Самодействующий клапан Советский патент 1982 года по МПК F16K15/16 

(54) САМОДЕЙСТВУЮЩИЙ КЛАПАН

1

Изобретение относится к самодействующим клапанам поршневых компрессоров, имеющих упругие консольно закрепленные пластины, преимущественно к прямоточным.

Известен самодействующий клапан, содержахций плоское седло, ограничитель подъема с профилем, выполненным по уравнению выпуклой кривой с наибольщей ординатой h, и консольно закрепленную между седлом и ограничителем пластину.

У клапанов известной конструкции ограничитель подъема имеет выпуклую поверхность, обращенную к пластине. При открытии клапана подвижная часть пластины принимает форму поверхности ограничителя подъема, а ее кромка, отгибаясь, получает большое ускорение. При этом возникают удары, усиливающиеся к кромке пластины («эффект хлыста), а это приводит к ускоренному разрущению пластиныЙ.

Недостаток клапанов с, ограничителями подъема выпуклой формы состоит также в том, что при поступлении в клапан масла или другой жидкости пластина, прижатая давлением потока к ограничителю подъема, прилипает к его поверхности. Это вызывает

задержку пластины у ограничителя подъема, запаздывание закрытия клапана и, как следствие, снижение производительности и экономичности работы компрессора.

Кроме того, при закрытии запаздывающая пластина воспринимает давление попутного потока рабочей среды, который ускоряет ее движение и усиливает удары пластины о седло, способствуя ее разрущению.

10 Цель изобретения - увеличение срока службы и повышение эффективности клапана.

Поставленная цель достигается тем, что профиль ограничителя подъема на стороне,

15 противоположной месту закрепления пластины, образован пологим участком с ординатой h (0,2...0,8)h и углом наклона к диагонали о{, 2,

где о(. - угол наклона пологого участка к

20линии, проведенной между точкой

начала закрепления пластины и

точкой упора ее в ограничитель,

f, - угол наклона указанной линии к

плоскости седла.

На фиг. 1 изображен самодействующий клапан, вид в аксонометрии; на фиг. 2 - профиль ограничителя подъема; на фиг. 3 - элемент клапана, поперечное сечение.

Самодействующий клапан содержит плоское седло 1, ограничитель 2 подъема и консольно закрепленную между седлом и ограничителем пластину 3. Профиль ограничителя 2 подъе.ма, выполненный на участке АС по уравнению выпуклой кривой АВ с наибольшей ординатой h, на стороне, противоположной месту закрепления пластины, образован пологим участком ДЕ с ординатой h (0,2...0,8)hи углом наклона к диагонали АЕ о(. 2/, где о. - угол наклона пологого участка

ДЕ к диагонали АЕ - линии, проведенной между точкой начала закрепления пластины А и точкой Е упора ее в ограничитель; уЗ - угол наклона линии АЕ к плоскости седла. Положение участка ДЕ в зависимости от жесткости пластины предусмотрено различным: с углом наклона оС ; для жесткой пластины, профиль а, с увеличением угла наклона до d.2 по мере уменьшения жесткости пластин, профили в или с.

Самодействующий клапан работает следующим образом.

Открытие клапана происходит под влиянием повышения давления или рабочей среды в пространстве перед клапаном или снижения его за клапаном, когда избыток давления, действующий на пластину 3 в направлении открытия клапана, оказывается больше противодействующего усилия со стороны пластины. Закрытие клапана происходит под влиянием противоположных изменений давления рабочей среды.

При открытии наблюдается две фазы отличающиеся условиями изгиба пластины. В первой фазе пластина находится в промежутке между седлом 1 и ограничителем 2 подъема и принимает форму кривой динамического прогиба. В конце первой фазы происходит касание кромки пластины с ограничителем в точке Е.

Во второй фазе открытия происходит изгиб средней части пластины. После точки Е пластина касается ограничителя подъема в точке F, и затем-зоны контакта расширяются в двух направлениях: от точек Е и F к точкам D и С, а кромка пластины скользит по участку DE. При изгибе пластины по предложенному профилю ограничителя увеличивается площадь прохода в щели под каждой из боковых кромок пластины (фиг. 3, заштрихованная площадка).

Начало контакта пластины в точке Е исключает свойственное известным клапанам «обкатывание поверхности ограничителя подъема с нарастанием скорости соударения к свободной кромке пластины.

Увеличение прогиба в средней части пластины позволяет снизить без уменьшения эквивалентной площади клапана высоту подъема h, что, в свою очередь, снижает напряжения в кромке пластины в момент удара об ограничитель.

Кроме того, трение скольжения пластины по участку DE, демпфирует обычные в клапанах колебания пластины, что уменьшает усталость металла.

Указанные обстоятельства обеспечивают увеличение срока службы пластин и клапана в целом.

Повышение эффективности работы клапана при таком выполнении обеспечивается сокращением свободного пролета пластины между зонами контакта во второй фазе открытий. При этом увеличивается жесткость нависающего участка, что исключает прилегание, а следовательно, прилипание пластины к ограничителю подъема, т. е. устраняет или уменьщает запаздывание закрытия клапана, в результате чего возрастает производительность компрессора и повышается экономичность его работы.

Формула изобретения

Самодействующий клапан, содержащий плоское седло, ограничитель подъема с профилем, выполненным по уравнению выпуклой кривой с наибольшей ординатой h и консольно закрепленную между седлом и ограничителем пластину, отличающийся тем, что, с целью увеличения срока службы и повыщения эффективности клапана, профиль ограничителя подъема на стороне, противоположной месту закрепления пластины, образован пологим участком с ординатой h (0,2...0,8) h и углом наклона к диагонали ot 2/,

где оС - угол наклона пологого участка к линии, проведенной между точкой начала закрепления пластины и точкой упора ее в ограничитель; / - угол наклона указанной линии к плоскости седла.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

ufS,cl