Предохранительный клапан Советский патент 1982 года по МПК F16K17/04 

(54) ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫЙ КЛАПАН

1

Изобретение относится к арматуростроению и предназначено для предохранения пневмогидросистем машин и механизмов от превышения давления рабочей среды выше допустимого.

Известен предохранительный клапан, в корпусе которого размещен контактирующий с седлом подпружиненный запорный орган 1.

Недостатком такого клапана является отсутствие демпфирования колебаний запорного органа, что отрицательно сказывается на технических характеристиках клапана.

Наиболее близким по технической сущности является предохранительный клапан, в корпусе которого размещены седло и подпружиненный полый запорный орган, снабженный дросселем, сообщающим полость запорного органа с входом клапана и демпфирующим элементом, выполненным в виде подпружиненного с обоих торцов инерционного тела 2.

Недостатком такого клапана является то, что в нем интенсивность демпфирования колебаний зависит от величиныЗазора между демпфирук)щим Грузом и внутренними стенками полости запорного органа, поэтому при

резком повышении давления клапан склонен к возникновению автоколебаний запорного органа с большой амплитудой, что приводит к быстрому износу посадочных поверхностей.

Цель изобретения - устранение недостатков клапана.

Цель достигается тем, что клапан снабжен дополнительными регулируемыми дросселями, установленными на торцах запорного органа и жестко связанными своими ре10гулирующими органами с демпфирующим элементом, а седло его снабжено хвостовиком, выполненным в виде стакана, полость которого сообщена с полостью запорного органа через регулируемые дроссели.

Это позволяет повысить иитенсивность

15 демпфирования колебаний рабочей среды, что повышает надежность работы клапана.

На чертеже показан предохранительный клапан, разрез.

Предохранительный клапан содержит кор2° пус 1 с входным штуцером 2, седло 3 с внутренними шлицевыми каналами 4, входными 5 и дренажными 6 отверстиями и хвостовиком 7, выполненным в виде стакана. Внутри клапана размещен поджатый пружиной 8

полый запорный орган 9 с верхним 10 и нижним 11 торцами и внутренней полостью 12, в которой расположен с возможностью осевого перемещения поджатый пружинами 13 и 14 с обоих торцов цилиндрический демпфирующий элемент 15. Запорный орган 9 связан с седлом 3 с помощью рабочего сильфона 16, закрепленного одним венцом на седле 3 и другим - на нижнем торце 11 запорного органа 9. Запорный орган 9 связан с верхней крыщкой 17 корпуса 1 с помощью вспомогательного сильфона 18, имеющего эффективную площадь меньще, чем у рабочего сильфона 16. Внутренняя полость 12 запорного органа 9 сообщается с, входной полостью 19 клапана через дроссельные отверстия 20 в запорном органе 9 и входные отверстия 5 в седле 3. Между нижним торцом 11 запорного органа 9 и цилиндрическим хвостовиком 7 седла 3 образована замкнутая рабочая полость 21, заключенная внутри рабочего сильфона 16 и сообщающаяся с внутренней полостью 12 запорного органа 9 через регулируемый дроссель 22, установленный на нижнем торце 11. Кроме того, рабочая полость 21 сообщается с внутренней полостью 12 запорного .органа 9 через вспомогательный трубопровод 23 и регулируемый дроссель 24, установленный на верхнем торце 10 запорного органа 9. На обоих торцах демпфирующего элемента 15 закреплены регулирующие органы - две дросселирующие иглы 25 и 26 с коническими законцовками 27 и 28. Коническая законцовка 27 дросселирующей иглы 25 входит в коническое отверстие дросселя 22 нижнего торца 11 запорного органа 9. Коническая законцовка 28 дросселирующей иглы 26 входит в коническое отверстие дросселя 24 верхнегб торца 10. Пружины 13 и 14 демпфирующего элемента 15 загерметизированы защитными сильфонами 29 и 30.

Предохранительный клапан работает следующим образом.

При подаче рабочей среды под давлением во входной щтуцер 2 заполняется входная полость 19 клапана и через входные отверстия 5 в седле 3 дроссельные отверстия 20 в запорном органе 9 среда поступает во внутреннюю полость 12 запорного органа 9. Далее через зазоры между внутренними стенками запорного органа 9 и демпфирующим элементом 15 рабочая среда растекается в двух противоположных направлениях. Часть рабочей среды поступает через дроссель, установленный на верхнем торце 10, вспомогательный сильфон 18 и вспомогательный трубопровод 23 в рабочую полость 21 рабочего сильфона 16. Вторая часть потока рабочей среды поступает из внутренней полости 12 запорного органа 9 через зазоры между внутренними стенками запорного органа 9 и демпфирующим элементом 15 и через коническое отверстие

дросселя 22 непосредственно в рабочую полость 21 рабочего сильфона 16.

Оба потока при этом воздействуют на демпфирующий элемент 15 одновременно с противоположно направленными равными

усилиями, что сохраняет динамическое равновесие демпфирующего Элемента 15 и исключает возникновение его колебаний. После заполнения рабочей средой выщеуказанных полостей предохранительный клапан начинает выполнять свою основную функцию - поддержание в контролируемой магистрали пневмогидросистемы определенного давления рабочей среды.

При достижении давления рабочей среды, равного давлению начала открытия,

входная полость Ю клапана сообщаете }, с щлицевыми внутренними Каналами 4 сед- ла 3, избыточное давление рабочей среды сбрасывается через дренажные отверстия 6 седла и 3 в атмосферу. При этом рабочая среда из рабочей полости 21 рабочего сильфона 16 двумя путями в обратном направлении через внутреннюю полость 12 запорного органа 9 тоже сбрасывается в атмосферу и не нарушает динамическое равновесие демпфирующего элемента 15. Отверстия дросселей 22 и 24, зазоры между внутренними стенками запорного органа 9 и демпфирующим элементом 15, а также дроссельные отверстия 20 обеспечивают плавное опускание запорного органа 9 после сбросэ избыточного давления рабочей среды и плавное

поднятие его при нерезком новом повыщеини давления. При пульсациях давления в рабо-. чей полости 21 и внутри вспомогательного сильфона 18 при закрытом положении клапана запорный орган 9 не колеблется, а демпфирующий элемент 15 сохраняет динамическое равновесие, так как волны колебаний давления рабочей среды воздействуют на него с одинаковыми и противоположно направленными усилиями, друг друга взаимно компенсируя. В положении, когда запорный орган 9 приподнимается над седлом 3, быстрый рост давления в рабочей полости 21 рабочего сильфона 16 и внутри вспомогательного сильфона 18 вызывает мгновенное дополнительное поднятие запорного органа 9 над седлом 3, но демпфирующий элемент 15 находится при этом в неподвижном состоянии относительно корпуса I, дросселирующие иглы 25 и 26 своими коническими законцовками 27 и 28 уменьшают или полностью перекрывают отверстия дросселей 22 и 24. В результате этого уменьшается или полностью прекращается рост давления в рабочей полости 21 сильфона 16 и внутри вспомогательного сильфона 18 и снижается скорость нарастания давления в клапане из-за уменьшения проходных сечеНИИ отверстий дросселей 22 и 24. Кроме того, при перемещении запорного органа 9 относительно демпфирующего элемента 15 рабочая среда продавливается через зазоры между внутренними стенками запорного органа 9 и демпфирующим элементом 15 и если проходные сечени; в отверстиях дросселей 22 и 24 не перекрываются полностью, то рабочая среда также продавливается из рабочей полости 21 через вспомогательный трубопровод 23, вспомогательный сильфон 18 во внутреннюю полость 12 запорного органа 9, чем повышается эффективность демпфирования его колебаний. Если отверстия дросселей 22 и 24 перекрыты, то рабочая среда перетекает только во внутренней полости 12 запорного органа, обеспечивая при этом надежное затухание колебаний. В результате уменьшения или увеличения проходных отверстий дросселей 22 и 24 дросселирующими иглами 25 и 26 и продавливания рабочей среды через зазоры между внутренними стенками запорного органа 9 и демпфирующим элементом 15 происходит эффективное гашение колебаний запорного органа 9 и исключается его мгновенное резкое поднятие ца большую высоту над седлом 3 Йри кратковременных повышениях давления рабочей среды, т.е. повышается интенсивность демпфирования колебаний.

Формула изобретения

Предохранительный клапан, в корпусе которого размещены седло и подпружиненный полый запорный орган, снабженный дросселем, сообщающим полость запорного органа с входом клапана, и демпфирующим элементом, выполненным в виде подпружиненного с обоих торцов инерционного тела, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы, он снабжен дополнительными регулируемыми дросселями, установленными на торцах запорного органа и жестко связанными .своими регулирующими органами с демпфирующим элементом, а седло снабжено хвостовиком, выполненным в виде стакана, полость которого сообщена с полостью запорного органа через регулируемые дроссели.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР № 569781, кл. F 16 К 17/12,.- 1976.