КЛАПАН ОБРАТНЫЙ Российский патент 2024 года по МПК F16K15/06 F16K1/12 

Изобретение относится к обратным клапанам, используемым в системах наддува емкостей через редукторы и обратные клапаны, к которым предъявлены требования стабильного процесса при разных расходах без колебаний рабочего тела и повышенной герметичности для сохранения газа в ресивере.

Обратный клапан предназначен для защиты системы наддува от пульсаций давления рабочего газа и для сохранения газа в ресивере.

Известен клапан обратный [SU №2744620, МПК F16K 15/04, опуб. 28.09.2021], содержащий корпус с седлом, входным и выходным отверстиями и основной камерой между ними, взаимодействующий с седлом запорный элемент, установленный в камере с минимальным радиальным зазором с направляющими дорожками - каналами, образованными в корпусе. Запорный элемент выполнен в виде диска, прижимаемого к седлу введенным в корпус со стороны выходного отверстия и поджатого пружиной штоком со сферической поверхностью на рабочем конце, взаимодействующим с торцем запорного органа - диска сферической выемкой. Седлом служит установленная во входном отверстии фторопластовая втулка, имеющая по торцу, обращенному к диску, профилированную поверхность, контактирующую с установленной на торце диска резиновой накладкой.

Недостатками известного клапана обратного, взятого за аналог являются:

- запорный элемент в виде диска является источником колебаний, влияющий на работу системы наддува;

- установленная на торце диска резиновая накладка ограничивает эксплуатацию клапана с агрессивными рабочая средами, например, с парами окислителя в вытеснительной системе подачи;

- применение неметаллического уплотнения требует определенной величины минимального усилия поджатая уплотнения к седлу, для получения необходимой герметичности обратного клапана в закрытом положении при минимальных давлениях.

Известен обратный клапан (см. патент №2805268), у которого седло стало подвижным, а запорный орган жестко соединен с корпусом. Седло выполнено на торце штока, имеющем осевое сквозное отверстие для прохода рабочего тела, и шток в средней своей части герметично соединен со свободным концом сильфона при помощи диска. Диск наружной поверхностью герметично соединен с сильфоном и в центральной части со штоком, второй конец сильфона приварен к корпусу. В полости сильфона установлена пружина между выходной крышкой и концом штока, а на входе на подвижном штоке установлен демпфер трения для гашения колебаний.

Недостатком клапана обратного взятого за прототип является то, что установка демпфера на шток с отверстием для прохода рабочего тела ограничивает применение этого обратного клапана для больших походных сечений и высоких давлений рабочего тела из-за увеличения габаритов и соответственно веса клапана и применения сильфона.

Известен клапан обратный (см. книгу Г.Б. Синярев, М.В. Добровольский «Жидкостные ракетные двигатели», Государственное издательство оборонной промышленности, Москва, 1955, стр. 440, Фиг. 176), взятый за прототип изобретения, и состоящий из: корпуса с опорным выступом, входного и выходного штуцеров, запорного органа - тарелки со штоком, пружины. Упорный выступ соединен с корпусом перемычкой с отверстиями для прохода рабочего тела и имеет сквозное осевое направляющее отверстие для штока запорного органа, поджатого тарелкой клапана к седлу, установленного во входной штуцер.

Этот клапан прост в изготовлении, но недостатком этого обратного клапана является:

- высокая не герметичность в закрытом положении из-за применения посадки тарелки клапана на седло «металл-по-металлу»;

- при уменьшении расхода при наддуве системы обратный клапан становится источником колебаний рабочего тела.

Задача заявляемого изобретения - минимально изменить конструкцию прототипа без увеличения габаритов клапана для работы в системе наддува без пульсаций давления рабочего газа и для сохранения газа в ресивере, то есть сущность изобретения состоит в том, чтобы обратный клапан не являлся источником колебаний при минимальных расходах рабочего тела, был стабильным по герметичности при высоких давлениях рабочего тела.

Для этого в обратном клапане для получения герметичности при высоких давлениях рабочего тела на тарели затвора установлено уплотнительное кольцо из фторопласта - 4 с радиальным зазором с обеих сторон от седла 0,2-0,3 мм. Посадка тарели на седло с такими зазорами требует точности изготовления деталей и подвижных узлов, поэтому необходимый демпфер трения для гашения колебаний не должен влиять на положение тарели относительно седла и иметь минимальные габариты. Для этого демпфер трения в предлагаемом клапане установлен в направляющем отверстии упорного выступа между стенкой корпуса и проходящим через отверстие штоком запорного органа и крепится настроечной гайкой, ввернутой на выходе из отверстия. Демпфер трения включает: два одинаковых фторопластовых кольца, металлической трубки, пружинки. Фторопластовые кольца имеют с одной стороны коническую поверхность с пазами на ней. Фторопластовые кольца установлены в направляющем отверстии зеркально и разделены друг от друга металлической трубкой длиной не меньше, чем диаметр штока, концы которой имеют конические поверхности, контактирующие с коническими поверхностями фторопластовых колец и прижимающие их к штоку, проходящему в их отверстиях, от усилия установленной пружины с опорой на фторопластовое кольцо и сжатой, ввернутой в корпус регулировочной гайкой, которая удерживает начинку демпфера в направляющем отверстии упорного выступа корпуса. Установка двух фторопластовых колец на определенном расстоянии друг от друга уменьшает перекос штока при перемещениях в направляющем отверстии упорного выступа корпуса и улучшает герметичность при посадке фторопластовой поверхности уплотнения на седло. Для улучшения центрирования крышки с седлом на корпусе имеются выступы длиной, не превышающей конструктивную необходимость.

Сущность изобретения поясняется чертежом Фиг. 1, где представлен общий вид обратного клапана.

Обратный клапан, содержит корпус 1 с опорным выступом и отверстиями на перемычке 2, запорный орган-клапан с тарелью 3 на штоке 4, установленном в направляющем отверстии опорного выступа 2 и поджатого к седлу 5 на входной крышке со штуцером 6, пружиной 7, демпфер, установленный также в направляющем отверстии опорного выступа 2 и состоящий из двух фторопластовых колец диаметром 8 см.

С одной стороны, коническими поверхностями с пазами 9, металлической трубки 10 длиной не меньше, чем диаметр штока с коническими поверхностями на концах 11, которые контактируют с коническими поверхностями фторопластовых колец 8 и поджимают их к штоку 4 под действием усилия пружины 12, которая сжата ввернутой регулировочной гайкой 13 в резьбу корпуса под перемычкой опорного выступа 2.

На выходе из корпуса 1 установлен фильтр 14 и крышка с выходным штуцером 15. Установка демпфера с двумя фторопластовыми кольцами 8 на расстоянии равном не менее одного диаметра штока 4 и установка крышки 6 на направляющих 16 корпуса 1 для центрирования входной крышки направлено на обеспечение герметичности тарели 3 клапана при посадке на седло 5. При открытии при максимальных расходах рабочего тела тарель 3 перемещается до опорного выступа 2, сжимая пружину 7.

Таким образом, конструкция клапана обратного обеспечивает надежность работы без колебаний запорного органа клапана при минимальных расходах и повышает герметичность при высоких давлениях рабочего тела.

Изобретение относится к обратным клапанам, используемым в системах наддува емкостей через редукторы и обратные клапаны, к которым предъявлены требования стабильного процесса при разных расходах, без колебаний рабочего тела и необходимой герметичности в закрытом положении. Сущность изобретения состоит в том, что в корпусе клапана обратного установлен затвор с уплотнением из фторопласта на тарели, а демпфер трения установлен в направляющем отверстии упорного выступа корпуса и состоит из двух фторопластовых колец, имеющих с одной стороны конические поверхности с пазами и разделенных друг от друга трубкой длиной не меньше, чем диаметр штока, концы которой имеют конические поверхности, контактирующие с коническими поверхностями фторопластовых колец и прижимающие их к штоку от усилия пружины, установленной и поджатой, ввернутой в корпус настроечной гайкой. Установка двух фторопластовых колец на определенном расстоянии уменьшает перекос штока в направляющем отверстии упорного выступа корпуса и улучшает герметичность клапана. Все это позволило получить клапан, несложный конструктивно, со стабильной характеристикой, работающий в широком диапазоне давлений рабочего тела при разных расходах, без колебаний рабочего тела и необходимой герметичности в закрытом положении. 1 ил.

Обратный клапан, содержащий корпус с опорным выступом и отверстиями на перемычке, тарель на штоке, пружину, седло, входную и выходную крышки со штуцерами, соответственно, входа и выхода, отличающийся тем, что седло выполнено на входной крышке, установленной на направляющих выступах корпуса, а шток проходит через регулируемый демпфер трения, установленный в направляющем отверстии опорного выступа и состоящий из двух фторопластовых колец, имеющих с одной стороны конические поверхности с пазами, установленных зеркально и разделенных друг от друга металлической трубкой длиной не меньше, чем диаметр штока, конические концы которой поджимают конические выступы фторопластовых колец к штоку усилием пружины, установленной между фторопластовым кольцом и регулировочной гайкой, ввернутой в резьбу корпуса.