КЛАПАН ОБРАТНЫЙ Российский патент 2018 года по МПК F16K15/02 

Описание патента на изобретение RU2660745C1

Изобретение относится к системам регулирования, в частности к обратным клапанам, широко применяющимся в машиностроении и авиастроении, и может быть использовано в магистрали наддува топливных баков самолета.

Известен клапан обратный с плоским тарельчатым затвором модульной конструкции, содержащий корпус, седло, подпружиненный плоский тарельчатый затвор с возможностью осевого перемещения хвостовика в кольцевой расточке корпуса, седло клапана с рабочей уплотняемой поверхностью, выполненной в виде кольцевых концентричных притертых к рабочей поверхности тарельчатого затвора ножевых выступов (патент RU №2250405, опубл. 20.04.2005 г.).

Указанный клапан применяется в системах, в которых в качестве рабочего тела выступает жидкость. Однако конструкция клапана не исключает возможность применения его в системах, где в качестве рабочего тела выступает воздух.

В случае применения указанного клапана в качестве запорно-регулирующего элемента в системах с воздушной рабочей средой, например в магистрали наддува топливных баков самолета, конструкция клапана имеет ряд недостатков: поскольку воздух, отбираемый от компрессора двигателя, дополнительно не очищается, то со временем уплотнительные ножевые выступы могут получить износ от частиц, содержащихся в подаваемом на клапан воздухе, что может привести к образованию зазоров между рабочей поверхностью тарельчатого затвора и ножевыми выступами, и, как следствие, привести к ухудшению герметичности клапана. Кроме того, между кольцевой расточкой корпуса и хвостовиком тарельчатого затвора, согласно указанному изобретению, имеется гарантированный кольцевой зазор, который, в случае использования клапана данной конструкции в магистрали наддува топливных баков самолета, может со временем забиваться частицами, содержащимися в рабочем теле (воздухе), что отрицательно скажется на работе клапана и может привести к ухудшению движения хвостовика тарельчатого затвора в кольцевой расточке корпуса вплоть до его заклинивания.

Задачей настоящего изобретения является создание надежного обратного клапана для магистралей самолета, в которых в качестве рабочего тела выступает воздух, например магистрали наддува топливных баков. Технический результат, достигаемый настоящим изобретением, - повышение герметичности и надежности обратного клапана.

Указанный технический результат достигается тем, что клапан обратный содержит корпус, выполненный в виде цилиндрической втулки, состоящей из двух ступеней различного диаметра, связанных между собой перемычками, образующими между собой сквозные рабочие входные окна, седло клапана с рабочим выходным каналом, подпружиненный тарельчатый затвор конической формы с хвостовиком с возможностью осевого перемещения и взаимодействия с седлом при обратном направлении потока, при этом седло клапана находится в ступени большего диаметра, а в ступени меньшего диаметра выполнена внутренняя цилиндрическая расточка, в которую запрессована направляющая втулка с внутренним направляющим отверстием, в поперечном сечении выполненным в форме «ромашки», для хвостовика тарельчатого затвора, а на конце хвостовика установлен защитный стакан, причем на поверхности тарельчатого затвора со стороны, обращенной к седлу клапана, выполнена концентрическая канавка, в которую установлен уплотнительный элемент, а в самом седле клапана со стороны тарельчатого затвора выполнена концентрическая канавка, в которую установлен уплотнительный элемент, при этом по наружному краю тарельчатого затвора со стороны седла клапана выполнена острая кромка с возможностью взаимодействия с уплотнительным элементом седла клапана, а по внутренней окружности седла клапана выполнена острая кромка с возможностью взаимодействия с уплотнительным элементом тарельчатого затвора.

В качестве уплотнительных элементов может быть использована, например, высокотемпературная резина.

Направляющая втулка, запрессовываемая в цилиндрическую расточку ступени корпуса меньшего диаметра, предпочтительно выполняется из материала, более мягкого по отношению к материалу ступени корпуса, для уменьшения трения в паре «хвостовик- втулка».

Наличие между ступенями цилиндрического корпуса перемычек позволяет в целом уменьшить вес клапана обратного, а пространство между перемычками образует сквозные рабочие входные окна большого проходного сечения, сообщенные с магистралью наддува.

Выполнение тарельчатого затвора конической формы улучшает ориентацию воздушного потока в магистрали после выхода из клапана.

Установка (запрессовка) во внутреннюю цилиндрическую расточку меньшей по диаметру ступени корпуса направляющей втулки с внутренним направляющим отверстием для хвостовика тарельчатого затвора формирует подвижную пару и обеспечивает точную установку хвостовика тарельчатого затвора в корпусе, а выполнение направляющего отверстия втулки с поперечным сечением в форме «ромашки» уменьшает трение и предотвращает возможное заклинивание хвостовика за счет меньшей поверхности его контакта в направляющей втулке.

Установка на конце хвостовика защитного стакана предотвращает попадание в подвижную пару втулка-хвостовик посторонних частиц из подаваемого на клапан воздуха.

Выполнение на поверхности тарельчатого затвора со стороны седла клапана концентрической канавки, в которую установлен уплотнительный элемент, и выполнение в седле клапана со стороны тарельчатого затвора концентрической канавки, в которую установлен уплотнительный элемент, создает два контура уплотнения, обеспечивающие герметичность клапана обратного в закрытом положении и магистрали наддува в целом.

Выполнение по наружному краю тарельчатого затвора со стороны седла клапана острой кромки с возможностью взаимодействия с уплотнительным элементом седла клапана, а по внутренней окружности седла клапана - острой кромки с возможностью взаимодействия с уплотнительным элементом тарельчатого затвора, повышает герметичность обоих контуров уплотнения.

Сущность изобретения поясняется на фиг. 1, где представлен общий вид с разрезом корпуса клапана обратного в закрытом положении.

Клапан обратный содержит корпус, выполненный в виде цилиндрической втулки, состоящей из ступени 1 большего диаметра (ступень 1) и ступени 2 меньшего диаметра (ступень 2). Ступень 1 содержит седло 3 клапана с рабочим выходным каналом 4. Ступень 1 связана со ступенью 2 посредством перемычек 5, образующих между собой сквозные рабочие входные окна 6.

Во внутреннюю цилиндрическую расточку ступени 2 запрессована направляющая втулка 7 с внутренним направляющим отверстием для хвостовика 8 тарельчатого затвора 9. Направляющее отверстие втулки 7 выполнено в поперечном сечении в форме «ромашки» (как показано на изображении А-А фиг. 1). На конце хвостовика 8 установлен защитный стакан 10 с возможностью его осевого перемещения совместно с хвостовиком 8, ограничивая его ход, закрепленный на конце хвостовика 8 с помощью резьбового соединения 11 и законтренный проволокой 12. Между наружной цилиндрической поверхностью ступени 2 и внутренней цилиндрической поверхностью защитного стакана 10 установлена пружина 13, одним концом упирающаяся в ребра перемычек 5, а другим в дно защитного стакана 10, обеспечивающая надежное прижатие тарельчатого затвора 9 к седлу 3 клапана обратного.

На поверхности тарельчатого затвора 9, обращенной в сторону седла 3 клапана, выполнена кольцевая концентрическая канавка 14, в которую установлен кольцевой уплотнительный элемент 15. На поверхности седла 3 клапана со стороны тарельчатого затвора 9 выполнена кольцевая концентрическая канавка 16, в которую установлен кольцевой уплотнительный элемент 17. В качестве уплотнительных элементов 15 и 17 может быть использована, например, высокотемпературная резина, которая может быть установлена в канавки 14 и 16, например, методом вулканизации.

По периметру внешней поверхности тарельчатого затвора 9, обращенной в сторону седла 3 клапана, выполнена острая кромка 18, взаимодействующая с уплотнительным элементом 17 седла 3 клапана при закрытом положении клапана.

По периметру внутренней окружности седла 4 клапана выполнена острая кромка 19, взаимодействующая с уплотнительным элементом 15 тарельчатого затвора 9 при закрытом положении клапана.

Клапан обратный устанавливается в магистраль наддува топливных баков хвостовиком по направлению к входящему потоку воздуха. Пружина обратного клапана обеспечивает прижатие тарельчатого затвора к седлу клапана при отсутствии давления в магистрали и рассчитана на открытие клапана при достижении заданного давления. При подаче воздуха от компрессора двигателя и достижении необходимого для открытия клапана давления, тарельчатый затвор обратного клапана отходит от седла, сжимая пружину, и открывает выходной канал. Защитный стакан, установленный на хвостовике тарельчатого затвора, в момент максимального открытия клапана упирается своим краем в поверхности перемычек, соединяющих части корпуса клапана, ограничивая дальнейший ход тарельчатого затвора, обеспечивая необходимый расход воздуха для наддува топливных баков и препятствуя попаданию посторонних частиц из воздуха в подвижную пару хвостовик-втулка. Через рабочие входные окна между перемычками воздух проходит в выходной канал и далее в магистраль наддува. При прекращении подачи воздуха от компрессора двигателя давление в магистрали падает, и пружина возвращает тарельчатый затвор обратно на седло капана. За счет наличия двух контуров уплотнения седла клапана и тарельчатого затвора, состоящих из кольцевых уплотнительных элементов и острых кромок, с ними взаимодействующих, достигается полная герметичность обратного клапана в закрытом положении при отсутствии давления в магистрали наддува, что препятствует попаданию топлива в воздушный тракт двигателя.

Похожие патенты RU2660745C1

название год авторы номер документа
КЛАПАН ОБРАТНЫЙ 2020
  • Воскресенский Михал Николаевич
  • Копытин Сергей Иванович
RU2749887C1
КЛАПАН ОБРАТНЫЙ ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ С ПЛОСКИМ ТАРЕЛЬЧАТЫМ ЗАТВОРОМ МОДУЛЬНОГО ИСПОЛНЕНИЯ ДЛЯ ВСТРОЕННОГО МОНТАЖА 2003
  • Редько П.Г.
  • Таркаев С.В.
  • Амбарников А.В.
  • Чугунов А.С.
  • Нахамкес К.В.
  • Крячков Ю.В.
RU2250405C1
РЕЗЕРВИРОВАННЫЙ СЛЕДЯЩИЙ ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПРИВОД 2002
  • Редько П.Г.
  • Таркаев С.В.
  • Амбарников А.В.
  • Чугунов А.С.
  • Нахамкес К.В.
  • Верин Н.А.
  • Тихонов А.Б.
RU2237826C2
РЕЗЕРВИРОВАННЫЙ СЛЕДЯЩИЙ ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПРИВОД 2003
  • Редько П.Г.
  • Таркаев С.В.
  • Амбарников А.В.
  • Чугунов А.С.
  • Нахамкес К.В.
  • Тихонов А.Б.
RU2241143C1
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ТОЛКАТЕЛЬ 1995
  • Чугунов А.С.
  • Нахамкес К.В.
RU2111366C1
ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНО-ПЕРЕЛИВНОЙ КЛАПАН 2004
  • Николаев Александр Анатольевич
  • Перцов Валерий Павлович
  • Удалова Анна Александровна
RU2276302C1
ОБРАТНЫЙ КЛАПАН 2016
  • Бабиков Андрей Васильевич
  • Деркач Николай Дмитриевич
  • Злобин Илья Валериевич
  • Селянский Дмитрий Леонидович
RU2641146C2
ЗАПОРНЫЙ КЛАПАН 1990
  • Забелоцкий В.Д.
RU2007645C1
ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНО-ПОДПИТОЧНЫЙ ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ КЛАПАН МОДУЛЬНОГО ИСПОЛНЕНИЯ ДЛЯ ВСТРОЕННОГО МОНТАЖА И ВЫСОКИХ ДАВЛЕНИЙ 2005
  • Редько Павел Григорьевич
  • Амбарников Анатолий Васильевич
  • Таркаев Сергей Викторович
  • Чечевичкин Владимир Александрович
  • Чугунов Адольф Сергеевич
  • Нахамкес Константин Викторович
  • Крячков Юрий Васильевич
RU2283449C1
РЕЗЕРВИРОВАННЫЙ СЛЕДЯЩИЙ ГИДРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ПРИВОД ДЛЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЛЕТАТЕЛЬНЫМ АППАРАТОМ 2004
  • Редько П.Г.
  • Амбарников А.В.
  • Борцов А.А.
  • Чугунов А.С.
  • Шаров Г.В.
  • Нахамкес К.В.
  • Крячков Ю.В.
RU2266234C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 660 745 C1

Реферат патента 2018 года КЛАПАН ОБРАТНЫЙ

Изобретение относится к системам регулирования. Клапан обратный содержит корпус, выполненный в виде цилиндрической втулки, состоящей из двух ступеней различного диаметра, связанных между собой перемычками, седло клапана с рабочим выходным каналом, подпружиненный тарельчатый затвор конической формы с хвостовиком. Седло клапана находится в ступени большего диаметра. В ступени меньшего диаметра выполнена внутренняя цилиндрическая расточка, в которую запрессована направляющая втулка с внутренним направляющим отверстием, в поперечном сечении выполненным в форме «ромашки». На конце хвостовика установлен защитный стакан, на поверхности тарельчатого затвора со стороны седла клапана выполнена концентрическая канавка, в которую установлен уплотнительный элемент. В самом седле клапана со стороны тарельчатого затвора выполнена концентрическая канавка, в которую установлен уплотнительный элемент. По наружному краю тарельчатого затвора со стороны седла клапана выполнена острая кромка с возможностью взаимодействия с уплотнительным элементом седла клапана. По внутренней окружности седла клапана выполнена острая кромка с возможностью взаимодействия с уплотнительным элементом тарельчатого затвора. Изобретение направлено на повышение герметичности клапана обратного и магистрали наддува в целом. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Формула изобретения RU 2 660 745 C1

1. Клапан обратный содержит корпус, выполненный в виде цилиндрической втулки, состоящей из двух ступеней различного диаметра, связанных между собой перемычками, образующими между собой сквозные рабочие входные окна, седло клапана с рабочим выходным каналом, подпружиненный тарельчатый затвор конической формы с хвостовиком с возможностью осевого перемещения и взаимодействия с седлом при обратном направлении потока, при этом седло клапана находится в ступени большего диаметра, а в ступени меньшего диаметра выполнена внутренняя цилиндрическая расточка, в которую запрессована направляющая втулка с внутренним направляющим отверстием, в поперечном сечении выполненным в форме «ромашки», для хвостовика тарельчатого затвора, а на конце хвостовика установлен защитный стакан, причем на поверхности тарельчатого затвора со стороны, обращенной к седлу клапана, выполнена концентрическая канавка, в которую установлен уплотнительный элемент, а в самом седле клапана со стороны тарельчатого затвора выполнена концентрическая канавка, в которую установлен уплотнительный элемент, при этом по наружному краю тарельчатого затвора со стороны седла клапана выполнена острая кромка с возможностью взаимодействия с уплотнительным элементом седла клапана, а по внутренней окружности седла клапана выполнена острая кромка с возможностью взаимодействия с уплотнительным элементом тарельчатого затвора.

2. Клапан обратный по п. 1, отличающийся тем, что в качестве уплотнительных элементов использована высокотемпературная резина.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2018 года RU2660745C1

Подъемный кран для обслуживания затворов многопролетной плотины 1934
  • Курносов В.Н.
SU40777A1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПОТОКА ГАЗА 2009
  • Фишер Норберт
RU2482369C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ХЛЕБНОГО КВАСА 2015
  • Квасенков Олег Иванович
RU2592991C1
Обратный клапан 1986
  • Теленков Александр Алексеевич
  • Фатов Борис Дмитриевич
SU1395889A1
DE 10224695 A1, 18.12.2003.

RU 2 660 745 C1

Авторы

Копытин Сергей Иванович

Даты

2018-07-09Публикация

2017-05-31Подача