КЛАПАН Российский патент 2025 года по МПК F16K15/02 F16K15/12 F16K17/164 

Изобретение относится к агрегатам автоматики, срабатывающим под действием рабочей среды без подачи посторонних команд и применяющиеся в авиационной промышленности.

Известны конструкции автоматических клапанов (см. книгу Д.Е. Чегодаев и О.П. Мулюкин, «Элементы клапанных устройств авиационных агрегатов и их надежность», Москва, Издательство МАИ, 1994, стр. 13, Рис. 1.3 и стр. 163, Рис. 4.1.в), имеющие одинаковую конструкцию, которыми являются обратные и предохранительные клапаны, состоящие из корпуса с седлом и перекрытого подпружиненным запорным органом - клапаном. Основное требование к ним - это герметичность в закрытом положении при широком диапазоне давлений рабочего тела и температур, поэтому клапана с посадкой «металл по металлу» не очень герметичны и редко применяются в авиационном машиностроении. Наиболее герметичными являются тарельчатые клапаны, имеющие направляющий шток (стр. 163, Рис. 4.1.в), которые могут самоустанавливаться при посадке на седло и не должны соединятся жестко со штоком.

Известна конструкция клапана (патент RU №300698, МПК F16K 17/00, опубл. 17.04.1971), включающая корпус, запорный орган, например, шарик, плоскую пластину с разрезами в центральной части, образующими пружинящие лепестки, взаимодействующие с запорным органом. На чертеже изображен клапан с разрезом 10 по А - А. В корпусе 1 помещен запорный шарик 2, перекрывающий входное отверстие 3. Между торцами корпуса и отводящим штуцером 4 расположена круглая плоская пластина 5, в которой имеются разрезы, образующие пружинящие лепестки, которые прижимают запорный шарик к седлу корпуса. Начало открытия клапана производится путем вворачивания отводящего штуцера в корпусе 1. При повышении давления в входном отверстии 3 выше допустимого запорный шарик отжимается от седла корпуса, открывая проход рабочей среде выходной штуцер 4.

Недостатками этого клапана являются:

- широкий разброс по давлению открытия;

- размыта граница величины давления в сторону низкого давления рабочего тела для проверки герметичности клапана из-за большой негерметичности посадки запорного органа «металл по металлу»;

- изменение габаритов по длине клапана при регулировании давления открытия;

- небольшой ход запорного органа при открытии из-за применения пружины с разрезами в центральной части, образующими пружинящие лепестки.

Наиболее близкой по технической сущности является конструкция предохранительного клапана с самоустанавливающейся тарелью на седло, настраиваемого на необходимое давление открытия, где упругий элемент -пружина, поджимающий тарель к седлу, выполнен в виде двух плоской дисковых пластин (см. авторское свидетельство №1209982). Клапан настраивается на необходимое давление открытия при помощи поворота пружин относительно друг друга.

Недостатками такого клапана являются:

- невозможность регулирования давления открытия в собранном положении (требуется разборка);

- нетехнологичен из-за большого цикла изготовления, требует многочисленных переборок при настройке давления открытия;

- негерметичен при криогенных температурах.

Задачей заявляемого изобретения, является создание клапана с плоской пружиной, имеющего минимальные весовые характеристики и работающего в диапазоне криогенных температуре с обеспечением стабильной герметичности, а также минимальным циклом настройки величины давления открытия при изготовлении и в собранном виде.

В предлагаемом клапане:

- для уменьшения габаритов установлена одна дисковая пружина, имеющая лепестки, образованные кольцевыми прорезями и перемычками, находящимися на одной оси;

- тарель изготовлена из неметалла (фенилона или фторопласта) и в седло установлена опорная решетка для работы в диапазоне криогенных температур с высокими давлениями рабочего тела и получения необходимой герметичности;

- для улучшения технологичности при настройке, а именно для уменьшения времени настройки, на выступ тарели надет резьбовой насадок, который вворачивается в центровое отверстие дисковой пружины, отверстие которой преобразовано в один резьбовой виток при помощи радиальной прорези по оси перемычки на глубину высоты резьбы насадка. При вворачивании насадка в отверстие у пружины меняется прогиб пружины по высоте и соответственно меняется усилие поджатия тарели к седлу, а также пружина не должна проворачиваться при вворачивании насадка для чего на наружном диаметре имеется паз для штифта, закрепленного в корпусе;

- для ограничения хода тарели при открытии установлено опорное кольцо.

Сущность изобретения поясняется чертежом Фиг. 1, где представлен общий вид клапана, который состоит из полого цилиндрического корпуса 1 с седлом 2, тарели 3 с осевым цилиндрическим выступом, на котором установлен насадок резьбовой 4, ввернутый в центральное отверстие дисковой пружины 5, решетки опорной 6, установленной в отверстие седла 2, опоры 7, крышки входа 8, поджимающей решетку опорную 6 к корпусу 1, крышки выхода 9 и штифта 10 для исключения прокручивания пружины при вращении насадка резьбового, при настройки давления открытия.

На Фиг. 2 представлена дисковая пружина 5, на которой имеются прорези кольцевые 11, перемычки 12, радиальная прорезь 13, для создания из центрового отверстия резьбовой виток и паз 14 под штифт 10. При вворачивании насадка резьбового 4 в отверстие пружины 5 меняется прогиб пружины по высоте, т.е. меняется давление открытия клапана. Пружина жестко закреплена от проворачивания штифтом в паз на наружном диаметре пружины и корпуса. Вворачивание насадка в отверстие пружины можно производить в собранном виде через выходной штуцер 9.

Таким образом клапан обратный на Фиг. 1 с тарелью из неметалла с опорой на решетку работает в диапазоне криогенных температур и высоких давлений с необходимой герметичностью, легко настраивается вращением насадка резьбового 4 на необходимую величину давления открытия как при изготовлении, так и в собранном виде.

Изобретение относится к агрегатам автоматики, срабатывающим под действием рабочей среды без подачи посторонних команд и применяющимся в авиационной промышленности. Клапан содержит корпус с седлом, запорный орган в виде диска с осевым цилиндрическим выступом, установленным в центровое отверстие плоской пружины с кольцевыми прорезями и перемычками, образующими лепестки, расположенной в направляющем отверстии корпуса, крышек с входным и выходным штуцерами. В седле имеется опорная решетка, а плоская пружина закреплена в корпусе от проворачивания штифтом, и центровое отверстие пружины, преобразованное в один резьбовой виток радиальной прорезью по оси перемычки, в которое ввернут насадок резьбовой, установленный на цилиндрическом выступе диска, выполненного из неметалла. Изобретение направлено на создание клапана с плоской пружиной, имеющего минимальные весовые характеристики и работающего в диапазоне криогенных температур с обеспечением стабильной герметичности, а также минимальным циклом настройки величины давления открытия при изготовлении и в собранном виде. 2 ил.

Клапан, содержащий корпус с седлом, запорный орган в виде диска с осевым цилиндрическим выступом, установленным в центровое отверстие плоской пружины с кольцевыми прорезями и перемычками, образующими лепестки, и расположенной в направляющем отверстии корпуса, крышек с входным и выходным штуцерами, отличающийся тем, что в седле имеется опорная решетка, а плоская пружина закреплена в корпусе от проворачивания штифтом, и центровое отверстие пружины, преобразованное в один резьбовой виток радиальной прорезью по оси перемычки, в которое ввернут насадок резьбовой, установленный на цилиндрическом выступе диска, выполненного из неметалла.