Импульсный клапан Советский патент 1974 года по МПК F16K17/164 

Изобретение касается элементов импульсных гидравлических и пневматических приводов и может найти применение для импульсной подачи воды со взвешенными абразивными частицами для очистки различных поверхностей, а также для пульсирующей подачи других многофазных рабочих сред, включая газовую.

Известны импульсные клапаны для гидравлических систем, имеющие запорный орган и узел управления, выполненные в виде золотниковых пар.

Предложенное устройство отличается от известных тем, что запорный орган выполнен в виде диафрагмы, а устройство автоматического управления выполнено в виде трех соосно расположенных диафрагм, из которых одна перфорирована и скреплена штоком с фиксирующим устройством, расположенным соосно устройству автоматического управления. Две герметичные диафрагмы устройства автоматического управления соединены полым стержнем, верхний торец которого выполнен в виде плоского седла клапана, а внутри него соосно размещен шток. Это обеспечивает работу на жидкости с абразивом, а также упрощает конструкцию.

На чертеже приведена конструктивная схема предлагаемого клапана.

Клапан содержит соосный цилиндрический

корпус 1, в котором расположен запорный элемент 2 с управляемой диафрагмой 3, составляющие вместе запорный орган. Пружина 4 упирается одним кондом в запорный элемент

2, а другим в разделительную пластину 5, над которой расположена фиксирующая диафрагма 6. В фиксирующей диафрагме 6 закреплен щток 7. Фиксирующая диафрагма 6 и нижняя диафрагма 8 образуют камеру. Полый стержень 9 с закрепленным на нем запирающим элементом 10 составляют вместе клапан второго каскада. Верхняя диафрагма 11 скреплена так же, как и нижняя диафрагма 8 с полым стержнем 9. Клапан первого каскада 12

скреплен со штоком 7 и перфорированной диафрагмой 13, на которую действует усилие пружины 14. Винт 15 предназначен для регулировки давления открытия клапана первого каскада 12.

В полом стержне 9 выполнено дроссельное отверстие а и проходные отверстия б.

Полость А сообщается с полостью Б через отверстия в перфорированной диафрагме 13. Полость Б постоянно соединена со сливом.

Полости В, Г и Д соединены между собой каналами, выполненными в корпусе 1. Подобным образом сообщаются полости Е и Ж, которые постоянно соединены проходными отверстиями б, а полости Д и Ж - дроссельным

отверстием а.

Полость В под-ключается к аккумулятору или рабочему цилиндру и к напорной магистрали. Полость И соединяется со сливом.

В исходном состоянии занорный орган (запорный элемент 2 и управляемая диафрагма 3) и клапан первого каскада 12 закрыты, а клапан второго каскада (полый стержень 9 и запирающий элемент 10) открыт.

После включения подачи рабочей жидкости в напорную магистраль происходит, зарядка аккумулятора или ход рабочего цилиндра (на схеме не показаны), подключенных параллельно полости В. Соответственно происходит повышение давления в полостях В, Г, Д, К, Ж и Е, так как в вышеописанном исходном состоянии импульсного клапана они сообщаются между собой.

Полость Б соединена со сливом, поэтому давление в полости К, действуя на диафрагму 11, стремится поднять вверх полый стержень 9 и клапан первого каскада 12, которые прижаты вниз пружиной 14.

Таким же образом давление в полости Е прижимает вниз к корпусу 1 рабочий клапан (диафрагму 3 с запорным элементом 2), так как полость И соединена со сливом, а рабочая площадь со стороны полости Е больще рабочей площади со стороны полости В.

Ввиду того, что рабочая площадь клапана первого каскада 12 меньше рабочей площади верхней диафрагмы 11, при повышении давления начинает двигаться вверх, сжимая пружину 14, клапан второго каскада (полый стержень 9 и запирающий элемент 10) вместе с закрытым клапаном первого каскада 12. При этом запорный элемент 10 упирается в корпус 1, отсоединив сообщающиеся между собой полости В, Г и Д от сообщающихся полостей К, Ж и Е.

Однако соединение этих полостей сохраняется через дроссельное отверстие а.

Далее давление повыщается до величины настройки клапана первого каскада 12, при которой он открывается, преодолевая усилие пружины 14. Жидкость из полостей К, Ж и Е устремляется через каналы в корпусе 1, проходные отверстия б, открытый клапан первого каскада 12 и полость Б иа слив. Полости оказываются соединенными со сливом через дроссельное отверстие а, на котором создается перепад давления, практически равный давлению в напорной магистрали, т. е. полости К, Ж и Е оказываются без давления, а полости В, Г и Д - под давлением.

Так как рабочая площадь запирающего элемента 10 больше рабочей площади нижней диафрагмы 8, то клапан второго каскада (полый стержень 9 и запирающий элемент 10) удерживается в закрытом положении (вверху). Фиксирующая диафрагма 6, действуя на шток 7, полностью открывает клапан первого

каскада 12 и фиксирует его в этом положении, так как площадь фиксирующей диафрагмы 6 больше рабочей площади «лапана первого каскада 12.

Это приводит к тому, что полость Е еще больще освобождается от среды, и под действием давления перепада на дроссельном отверстии а открывается рабочий клапан (запорный элемент 2 и управляемая диафрагма

3), сжимая пружину 4.

Напорная магистраль с аккумулятором (рабочим цилиндром) соединяется со сливом через полость И, а перепад давления на участке перехода из полости В в полость И удерживает фиксирующую диафрагму 6 и, следовательно, управляемую диафрагму 3 с запорным элементом 2 в верхнем открытом положении. По окончании разрядки аккумулятора (в конце импульса) расход на слив (из полости

В в полость И) падает до величины производительности насосной станции (расхода в напорной магистрали) и соответственно падает перепад в сливной магистрали, который удерживает в верхнем положении диафрагмы 3 и 6.

При этом усилие пружины 14 становится больше, чем усилие фиксирующей диафрагмы 6. Клапан первого каскада 12 закрывается, и пружина 14, действуя через него на полый стержень 9, опускает последний вниз вместе с

запирающим элементом 10, т. е. открывается клапан второго каскада. Так как теперь полость В соединена с полостью Е через каналы в корпусе 1, полость Д, открытый клапаи второго каскада, полость К, проходные отверстия б, полый стержень 9 и полость Ж, то пружина 4 закрывает рабочий клапаи (запорный элемент. 2 и управляемую диафрагму 3). Далее цикл автоматически повторяется до прекращения (выключения) подачи жидкости

из напорной магистрали.

Предмет изобретения

1. Импульсный клапан для загрязненной среды с подпружиненным запорным органом и

устройством автоматического управления, о тличающийся тем, что, с целью обеспечения работы на жидкости с абразивом, запорный орган выполнен в виде диафрагмы, а устройство автоматического управления выполнено в виде трех соосно расположенных диафрагм, из которых одна перфорирована и скреплена штоком с фиксирующим устройством, расположенным соосно устройству автоматического управления.

2. Импульсный клапан по п. I, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, две герметичные диафрагмы устройства автоматического управления соединены полым стержнем, верхний торец которого выполней в виде плоского седла клапана, а внутри него соосно размещен шток.

В