизм 20, который в результате вращения рукоятки 22 находится в опущенном положении и сидит своим опорным участком 98 на седле 54, блокируя, таким образом, сообщение между первым отверстием 12 и вторым отверстием 16, и опущенному положению рукоятки 22, обеспечивающему в результате взаимного зацепления первого участка 56 зацепления и вторых участков 120 зацепления ограничение вращения этой рукоятки.

В этом исходном состоянии, например, при подводе текучей среды под давлением ко второму отверстию 16 второго корпуса 18 из гидро- или пневмопривода S или т.п.вначале происходит выпрямление потока текучей среды под давлением с помощью ребер 48 первого корпуса 14, а затем - подъем в первом сквозном отверстии 38 первого трубчатого участка 32. В этом случае контрольный клапан 44 с открывающимся вниз буртиком 46, размещенный между первым корпусом 14 и вторым корпусом 18, препятствует дальнейшему протеканию среды под давлением и прохождению этой среды между первым корпусом 14 и вторым корпусом 18.

Если при этом непоказанный оператор перемещает рукоятку 22 вверх (в направлении стрелки В) вдоль осевого направления, то игольчатый клапан 24 выходит из состояния ограниченного перемещения при вращении (см. фиг.8 и 9). В этом случае захваты 122 рукоятки 22 перемещаются из положения под вторым выступом 60 в положение между вторым выступом 60 и первым выступом 58 и в результате сцепления с этим первым выступом 58 препятствуют снятию рукоятки 22 с первого корпуса 14.

В частности, при перемещении рукоятки 22 вверх (в направлении стрелки В) вдоль стержня 100 игольчатого клапана 24 вторые участки зацепления 120 на внутренней окружной поверхности рукоятки 22 выходят из зацепления с первым участком 56 зацепления на верхней концевой части первого корпуса 14, и поэтому рукоятка 22 выходит из состояния ограниченного вращения.

Если при этом оператор берется за рукоятку 22 и поворачивает ее в заданном направлении, то за счет зацепления с гайкой 66 игольчатый клапан 24 перемещается вверх (в направлении стрелки В), что приводит к постепенному выступанию стержня 100 игольчатого клапана 24 в направлении вверх вдоль отверстие 116 под стержень из рукоятки 22 и перемещению игольчатого клапана 24 вверх вдоль второго сквозного отверстия 40 второго трубчатого участка 34, служащего направляющим элементом для этого клапана (см. фиг.8 и 9).

Следовательно, опорный участок 98 игольчатого клапана 24 выходит из состояния контакта с седлом 54 и постепенно удаляется от него, что обеспечивает постепенное увеличение зазора между первым сквозным отверстием 38 и второй регулирующей поверхностью 104 регулирующего участка 96. При этом текучая среда под давлением, втекающая через этот зазор внутрь второго сквозного отверстия 40, начинает протекать в радиальном направлении наружу через пару соединительных отверстий 50а, 50b и поступает в канал 72 для текучей среды. В этом случае расход текучей среды под давлением регулируется пропорционально величине зазора между внутренней окружной поверхностью первого сквозного отверстия 38 и регулирующим участком 96 игольчатого клапана 24.

После подъема текучей среды под давлением в канале 72 для текучей среды и протекания в соединительный отсек 28 первого корпуса 14, эта текучая среды под давлением начинает поступать с требуемым расходом в другой гидро- или пневмопривод через трубу 74 для текучей среды, соединенной через соединительный механизм 75 с соединительным отсеком 28. Если при этом непоказанный оператор перемещает рукоятку 22 в осевом направлении вниз (в направлении стрелки А), то первый участок 56 зацепления входит в зацепление со вторыми участками 120 зацепления, которое обеспечивает ограничение вращения рукоятки 22 и, как следствие, возврат игольчатого клапана 24 в состояние ограниченного перемещения при вращении.

В частности, величина перемещения в осевом направлении (в направлении стрелок А и В) игольчатого клапана 24 пропорциональна расходу текучей среды под давлением, протекающей через соединительные отверстия 50а, 5 0b из второго отверстия 16 в сторону первого отверстия 12. Другими словами, расход текучей среды под давлением регулируется путем регулирования величины перемещения игольчатого клапана 24.

Дальнейшее вращение рукоятки 22 и перемещение первой регулирующей поверхности 102 игольчатого клапана 24 в положение напротив седла 54 приводит к дополнительному повышению расхода текучей среды под давлением, протекающей между первым сквозным отверстием 38 и первой регулирующей поверхностью 102, угол наклона которой относительно оси игольчатого клапана 24 превышает угол наклона второй регулирующей поверхности 104.

При этом после подтверждения достижения требуемого расхода текучей среды под давлением, регулируемого устройством 10 для регулирования расхода, с помощью непоказанного расходомера или т.п.оператор опускает рукоятку 22 вниз и в результате приведения первого участка 56 зацепления в зацепление со вторыми участками 120 зацепления обеспечивает ограничение вращения рукоятки 22, то есть блокировку вращения рукоятки 22.

Это дает возможность надежного предотвращения изменения расхода текучей среды под давлением, вызываемого ошибкой при управлении рукояткой 22 и ошибочным вращением игольчатого клалана 24.

В случае необходимости снижения расхода текучей среды под давлением, отводимой через трубу из первого отверстия 12, в состоянии, при котором, как было указано выше, текучая среда под давлением протекает из второго отверстия 16 в первое отверстие 12, непоказанный оператор захватывает рукоятку 22 и повторно перемещает ее вверх, а затем вращает эту рукоятку 22 в противоположном направлении, в результате чего игольчатый клапан 24 перемещается вниз (в направлении стрелки А) вдоль основного отсека 26 первого корпуса 14. В частности, игольчатый клапан 24 перемещается вниз вдоль второго сквозного отверстия 40 второго трубчатого участка 34, служащего направляющим элементом для этого клапана.

Следовательно, регулирующий участок 96 игольчатого клапана 24 перемещается вниз в первом сквозном отверстии 38, что приводит к постепенному уменьшению зазора между этим регулирующим участком 96 и первым сквозным отверстием 38 и к снижению расхода текучей среды под давлением, протекающей через этот зазор далее. При этом приведение опорного участка 98 на игольчатом клапане 24 в контакт с седлом 54 в результате дальнейшего вращения рукоятки 22 обеспечивает ограничение дальнейшего перемещения этого игольчатого клапана вниз и возврат устройства 10 для регулирования расхода в исходное состояние, соответствующее полностью закрытому клапану, при котором сообщение между первым отверстием 12 и вторым отверстием 16 через соединительное отверстие 50а, 50b заблокировано.

Как показано выше, согласно первому примеру осуществления первый корпус 14, входящий в состав устройства 10 для регулирования расхода, выполненный из материала на основе синтетической смолы, имеет в своем составе соединительный отсек 28, к которому через соединительный механизм 75 подключается труба 74 для текучей среды, и основной отсек 26, соединенный с этим соединительным отсеком 28. При этом основной отсек 26 имеет в своем составе первый трубчатый участок 32, на котором закреплен кольцевой контрольный клапан 44, и второй трубчатый участок 34, поддерживающий с возможностью перемещения игольчатый клапан 24, образующий клапанный механизм 20, и включающий в себя седло 54, на которое садится игольчатый клапан 24.

Объединение основного отсека 26, включающего в себя первый и второй трубчатые участки 32, 34, и соединительного отсека 28 в одно целое позволяет сократить число комплектующих и число операций сборки, а также упростить процесс сборки устройства 10 для регулирования расхода по сравнению с традиционной технологией, основанной на использовании соответствующих отдельных элементов.

Кроме того, использование материала на основе синтетической смолы при изготовлении первого корпуса 14 и сокращение числа элементов из металлических материалов позволяет уменьшить вес устройства 10 для регулирования расхода, включающее в себя первый корпус 14, по сравнению с традиционным устройством для регулирования расхода, в состав которого входит множество различных элементов и при изготовлении которого используются металлические материалы.

Объединение седла 54, на которое садится игольчатый клапан 24, в одно целое с первым корпусом 14 позволяет сделать ненужной операцию сборки, требуемую в случае, когда седло 54 выполняется в виде отдельного элемента, и свести процесс сборки к простому вертикальному монтажу первого корпуса 14 и второго корпуса 18 вдоль осевого направления, что в результате обеспечивает упрощение процесса сборки устройства 10 для регулирования расхода.

При этом объединение седла 54 в одно целое с первым корпусом 14 позволяет уменьшить высоту устройства 10 для регулирования расхода в осевом направлении (в направлении стрелок А и В) и, следовательно, уменьшить габаритные размеры этого устройства 10 для регулирования расхода по сравнению со случаем использования седла 54 в виде отдельного элемента.

Кроме того, пара соединительных отверстий 50а, 50b размещается в основном отсеке 26 первого корпуса 14 ниже нижнего концевого участка первого соединительного элемента 30, сформированного со стороны внешней окружной поверхности основного отсека 26. Поэтому, например, в случае, когда соединительные отверстия 50а, 50b формируются с использованием пресс-формы или режущего инструмента или т.п., эти соединительные отверстия 50а, 50b можно формировать в горизонтальном направлении, перпендикулярном оси основного отсека 26, избегая при этом задевания за первый соединительный элемент 30.

В процессе сборки первого корпуса 14 и второго корпуса 18 первый трубчатый участок 32 первого корпуса 14 вставляется во второе отверстие 16 второго корпуса 18 и при этом первый соединительный элемент 30 первого корпуса 14 соединяется со вторым соединительным элементом 128 второго корпуса 18. Такое совмещение первого корпуса 14 и второго корпуса 18 в двух положениях, разнесенных одно от другого вдоль осевого направления, обеспечивает возможность беспрепятственного и надежного коаксиального размещения этих первого корпуса 14 и второго корпуса 18.

В результате обеспечивается возможность надежного контакта контрольного клапана 44, закрепленного на первом корпусе 14, со вторым корпусом 18, а также кольцевого уплотнения 62, закрепленного на первом соединительном элементе 30, со вторым соединительным элементом 128, что позволяет повысить воздухонепроницаемость между первым корпусом 14 и вторым корпусом 18. Кроме того, отсутствие необходимости в проведении сложных операций по подгонке взаимного положения первого корпуса 14 и второго корпуса 18 для достижения коаксиальное™ после сборки этих корпусов в одно целое позволяет значительно сократить число операций сборки.

Кроме того, возможность переключения рукоятки 22 между состоянием, при котором в результате захвата рукоятки 22, обеспечивающей перемещение клапанного механизма 20, рукой оператора и перемещения этой рукоятки вверх первый участок 56 зацепления и вторые участки 120 зацепления выходят из взаимного зацепления, а игольчатый клапан 24 получает возможность вращения, и состоянием ограниченного перемещения игольчатого клапана 24, обеспечиваемым опусканием рукоятки 22 и приведением первого участка 56 зацепления в зацепление со вторыми участками 120 зацепления, позволяет осуществлять беспрепятственное и надежное переключение игольчатого клапана 24 в состояние ограниченного перемещения с помощью этой рукоятки 22.

Далее, фиг.10-12 иллюстрируют устройство 150 для регулирования расхода согласно второму примеру осуществления. Элементы конструкции этого устройства, совпадающие с соответствующими элементами в устройстве 10 для регулирования расхода согласно описанному первому выше примеру осуществления, обозначены одними и теми же ссылочными позициями, и подробное объяснение таких элементов не приводится.

Устройство 150 для регулирования расхода согласно второму примеру осуществления отличается от устройства 10 для регулирования расхода согласно первому примеру осуществления тем, что второй корпус 154 совмещен и соединен с нижним концом первого корпуса 152 с внутренней стороны этого первого корпуса.

Как показано на фиг.10-12, устройство 150 для регулирования расхода содержит первый корпус 152 с первым отверстием 12, к которому подводится текучая среда под давлением, и второй корпус 154 со вторым отверстием 16, из которого осуществляется отвод текучей среды под давлением, смонтированный на первом корпусе 152. На внутренней окружной поверхности первого соединительного элемента 30, который составляет часть первого корпуса 152, сформирована кольцеобразная канавка 156 сцепления, утопленная в радиальном направлении наружу.

На втором корпусе 154 практически в центре вдоль осевого направления (в направлении стрелок А и В) имеется крепежный участок 158, а на втором соединительном элементе 128, сформированном на верхнем участке этого корпуса, имеется кольцеобразный выступ 160, выступающий в радиальном направлении наружу. При этом в случае соединения первого корпуса 152 со вторым корпусом 154 второй соединительный элемент 128 вставляется в первый соединительный элемент 30 с его внутренней стороны, выступ 160 вставляется в канавку 156 сцепления и фиксируется в этой канавке, а внешняя окружная поверхность второго соединительного элемента 128 входит в контакт с внутренней окружной поверхностью первого соединительного элемента 30.

В результате, второй корпус 154, включающий в себя второй соединительный элемент 128, соединяется с первым корпусом 152, включающим в себя первый соединительный элемент 30, и за счет ограничения относительного перемещения этих соединительных элементов в осевом направлении и совмещения первого соединительного элемента 30 со вторым соединительным элементом 128 основной отсек 26 первого корпуса 152 занимает соответствующее коаксиальное положение относительно второго корпуса 154.

Кроме того, несмотря на ограничение относительного перемещения соединенных одного с другим первого и второго корпусов 152, 154 в осевом направлении (в направлении стрелок А и В), сцепление между выступом 160 и канавкой 156 сцепления обеспечивает возможность взаимного вращения этих первого и второго корпусов 152, 154 вокруг оси этих корпусов.

На крепежном участке 158 второго корпуса 154 закреплен уплотнительный элемент 162, вставленный в кольцеобразную канавку со стороны нижней поверхности этого участка. В случае, например, подключения второго корпуса 154 своим установочным участком к гидро- или пневмоприводу S или т.п.этот уплотнительный элемент 162 контактирует с концевой поверхностью этого привода, что позволяет предотвратить утечку текучей среды под давлением между вторым корпусом 154 и гидро- или пневмоприводом S или т.п.

Устройство для регулирования расхода согласно настоящему изобретению не ограничивается рассмотренными выше примерами осуществления. Очевидно, что в конструкцию этого устройства могут быть самые различные внесены изменения и дополнения, которые не выходят за пределы существа и объема изобретения.

Устройство (10) для регулирования расхода с возможностью регулирования расхода текучей среды, протекающей между парой отверстий, образуемой первым отверстием (12) и вторым отверстием (16), в результате перемещения штока (24), имеющего клапанный элемент, в направлении оси, содержащее: первый корпус (14), включающий в себя соединительную муфту (28) с первым отверстием (12), с которой соединяется труба (74) для подвода или отвода текучей среды, направляющий элемент (34) для направления штока (24) вдоль направления оси и седло (54), на которое садится клапанный элемент; и второй корпус (18), установленный в нижней части первого корпуса (14) и снабженный вторым отверстием (16) для подвода и отвода текучей среды, причем на внешней окружной поверхности первого корпуса (14) сформирован держатель (32), который удерживает контрольный клапан (44), контактирующий с внутренней окружной поверхностью второго корпуса (18), при этом между первым корпусом (14) и вторым корпусом (18) сформирован канал (72) для текучей среды, который сообщается с первым отверстием (12) и через который протекает текучая среда, а первый соединительный элемент (30) на концевом участке внешней окружной поверхности первого корпуса (14) соединен со вторым соединительным элементом (128) на концевом участке второго корпуса (18). 10 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Устройство (10) для регулирования расхода с возможностью регулирования расхода текучей среды, протекающей между парой отверстий, образуемой первым отверстием (12) и вторым отверстием (16), в результате перемещения штока (24), имеющего клапанный элемент, в направлении оси, содержащее:
первый корпус (14), включающий в себя соединительную муфту (28) с первым отверстием (12), с которой соединяется труба (74) для подвода или отвода текучей среды, направляющий элемент (34) для направления штока (24) вдоль направления оси и седло (54), на которое садится клапанный элемент; и
второй корпус (18), установленный в нижней части первого корпуса (14) и снабженный вторым отверстием (16) для подвода и отвода текучей среды, причем на внешней окружной поверхности первого корпуса (14) сформирован держатель (32), который удерживает контрольный клапан (44), контактирующий с внутренней окружной поверхностью второго корпуса (18), при этом между первым корпусом (14) и вторым корпусом (18) сформирован канал (72) для текучей среды, который сообщается с первым отверстием (12) и через который протекает текучая среда, а первый соединительный элемент (30) на концевом участке внешней окружной поверхности первого корпуса (14) соединен со вторым соединительным элементом (128) на концевом участке второго корпуса (18).

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в первом корпусе (14) направляющий элемент (34), седло (54) и держатель (32) размещены коаксиально вдоль осевого направления, а соединительная муфта (28) имеет в сечении практически L-образную форму и располагается перпендикулярно указанному осевому направлению.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что в первом корпусе (14) на участке, располагающемся ниже нижнего концевого участка первого соединительного элемента (30), сформированы соединительные отверстия (50а, 50b, 52a, 52b), через которые протекает текучая среда 14.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что соединительные отверстия (50а, 50b, 52a, 52b) проходят в радиальном направлении симметрично оси первого корпуса (14).

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что первый корпус (14) содержит средство позиционирования, вставленное внутрь второго корпуса (18) и совмещенное с внутренней окружной или внешней окружной поверхностью второго корпуса (18).

6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что средство позиционирования содержит первый фитинговый элемент, сформированный на нижнем концевом участке первого корпуса (14) и совмещенный со вторым отверстием (16) второго корпуса (18); и второй фитинговый элемент, совмещенный с внутренней окружной поверхностью второго соединительного элемента (128), причем второй фитинговый элемент является первым соединительным элементом (30).

7. Устройство по п.5, отличающееся тем, что средство позиционирования содержит первый фитинговый элемент, сформированный на нижнем концевом участке первого корпуса (14) и совмещенный со вторым отверстием (16) второго корпуса (18); и второй фитинговый элемент, совмещенный с внешней окружной поверхностью второго соединительного элемента (128), причем этот второй фитинговый элемент является первым соединительным элементом (30).

8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что первый корпус (14) содержит управляющий элемент (22), обеспечивающий вращение штока (24), причем этот управляющий элемент (22) включает в себя средство ограничения вращения для ограничения перемещения штока (24) при вращении.

9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что управляющий элемент (22) содержит средство переключения для переключения между состоянием, при котором шток (24) может вращаться, и состоянием, при котором вращение штока (24) ограничивается.

10. Устройство по п.6 или 7, отличающееся тем, что первый фитинговый элемент состоит из множества ребер (48), установленных на одинаковом расстоянии одно от другого в окружном направлении, причем эти ребра (48) установлены с возможностью выпрямления потока текучей среды, протекающей через второе отверстие (16).

11. Устройство по п.3, отличающееся тем, что соединительные отверстия (52а, 52b) сформированы в первом корпусе (14) с постепенным наклоном вниз в сторону внешней окружной поверхности этого корпуса.