Предохранительный нерегулируемый гидроклапан прямого действия Советский патент 1982 года по МПК F16K17/04 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к элементам гидроавтоматики и гидроприводов, и может быть использовано в различных гидросистемах.

Известен клапан прямого действия плунжерного типа, в котором с целью повышения стабильности его статической характеристики на торце плунжера выполнен кольцевой поясок L13.

Недостатком данного устройства является сильная вибрация на всём диапазоне регулирования и низкая стабильность его статической характеристики.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности является клапан прямого действия для гидросистем,, содержащий корпус с впрессованным в него полым плунжером с прямоугольнЕоми окнами, кольцевую канавку на плоском торце корпуса, подпружиненный запорно-регулирующий элемент, установленный на полом плунжере 2.

Недостатком известного устройства является то, что при получении стабильной (близкой к идеальной) статической характеристики путем выполнения на торце корпуса кольцевой канавки, создается гидродинамическая сила потока жидкости, действующая на открытие рабочих окон, при этом обычно применяется пружина с малой жесткостью и довольно большой длиной, что, в свою очередь, приводит к значительным габаритам и массе клапана и не обеспечивает необходимых динамических характерис10тик клапана.

Цель изобретения - улучшение динамических характеристик клапана и уменьшение его габаритов и массы. Указанная цель достигается тем,

15 что в гидроклапане пряг/ого действия, содержащем корпус с впрессованным в него полым плунжером с прямоугольными окнами, кольцевую канавку, выполненную на плоском торце корпуса,

20 подпружиненный запорно-регулирующий элемент, установленный на попом плунжере, торец запорно-регулирующего элемента выполнен в виде усеченного конуса, который своим меньшим осно-т

25 ванием опирается на торцовую площадку корпуса, а диаметр меньшего основания совпадает с внутренним диаметром канавки на корпусе, при этом большее основание усеченного конуса

30 сопряжено тороидальной поверхностью с внутренней цилиндрической поверхностью бурга, образованного также наружной цилиндрической поверхностью запорно-регулирующего элемента и плоскостью, отстоящей в закрытом положении запорно-регулирующего элемен та на расстоянии, равном ходу запорно-регулирующ го элемента, соответствующему -максимальной расчетной величине перепускаемого расхода, приче Диаметр внутренней цилиндрической поверхности бурта превышает наружный диаметр кольцевой канавки на корпусе в 1,1-.1,2 раза. На фиг. 1 представлена конструктивная схема устройства; на фиг. 2 узел I на фиг, 1/ в.открытом положении клапана; на фиг. 3 - то же, в закрытом положении клапана; на фиг, 4 статические характеристики сравниваемых клапанов. Клапан содержит корпус 1 с впрессованным в него плунжером 2 с двумя прямоугольными окнами 3. По плунжеру 2 перемещается запорно-регулйрующий элемент 4, поджатый пружиной 5. Пружина 5 закреплена в корпусе 1 с помощью упорной шайбы б и стопорного кольца 7. Внутренняя, полость 8 плунжера 2 сообйдена с напорной гидролинией, а через отверстие 9 - с управляющей камерой 10. Отверстие 9 одновременно служит демпфером клапана . Радиальные отверстия 11 в корпусе 1 и осевое отверстие 12Б упорной шайбе б сообщены со сливной гидролинией. На торце 13 корпуса 1 выполнена кольцевая канавка 14 с конусной поверхностью 15, образующая которой параллельна направлению струи, вытекающей из окон-3. Конусная поверхность 15 сопряжена тороидальной поверхностью 16 с боковой цилиндрической поверхностью 17 кольцевой канавки 14 , причем, цилиндрическая -поверхность 17 перпендикулярна плоскости 18 торца 13 корпуса 1, Торец 13 запорно-регулирующего элемента 4 выпол нен в виде усеченного конуса 19, который своим меньшим основанием 20 в закрытом положении клапана опирается на плоскос : Б, 18 торца 13 корпуГса 1, при этом диаметр меньшего ос нования 20 совпадает с внутренним диаметром кольЦевой канавки 14 (ли|Ния пересечения конусной поверхности 15 и плоскости 18), Большее основание усеченного конуса сопряжено тороидальной -поверхностью 21 с внутрен ней цилиндрической поверхностью 22 бурта 23. Бурт 23 образован также наружной цилиндрической поверхностью 24 и плоскостью 25 запорно-регулирующего 4. Плоскость 25 запорно-регулирующего элемента 4 отсто ит в закрытом положении клапана от плоскости 18 торца 13 корпуса 1 на расстоянии Хроа , равном ходу запорно-регулирующего элемента 4, соответствующему максимальной расчетной величине перепускаемого расхода. Диаметр внутренней цилиндрической поверхности 22 бурта 23 превышает наружный диаметр (диаметр цилиндри- ческой поверхности 16) кольцевой канавки 14 на корпусе 1 в 1,1-1,2 раза. Клапан работает следующим обра-зом. При достижении давления в напорной гидролинии и полости 8 выше установ ленного запорно-регулйрующий элемент 4 поднимается и рабочая среда через окна 3 и отверстия 11 и 12 перепускается в сливную гидролинию. При этом поток, выходящий из окна 3, направляется по контуру канавок (на фиг, 2 указано стрелкой), затем разветвляется на два потока и направляется в . сливную полость. Поток совершает путь, подобный мертвой петле. В результате действие гидродинамической силы Р значительно, что позволяет сохранить почти горизонтальную характеристику клапана (кри- . вая а на фиг. 4), но с пружиной большей жесткости и меньшей длины, чем у прототипа (кривая са на фиг. 4,. где . дР - перепад давления на клапане, а Q . - расход жидкости через клапан) .. Если клапан выполнен без кольцевых канавок на запорно-регулирующем элементе 4 и торце 13 корпуса 1, то вЬледствие высокой скорости потока рабочей среды давление понижаетсяj а статическая характеристика является крутой (кривая б на фиг. 4). В случае же выполнения кольцевой канавки только на торце 13 корпуса 1 создающаяся гидродинамическая сила Р действует на открытие окон. В результате статическая характеристика является пологой, но при этом сохраняются значительные габариты пружины и не обеспечивается необходимая динамическая характеристика клапана (кривая .6 на фиг, 4} . Таким образом, благодаря выполнению -кольцевой канавки на торце запорно-р.егулирующего элемента уменьшатются габч1риты и масса клапана, снижаются пики давлений в переходных процессах и .повыдается устойчивость работы клапана, т,е. улучшаются его динамические характеристики. Форг.ла изобретения Предохранительный нерегулируемый гидроклапан прямого действия, содеращий корпус с впрессрванным в него олым плунжером с прягдоугольными кнами, кольцевую канавку, выполненную на торце корпуса, подпружиненный запорнс-регулируюг дий -элемент, становленный на полом плунжере, о тл и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью улучшения его динамических характеристик и уменьшения габаритов и массы, торец эапорно-регулирующего элемента выполнен в виде усеченного конуса, который своим.меньшим основанием опирается на торцовую площадку корпуса, а диаметр меньшего основания совпадает с внутренним диаметром канавки на корпусе , при этом большее основание усеченного конуса сопряжено тороидальной поверхностью с внутренней цилиндрической поверхностью бурта, образованного также наружной цилиндрической поверхностью запорно-регулирующего элемента и плоскостью, отстоящей в закрытом положении запорно-регулирующего элемента на расстоянии, равном ходу запорнорегулирующего элемента, соответствующему максимальной расчетной величине перепускаемого расхода, причем . диаметр внутренней цилиндрической поверхности бурта превышаэт наружный диаметр кольцевой канавки на корпусе в 1,1-1,2 раза. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 2754842, кл. 137-470, 1956. 2.Авторское свидетельство СССР № 554444, кл. F 16 К 17/04, 1975 ; (прототип).

I Iоткрыто)

Р . .4 . .13

го

16

Фиг.

ФигЛ

I (закрыто}