Трехходовой клапан Советский патент 1982 года по МПК F16K11/04 

(54) ТРЕХХОДОВОЙ КЛАПАН Изобретение относится к арматуростроению. По основному авт. св. № 712584 известен трехходовой клапан, состоящий из корпуса с двумя седлами, между которыми расположен подпружиненный затвор, соединенный через шток с уравновешивающим элементом, выполненным, например, в виде мембраны, входную и выходную камеры и привод управления. В клапане между входной камерой и уравновешивающим элементом образована дополнительная камера, а шток снабжен насадкой цилиндрической формы, образующей с внутренней поверхностью седла входной камеры кольцевой зазор, и в нем выполнены каналы, сообщающие зазор с дополнительной камерой 1. Однако известный клапан при.меняется только для управления пневмоЦилиндрами и пневмомоторами малых расходов. В случае применения этих клапанов для управления пневмомоторал и больших расходов,уравновешивающийэлемент находится под пониженным статическим давлением не только в момент открытия клапана, но и в процессе работы пневмомотора. Поэтому при снятии управляющего сигнала, усилие пружины может быть недостаточным для отжима затвора от нижнего седла и возвращения подвижной системы в исходное положение. Кроме того, из-за понижения давления в дополнительной камере увеличивается время выключения клапана. Цель изобретения - расширение области применения .и уменьшение времени выключения. Цель достигается тем, что щток снабжен направляющей втулкой, укрепленной в корпусе, в котором на участке, взаимодействующим с втулкой, выполнены радиальные отверстия, причем в закрытом положении клапана расстояния между этими отверстиями и торцом направляющей втулки, расположенным в входной камере, меньше максимального хода штока. На фиг. 1 представлен клапан, закрытое положение; на фиг. 2 - то же, открытое положение. Клапан содержит корпус 1 с седлами 2 и 3, между которыми расположен затвор 4, входную 5 и выходную 6 камеры, пружину 7, уравновешивающий элемент 8, выполненный, например, в виде мембраны, и привод 9 (например пневмотический). Между входной камерой 5 и уравновешивающим элементом 8 расположена дополнительная камера 10, образованная уравновешивающим элементом и перегородкой 11 с направляющей втулкой 12. Затвор 4 соединен с уравновешивающим элементом 8 с помощью штока 13, который в нижней части снабжен насадкой 14 с цилиндрической поверхностью. Внутренняя поверхность седла 2 образует с насадкой 14 кольцевой зазор 15, сообщающийся с дополнительной камерой 10 каналами 16, 17 и 18, выполненными в насадке 14 и штоке 13. Нижнее седло 3 имеет дренажное отверстие 19, сообщенное с окружающей атмосферой. Подвижная система, состоящая из уравновешивающего элемента 8, штока 13 и затвора 4, имеет величину хода, равную h. В штоке 13 выполнены радиальные отверстия 20, закрытые в выключенном положении клапана направляющей, втулкой 12. Расстояние между радиальными отверстиями 20 и торцом направляющей втулки 12, расположенным во входной камере 5, меньше длины хода,и1тока h. При подаче давления в входную камеру 5 подвижная система клапана, состоящая из затвора 4, штока 13 с насадкой 14 и уравновешивающего элемента 8 с приводом 9, остается в устойчивом статическом равновесии, так как площадь, ограниченная посадочной кромкой седла 2, и эффективная площадь уравновешивающего элемента 8 подобраны так, что равнодействующая сил давления, действующих на подвиж-ную систему с учетом сил пружины 7, направлена в сторону закрытия затвора 4. Клапан работает следующим образом. При подаче управляющего сигнала на привод 9 сила, действующая на подвижную систему клапана, отжимает затвор 4 от седла 2, обеспечивая проход рабочей среды из входной камеры 5 в выходную 6. Однако, вследствие того, что в конце перемещения подвижной системы открывается отверстие 20 и дополнительная камера 10 соединяется через это отверстие с входной камерой 5, давление в дополнительной камере повышается до давления в входной камере Таким образом, в данном случае уравновещивающий элемент 8 находится под давлением входной камеры 5, а затвор 4 - под давлением выходной камеры 6. При равенстве эффективной площади уравновешивающего элемента 8 и площади, ограниченной посадочной кромкой седла 3, равно действующая сил с учетом того, что давление в входной камере 5 при расходе всегда больше, чем давление в выходной камере 6, направлена в сторону закрытия клапана. Клапан в это время находится в открытом положении под действием управляющего сигнала. При снятии управляющего сигнала клапан быстро закрывается. При возвращении подвижной системы в исходное положение затвор 4 открывает дренажное отверстие 19 и закрывает доступ рабоче; ; среды из входной камеры 5 в выходную 6. Радиальные отверстия 20 перекрываются втулкой 12, а дополнительная камера 10 снова оказывается сообщенной с входной камерой 5, но уже через каналы, выполненные в насадке 14. Таким образом, применение изобретения способствует уменьщению времени выключения и дает возможность использовать клапан при любых расходах. Формула изобретения Трехходовой клапан по авт. св. №712584 отличающийся тем, что, с целью расширения области применения и уменьщения времени выключения, шток снабжен направляющей втулкой, укрепленной в корпусе, и в нем на участке, взаимодействующим с втулкой, выполнены радиальные отверстия, причем в закрытом положении клапана расстояния между этими отверстиями и торцом направляющей втулки, расположенным во входной камере, меньше максимального хода штока. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 712584, кл. 7 16 К 11/04, 1978.

-9

фуг. /

8

W

Ф(/г.г