Клапан-пульсатор Советский патент 1992 года по МПК F15B21/12 F16K17/10 

Изобретение относится к гидравлике, в частности к устройствам, с помощью которых обеспечивается испытание трубопроводов, насосов и другой гидроаппаратуры по определенному закону изменения прикладываемого давления, и предназначено для использования в системах для промышленных испытаний.

Известны клапаны-пульсаторы, в корпусах которых размещены двухступенчатые рабочие органы, перекрывающие слив жидкости из напорной магистрали и управляемые двухкаскадными клапанами.

Известны клапаны-пульсаторы, снабженные гидравлически разгруженными напорными золотниками и компенсаторами объема,

Недостатком данных клапанов-пульсаторов является низкая надежность работы в связи со сложностью конструкции и наличием большого количества составных элементов,,

Известен клапан-пульсатор, содержащий корпус, разделенный перегородкой на рабочую и управляющую камеры, запорный орган, кинематически связанный через шток с чувствительным элементом, размещенным в управляющей камере, входной и выходной патрубки, выполненные со стороны рабочей камеры, при этом в штоке выполнен осевой глухой канал, открытый со стороны входного патрубка, и связанные с ним радиальные каналы, выполненные с возможностью соединения камер при закрытом запорном органе.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения автоколебательного режима работы устройства за счет изменения системы управления.

Указанная цель достигается тем, что управляющая камера снабжена перфорированной перегородкой с осевым отверстием для штока, а шток снабжен кольцевой полостью и двумя дополнительными радиальными каналами, выполненными с возможностью соединения камер через кольцевую полость при открытом запорном органе, при этом глухой канал и связанные с ним радиальные каналы имеют равные площади проходных сечений, а площадь поперечного сечения запорного органа меньше или равна площади поперечного сечения чувствительного элемента.

На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого клапана-пульсатора.

В управляющей камере, снабженной перфорированной перегородкой с осевым отверстием для штока, корпуса 1 установлен чувствительный элемент 2 с тарировоч- ным винтом 3. Чувствительный элемент 2 кинематически связан с запорным органом 4 через шток 5. В штоке выполнен осевой

глухой канал 6 с двумя отверстиями (радиальными каналами) 7 и 8. Канал 6 связан с входной полостью. В рабочей камере запорный орган 4 перекрывает проходное сечение седла 9. Отверстия 7 и 8 и глухой канал

0 б имеют площади поперечных сечений, равные по значению. Площадь поперечного сечения запорного органа 4 меньше или равна площади поперечного сечения сильфона чувствительного элемента 2.

5 Отверстия 7 и 8 осуществляют гидравлическую связь между камерой чувствительного элемента и выходным патрубком. В штоке 5 выполнена кольцевая полость 10 с двумя отверстиями (дополнительными ра0 диальными каналами) 11 и 12. Отверстия 11 и 12 делают возможным гидравлическую связь между камерой чувствительного элемента и выходным патрубком при открытом клапане.

5Клапан работает следующим образом.

В закрытом положении на запорный орган 4 действует входное давление, которое уравновешено усилием пружины чувствительного элемента 2. Камера чувствительно0 го элемента 2 через отверстия 7 и 8 сообщена с выходным патрубком.

Под действием повышения давления во входном патрубке запорный орган 4 начинает перемещаться, при этом начинает пере5 крываться отверстие 7 в штоке 5, тем самым увеличивается давление в камере чувствительного элемента 2. Под действием повышенного давления сильфон сжимается, запорный орган 4 со штоком 5 перемещает0 ся вверх и отверстие 7 в штоке 5 полностью перекрывается, сообщая входную полость клапана только с камерой чувствительного элемента 2. Под действием входного давления на эффективную площадь запорного ор5 гана 4 последний перемещается на открытие.

При перемещении штока вверх перекрывается отверстие 8, ликвидируя гидравлическую связь камеры чувствительного

0 элемента с входной полостью. В этот момент данный клапан работает как обычный предохранительный клапан. При дальнейшем перемещении штока вверх открывается отверстие 12 в штоке 5, тем самым

5 снижая давление в камере чувствительного элемента.

После снижения давления в камере чувствительного элемента сильфон начинает разжиматься, шток с запорным органом перемещается в сторону закрытия. После того,

как перекроется отверстие 12 и откроется отйерстие 8, рабочая среда поступит в полость, где размещен чувствительный элементу повысит в ней давление.

Сильфон сожмется, и запорный орган вновь начнет перемещаться в сторону открытия, т.е. клапан будет работать в пульсирующем режиме, постоянно меняя вепичину проходного сечения, при этом режим сброса рабочей среды через клапан будет носить пульсирующий характер.

При уменьшении давления во входном патрубке клапана чувствительный элемент, разжимаясь, перемещает запорный орган 4, который закрывает проходное сечение седла 9. Предлагаемая конструкция клапана обеспечивает пульсирующий режим работы клапана.

Как известно, определяющим при движении штока с запорным органом является усилие, создаваемое превышением давления на чувствительный элемент Fa, и создаваемое превышение давления на тарелке запорного органа FI. При выполнении условия

будет обеспечен пульсирующий режим работы. Конструктивно это обеспечивается соотношением размеров сечений

,

где $2 - площадь сечения сильфона;

Si - площадь сечения запорного органа.

Предлагаемый клапан-пульсатор позволяет обеспечить изменение давления в испытуемых объектах по определенному закону.

Сброс среды из клапана может направляться в бак, а потом на всас насоса, обеспочивающего создание заданного давления в объекте, предназначенном для испыта-., ний.u

Формула изобретения Клапан-пульсатор, содержащий корпус,

разделенный перегородкой на рабочую и управляющую камеры, запорный орган, кинематически связанный через шток с чувствительным элементом, размещенным в управляющей камере, входной и выходной

патрубки, выполненные со стороны рабочей камеры, при этом в штоке выполнен осевой глухой канал, открытый со стороны входного патрубка, и связанные с ним радиальные каналы, выполненные с возможностью соединения камер при закрытом запорном органе, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения автоколебательного режима работы, управляющая камера

снабжена перфорированной перегородкой с осевым отверстием для штока, а штока снабжен кольцевой полостью и двумя дополнительными радиальными каналами, выполненными с возможностью соединения

камер через кольцевую полость при открытом запорном органе, при этом глухой канал и связанные с ним радиальные каналы имеют равные площади проходных сечений, а площадь поперечного сеченмя запорного ,

органа меньше или равна площади поперечного сечения чувствительного элемента.

Использование: в системах для промышленных испытаний гидроаппаратуры. Корпус 1 разделен перегородкой на рабочую и управляющую камеры. Запорный орган 4 кинематически связан через шток 5 с чувствительным элементом 2, размещенным в управляющей камере. Входной и выходной патрубки выполнены со стороны рабочей камеры. В штоке 5 выполнен осевой глухой канал б, открытый со стороны входного патрубка, и связанные с ним радиальные каналы 7 8 Каналы 7,8 соединяют камеры при закрытом запорном органе 4 Управляющая камера снабжена перфорированной перегородкой с осевым отверстием для штока 5 Радиальные каналы 11, 12 соединяют камеры через кольцевую полость 10 штока 5 при открытом органе 4. Каналы 6, 7,8 имеют равные площади проходных сечений. Площадь поперечного сечения органа 4 меньше или равна площади попер 1 ого сечения элемента 2 1 ил. ,3 сл С VI сл со о VI со