Двухступенчатый переливной клапан прямого действия Советский патент 1992 года по МПК F16K17/04 

1

(21)4847982/29

(22) 28.05.90

(46) 23.09.92. Бюл. NS 35

(71)Центральный научно-исследовательский институт автоматики и гидравлики

(72)Ю.С.Демидов и В.А.Кондратьев (56) Авторское свидетельство СССР N: 1408147, кл. F 16 К 17/04, 1987.

Авторское свидетельство СССР № 1590800, кл. F 16 К 17/04, 1988. (54) ДВУХСТУПЕНЧАТЫЙ ПЕРЕЛИВНОЙ КЛАПАН ПРЯМОГО ДЕЙСТВИЯ

(57) Использование: в арматуростроении для поддержания постоянного давления рабочей жидкости в гидросистеме. Сущность изобретения: рабочие окна в корпусе имеют трапециевидную форму с возможностью одновременного открытия запорно-регулиру- ющим элементом окон в плунжере. Меньшее основание трапеции соответствует началу открытия окон, а большее-полному открытию. 3 ил.

Изобретение относится к арматурост- роению и предназначено для поддержания постоянного давления рабочей жидкости в гидросистеме.

Известны переливные клапаны прямого действия, имеющие корпус, полый плунжер с прямоугольными окнами, подпружиненный запорно-регулирующий элемент (авт. св. СССР № 1408147, кл. F 16 К 17/04, 1987; авт. св. СССР № 958756, кл. F 16 К 17/04, 1978), в которых для получения горизонтальной расходно-напорной характеристики на торцах корпуса и запорно-регулирующего элемента выполнены кольцевые профилированные канавки, создающие гидродинамические силы, действующие на запорно-регулирующий элемент.

Недостатком этих клапанов являются относительно большие габариты и масса и низкая динамическая устойчивость клапанов при больших перепадах давления. Увеличение габаритов и массы клапанов вызваны утолщением стенок плунжера (т.е. увеличением диаметра плунжера), обусловленным прочностными требованиями, а также увеличением габаритов пружины из-за увеличения диаметра плунжера и больших перепадов давления,

Динамическая устойчивость клапана ухудшается в связи с тем. что С по вышением перепада давления происходит увеличение скорости истечения потоков рабочей жидкости из окон плунжера, сопровождающееся понижением давления и развитием кавитации на выходе из рабочих окон.

Известен также двухступенчатый переливной клапан прямого действия, имеющий корпус с рабочими окнами, перекрываемыми расположенным внутри корпуса запор- но-регулирующим элементом второй ступени дросселирования, связанным с подпружиненным запорно-регулирующим элементом первой ступени дросселирования и имеющим отверстие, сообщающее промежуточную между первой и второй ступенями дросселирования камеру с полостью, в которой расположена пружина

СО

с

XJ о со ч

XI

ю

клапана (авт. св. СССР № 1590800, кл. F 16 К 17/04, 1988).

Этот клапан имеет малые габариты и хорошую динамическую устойчивость вследствие применения в клапане двойного дросселирования рабочей жидкости, истекающей из напорной полости клапана в сливную гидролинию.

Недостатком этого переливного клапана является то, что для получения горизон- тальнойрасходно-напорной

характеристики необходимо на торцах корпуса и запорно-регулирующего элемента выполнять кольцевые профилированные канавки. Кроме того, для получения горизон- тальнойрасходно-напорной

характеристики необходимо обеспечить равенство жесткостей пружины и гидродинамической силы: в этом клапане при заданном перепаде давления может быть применена пружина только одной жесткости, что определяет в конечном счете габариты пружины и клапана в целом.

Цель изобретения - упрощение конструкции при получении горизонтальной рас- ходно-напорной характеристики.

Цель достигается тем, что в двухступенчатом переливном клапане прямого действия, имеющем корпус с рабочими окнами, полый плунжер с прямоугольными рабочи- ми окнами, подпружиненный запорно-регу- лирующий элемент, перекрывающий рабочие окна в корпусе и плунжере и имеющий отверстие, сообщающее камеру между первой и второй ступенями дросселирова- ния с полостью, в которой расположена пружина, рабочие окна в корпусе выполнены трапециевидной формы с возможностью одновременного открытия запорно-регули- рующим элементом окон в плунжере, при- чем меньшее основание трапеции соответствует началу открытия окон, а большее - полному открытию,

На фиг, 1 показана конструкция клапана; на фиг. 2 - вид А фиг. 1; на фиг. 3вариант выполнения клапана.

Переливной клапан имеет корпус 1 с двумя рабочими окнами 2 трапециевидной формы и запрессованный в него полый плунжер 3 с двумя рабочими окнами 4 пря- моугольной формы. На плунжере 3 установлен запорно-регулирующий элемент 5, на котором, в свою очередь, установлена втулка 6. Запорно-регулирующий элемент 5 с втулкой 6 поджимается пружиной 7, которая закреплена в корпусе 1 с помощью упорной шайбы 8 и стопорного кольца 9. Полость 10 с одной стороны поршня и полость 11 с другой стороны сообщены отверстиями 12 во втулке 6. Для устранения утечек рабочей

жидкости из полости 11 на упорной шайбе 8 установлено уплотнительное кольцо 13. Внутренняя полость 14 плунжера 3 сообщена с напорной гидролинией, а через отверстие 15 - с управляющей камерой 16. Отверстие 15 одновременно служит демпфером клапана. Рабочие окна 2 в корпусе 1 сообщены со сливной гидролинией. Для обеспечения одновременного открытия окон плунжера 4 и окон корпуса 2 между запорно-регулирующим элементом 5 и втулкой 6 имеется регулировочная шайба 17.

Переливной клапан работает следующим образом. При достижении давления в напорной гидролинии и полости 14 выше установленного запорно-регулирующий элемент 5 вместе с втулкой 6 поднимается и рабочая жидкость через окна 4 и 2 перепускается в сливную гидролинию. Так как рабочие окна в корпусе имеют внизу ширину, равную ширине рабочих окон в плунжере, то давление в полости 10 в момент открытия рабочих окон равно половине давления в напорной гидролинии и полости 14, и по мере дальнейшего открытия рабочих окон, т.е. по мере увеличения расхода жидкости через клапан, оно уменьшается. При этом перепад давления на запорно-регулирую- щем элементе с увеличением открытия рабочих окон увеличивается, и в соответствии с этим увеличивается сила статического давления жидкости, действующая на запорно- регулирующий элемент против усилия пружины 7.

Помимо силы статического давления жидкости на запорно-регулирующий элемент, втомже направлении действуеттакжеисила гидродинамического давления струй жидкости, истекающих из рабочих окон плунжера, благодаря чему компенсируется приращение силы пружины, возникающее при подъеме запорно-регулирующего элемента. Тем самым обеспечивается горизонтальная рас- ходно-напорная характеристика клапана.

При применении в клапане более жесткой пружины (что позволяет уменьшить габариты пружины и самого клапана) следует увеличить вверху ширину трапециевидного окна в корпусе клапана.

Таким образом, выполнение в корпусе клапана рабочих окон трапециевидной формы позволяет упростить конструкцию клапана и применять в клапане при заданном перепаде давления пружины различной жесткости.

Следует отметить, что в предлагаемом двухступенчатом переливном клапане первая ступень дросселирования может выполняться не только в виде плунжерной пары,

как это изображено на фиг. 1, но и в виде конусного затвора (фиг. 2).

Формула изобретения Двухступенчатый переливной клапан прямого действия, содержащий корпус с рабочими окнами, полый плунжер с прямоугольными рабочими окнами, подпружиненный запорно-регулирующий элемент, перекрывающий рабочие окна в корпусе и плунжере и имеющий отверстие, сообщающее камеру между первой и второй ступенями дроссели0

рования с полостью, в которой расположена пружина, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции при получении горизонтальной расходно-напорной характеристики, рабочие окна в корпусе выполнены трапециевидной формы с возможностью одновременного открытия за- порно-регулирующим элементом окон в плунжере, причем меньшее основание трапеции соответствует началу открытия окон, а большее - полному открытию.

Фиг. I

Вид А

фиг 2