ДВУХПОЗИЦИОННЫЙ ТРЕХЛИНЕЙНЫЙ КЛАПАННЫЙ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ Российский патент 2025 года по МПК F16K11/02 F16K17/40 

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к клапанным пневмо- и гидрораспределителям.

Клапанные распределители применяются в пневмогидравлических системах, где требуется обеспечивать герметичное разобщение коммутируемых линий.

Известен двухпозиционный трехлинейный клапанный распределитель, содержащий корпус, клапан, седло клапана, выполненное в корпусе, входной штуцер и два выходных штуцера, один из которых установлен параллельно с входным штуцером, а второй установлен перпендикулярно входному штуцеру, ось седла клапана и направление перемещения клапана в корпусе перпендикулярны входному штуцеру и соосны перпендикулярному выходному штуцеру, приведенный на рис. 3.7, стр. 49 книги В.Н. Челомея и др. «Пневмогидравлические системы двигательных установок с жидкостными ракетными двигателями», М., Машиностроение, 1978, принятый нами за прототип предлагаемого изобретения.

Недостатком данного распределителя является недостаточная надежность разделения коммутируемых линий подвода и отвода рабочей среды (жидкости или газа) при длительном хранении в составе пневмогидросистем из-за недостаточной герметичности и отсутствия возможности фиксации клапана в открытом и закрытом положениях.

Задачей предлагаемого изобретения является устранение указанного недостатка прототипа.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение надежности клапанного распределителя при длительном хранении в составе пневмогидросистем.

Указанная задача решается и технический результат достигается тем, что распределитель снабжен пневмоприводом клапана, содержащим поршень со штоком, взаимодействующим с клапаном, штуцер подвода управляющего воздуха высокого давления в надпоршневую полость пневмопривода, в исходном положении, до подачи управляющего давления в пневмопривод, клапан распределителя смещен от седла и зафиксирован относительно корпуса штифтом, срезаемым усилием пневмопривода при перемещении клапана к седлу, входной штуцер сообщен с параллельным с ним выходным штуцером, а от перпендикулярного ему выходного штуцера герметично отделен прорывной мембраной, установленной на входе в перпендикулярный выходной штуцер, к клапану, со стороны седла, соосно перпендикулярному выходному штуцеру, прикреплен нож в виде полого цилиндра, при движении вместе с клапаном к седлу прорезающий мембрану, установленную на входе в перпендикулярный выходной штуцер, в стенках цилиндрического ножа выполнены окна для прохода рабочей среды от входного штуцера к выходным штуцерам, снабжен фиксатором клапана в закрытом, прижатом к седлу положении, выполненным в виде подпружиненного обратного клапана, установленного в штуцере подвода управляющего давления к пневмоприводу и открывающегося в сторону движения клапана к седлу.

Выполнение режущей кромки ножа скошенной и поверхности его контакта с клапаном сферической, обеспечивающей возможность поворота ножа относительно клапана, окон в стенках цилиндрического ножа в виде прямоугольника с закругленными углами, вытянутого вдоль образующей цилиндра, а также герметичное отделение управляющей полости пневмопривода от штуцера подвода воздуха гибкой мембраной, опирающейся на поршень пневмопривода, снабжение клапана кольцевым уплотнением, обеспечивающим герметичность посадки клапана на седло, также увеличивает надежность распределителя.

Указанная совокупность существенных отличительных признаков предлагаемого изобретения неизвестна из уровня техники, неочевидна для широкого круга специалистов. Предлагаемый клапанный распределитель может быть применен в газовых и гидравлических системах длительного хранения, например, ракет и ракетных двигателей.

Таким образом, предлагаемое техническое решение соответствует критериям патентоспособности «новизна», «изобретательский уровень» и «промышленная применимость».

Техническая сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, фиг.1, на котором показан общий вид клапана. На фиг.2 показана схема распределителя.

Распределитель содержит корпус 1, клапан 2 с уплотнительным кольцом 3, седло 4 клапана, выполненное в корпусе, входной штуцер 5 и два выходных штуцера 6, 7. Выходной штуцер 6 установлен параллельно с входным штуцером 5, а выходной штуцер 7 установлен перпендикулярно входному штуцеру 5. Ось 8 седла 4 клапана, а также направление перемещения клапана 2 в корпусе 1 перпендикулярны входному штуцеру 5 и соосны выходному штуцеру 7.

Распределитель снабжен пневмоприводом клапана, содержащим поршень 9 со штоком 10, взаимодействующим с клапаном 2, штуцер 11 подвода управляющего воздуха высокого давления к пневмоприводу, гибкую мембрану 20, герметично разделяющую штуцер 11 от полости пневмопривода, опирающуюся при подаче давления на поршень 9.

В исходном положении распределителя, до подачи управляющего давления в пневмопривод, клапан 2 смещен от седла 4 и зафиксирован относительно корпуса 1 штифтом 12, срезаемым усилием пневмопривода при перемещении клапана 2 к седлу 4. Входной штуцер 5 сообщен с параллельным с ним выходным штуцером 6, а от перпендикулярного ему выходного штуцера 7 герметично отделен прорывной мембраной 13, установленной на входе в выходной штуцер 7.

К клапану 2, со стороны седла 4, соосно выходному штуцеру 7, прикреплен нож 14, выполненный в виде полого цилиндра. При движении вместе с клапаном 2 к седлу 4 нож 14 прорезает мембрану 13, установленную на входе в выходной штуцер 7. В стенках цилиндрического ножа 14 выполнены окна 15 для прохода рабочей среды от входного штуцера 5 к выходным штуцерам 6 и 7.

Распределитель снабжен фиксатором клапана 2 в закрытом, прижатом к седлу 4 положении, выполненным в виде подпружиненного обратного клапана 16, установленного в штуцере 11 подвода управляющего давления к пневмоприводу и открывающегося в сторону движения клапана 2 к седлу 4. Режущая кромка 17 ножа 14 выполнена скошенной.

Поверхность 18 контакта ножа 14 с клапаном 2 выполнена сферической, обеспечивающей возможность поворота ножа относительно клапана.

Полость 19 пневмопривода герметично отделена от штуцера 11 подвода воздуха гибкой мембраной 20, опирающейся под давлением управляющего воздуха на поршень 9 пневмопривода.

Распределитель работает следующим образом.

В исходном положении, до подачи управляющего давления в пневмопривод, клапан 2 зафиксирован относительно корпуса 1 штифтом 12, входной штуцер 5 сообщен с выходным штуцером 6, а от второго выходного штуцера 7 герметично отделен мембраной 13. Рабочая среда проходит от входного штуцера 5 через окна 15 в стенке цилиндрического ножа 14 к выходному штуцеру 6.

При подаче воздуха высокого давления в штуцер 11 пневмопривода обратный клапан 16 открывается, под действием силы давления воздуха гибкая мембрана 20, поршень 9 со штоком 10 и контактирующий со штоком клапан 2 двигаются к седлу 4. Силой давления воздуха, действующей на клапан 2 через шток 10, срезается штифт 12 и при дальнейшем движении клапана к седлу ножом 14 прорезается мембрана 13. Клапан 2 с уплотнительным кольцом 3 садится на седло 4, герметично отделяя входной штуцер 5 от выходного штуцера 6. Входной штуцер 5 соединяется с выходным штуцером 7. Рабочая среда проходит от входного штуцера 5 через окна 15 в стенке цилиндрического ножа 14 к выходному штуцеру 7. Клапан 2 надежно удерживается в прижатом к седлу 4 положении силой давления воздуха на поршень 10, препятствуя движению клапана 2 от седла 4. При этом давление воздуха на мембрану 20, поршень 10 остается постоянным, благодаря закрытому обратному клапану 16, герметично отделяющему полость пневмопривода от штуцера 11 подачи воздуха.

Гибкая мембрана 20 герметично отделяет полость пневмопривода от внешней среды при длительном хранении, повышая надежность распределителя.

Соединение ножа 14 с клапаном 2 через сферическую поверхность позволяет поворачиваться ножу относительно клапана, компенсируя погрешности несоосности ножа и направляющей цилиндрической поверхности в корпусе 1.

Выполнение режущей кромки ножа 14 скошенной повышает надежность прорыва мембраны 13.

Выполнение окон 15 в стенках цилиндрического ножа 14 в виде прямоугольника с закругленными углами, вытянутого вдоль образующей цилиндра, позволяет увеличить площадь проходного сечения окон, уменьшить сопротивление потоку рабочей среды и сохранить при этом достаточную прочность и жесткость стенок цилиндра ножа.

Таким образом, предлагаемый клапанный распределитель обеспечивает герметичное разобщение коммутируемых линий и обладает повышенной надежностью при длительном хранении в составе пневмогидросистем.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение надежности распределителя.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к клапанным пневмо- и гидрораспределителям. Распределитель содержит корпус, клапан, седло клапана, выполненное в корпусе, входной штуцер и два выходных штуцера, один из которых установлен параллельно с входным штуцером, а второй установлен перпендикулярно входному штуцеру, ось седла клапана и направление перемещения клапана в корпусе перпендикулярны входному штуцеру и соосны перпендикулярному выходному штуцеру. Распределитель снабжен пневмоприводом клапана, содержащим поршень со штоком, взаимодействующим с клапаном, штуцер подвода управляющего воздуха высокого давления в надпоршневую полость. В исходном положении, до подачи управляющего давления в пневмопривод, клапан распределителя смещен от седла и зафиксирован относительно корпуса штифтом, срезаемым усилием пневмопривода при перемещении клапана к седлу, входной штуцер сообщен с соосным с ним выходным штуцером, а от перпендикулярного ему выходного штуцера герметично отделен прорывной мембраной, установленной на входе в перпендикулярный выходной штуцер. К клапану, со стороны седла, соосно перпендикулярному выходному штуцеру, прикреплен нож в виде полого цилиндра, при движении вместе с клапаном к седлу прорезающий мембрану, установленную на входе в перпендикулярный выходной штуцер, в стенках цилиндрического ножа выполнены окна для прохода рабочей среды от входного штуцера к выходным штуцерам. Распределитель снабжен фиксатором клапана в закрытом, прижатом к седлу, положении, выполненным в виде подпружиненного обратного клапана, установленного в штуцере подвода управляющего давления к пневмоприводу и открывающегося в сторону движения клапана к седлу. Изобретение направлено на повышение надежности распределителя. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Двухпозиционный трехлинейный клапанный распределитель, содержащий корпус, клапан, седло клапана, выполненное в корпусе, входной штуцер и два выходных штуцера, один из которых установлен параллельно с входным штуцером, а второй установлен перпендикулярно входному штуцеру, ось седла клапана и направление перемещения клапана в корпусе перпендикулярны входному штуцеру и соосны перпендикулярному выходному штуцеру, отличающийся тем, что распределитель снабжен пневмоприводом клапана, содержащим поршень со штоком, взаимодействующим с клапаном, штуцер подвода управляющего воздуха высокого давления в надпоршневую полость пневмопривода, в исходном положении, до подачи управляющего давления в пневмопривод, клапан распределителя смещен от седла и зафиксирован относительно корпуса штифтом, срезаемым усилием пневмопривода при перемещении клапана к седлу, входной штуцер сообщен с параллельным с ним выходным штуцером, а от перпендикулярного ему выходного штуцера герметично отделен прорывной мембраной, установленной на входе в перпендикулярный выходной штуцер, к клапану, со стороны седла, соосно перпендикулярному выходному штуцеру, прикреплен нож в виде полого цилиндра, при движении вместе с клапаном к седлу прорезающий мембрану, установленную на входе в перпендикулярный выходной штуцер, в стенках цилиндрического ножа выполнены окна для прохода рабочей среды от входного штуцера к выходным штуцерам, снабжен фиксатором клапана в закрытом, прижатом к седлу, положении, выполненным в виде подпружиненного обратного клапана, установленного в штуцере подвода управляющего давления к пневмоприводу и открывающегося в сторону движения клапана к седлу.

2. Клапанный распределитель по п. 1, отличающийся тем, что режущая кромка ножа выполнена скошенной.

3. Клапанный распределитель по любому из пп. 1, 2, отличающийся тем, что поверхность контакта ножа с клапаном выполнена сферической, обеспечивающей возможность поворота ножа относительно клапана.

4. Клапанный распределитель по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что окна в стенках цилиндрического ножа выполнены в виде прямоугольника с закругленными углами, вытянутого вдоль образующей цилиндра.

5. Клапанный распределитель по п. 1, отличающийся тем, что управляющая полость пневмопривода герметично отделена от штуцера подвода воздуха гибкой мембраной, опирающейся на поршень пневмопривода.

6. Клапанный распределитель по п. 1, отличающийся тем, что клапан снабжен кольцевым уплотнением, обеспечивающим герметичность посадки клапана на седло.