Перепускной клапан Советский патент 1983 года по МПК F16K31/122 

(54) ПЕРЕПУСКНОЙ КЛАПАН

Изобретение относится к арматуростроению и может быть использовано в системах гидропривода для обеспечения их нормальной работы в случае отказа установленных на гидромагистралях вспомогательных гидроаппаратов (роторных расходомеров и т.п.), когда эти отказы связаны с повышением перепада давления на гидроаппарате. Известен перепускной клапан, вход KOTOpforo подключен к входу объемного расходомера роторного типа, а выход к выходу последнего, включающий ксчрп и погруженный распределительный элемент С1. Недостатком этого клапана являются потери давления жидкости в клапан при его работе . Потери давления в клапане объясняются принципом его ра боты - он открывается при определенном, заранее заданном, перепадеДавл ния на гидроаппарате, которое существенно больше обычного рабочего перепада . Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является перепускной кла пан, содержащий разобщающий входной и выходной каналы золотниковый запор ный орган, связанный с приводом, выполненным в виде плунжера, установленного в расточке корпуса, причем полость расточ1си по одну сторону плунжера сообщена с входным каналом, а по другую - с выходным каналом С23. Недостатком известного клапана являегея невысокая надежность работы, вызванная износом уплотнительного запорного органа при перетпуске через него жидкости в дроссельном режиме. Целью изобретения является повышение надежности работы устройства. Указанная цель достигается тем, что в корпусе со стороны части расточки, сообщенной с входным каналом, установлен дифференциальный поршень, образующий в псшости расточки меныцего диаметра, промежуточную ка меру и камеру большего диаметра, причем камервл меньшего и большего диаметров сообщены с входным каналом, а в корпусе выполнены разобщаекые запорным органом дополнительные каналы, сообщающие промежуточную камеру с входным канёшом и со сливом. На фиг. 1 изображен перепускной клапан, разрез; на фиг. 2 - его принципиальная гидравлическая схема, В корпусе 1 перепускного клапана размещен разобщающий входной 2 и выодной 3 каналы золотниковый запорный орган 4, Запорный орган 4 связан с риводом, выполненным в виде нагруженого пружиной 5 плунжера б, установенного в расточке 7 корпуса.

Полость расточки по одну сторону 5 лунжера сообщена q выходным каналом, по другую - с входным каналом.,С плунжером взаимодействует дифференциальный поршень 8, образующий в полости расточки камеру 9 меньшего диа-Ю метра, промежуточную к.амеру 10 и камеру 11 большего диаметра. В поршне выполнен сквозной дроссельный канал 12, сообщающий камеры меньшего и большего диаметров. В корпусе выполнены 15 дополнительные каналы 13 и 14, перекрываемые запорным органом и сообщающие промежуто,чную камеру 10 с входным каналом 2 и со сливом.

Перепускной клапан входным каналом 20 2 подключен к напорной магистрали 15 и ко входу гидроаппарата 16, а выходным 3 - к сливной магистрали 17 и выходу гидроаппарата.

Гидроаппаратом может быть ротор- 25 ный расходомер, при заклинивании ротора которого необходимо обеспечить нормальную работу гидросистемыjфильтр, засорение которого сверх допустимой нормы не должно приводить к наруше- ЗО нию работы гидросистемы, или другое гидравлическое устройство, при чрезмерном увеличении гидравлических сопротивлений на котором должен быть обеспечен свободный перепуск жидкое- 35 ти в обход его.

Перепускной клапан работает следующим образом.

В исходном положении при отсутствии давления жидкости в напорной ма- ,п гистрали 15 перепускной клапан под воздействием пружины 5 находится в исходной позиции в крайнем левом положении, как изображено на фиг.1 и 2). При этом выходной канал 3 перекрыт . запорным органом 4.

При подаче давления в напорную магистраль 15 в случае нормальной работы гидроаппарата, т.е. при малом перепаде давления на нем, жидкость под давлением поступает одновременно в камеры 9-11.

Поскольку давление жидкости в камерах 9-11 одинаковое, дифференциальный поршень оказывается Гидравлически уравновешенным и остается неподвижным Давление в камере 9 и части расточки 7, сообщенной с выходнымканалом, различаются между собой .на величину перепада давления на гидроаппарате 15.Но поскольку при нормальной работе 60 гидроаппарата этот перепад незначи-тельный, то он не может преодолеть усилие пружины 5 и запорный орган 4 остается неподвижным в своем исходном положении. Так как при этом вы- 65

ходиой канал. 3 перекрыт запорным органом 4, то проход жидкости через перепускной клапан в обход гидроаппарата 16 оказывается невозможным.

При отказе гидроаппарата 16 (заклинивание расходомера, чрезмерном загрязнении фильтра и T.n.J на нем возрастает перепад давления жидкости. Поскольку давление жндкост;и в камере 9 оказывается существенно больше,чем в полости расточки по другую сторону плунжера, последний начинает перемещаться вправо, преодолевая усилие пружины 5. При этом перемещении запорный орган 4 разобщит канал 13 от канала 2 и сообщит его со сливом. Таким образом, камера 10 окажется соединенной со сливом. При этом выходной канал 3 еще перекрыт запорным органом 4, и перепуска жидкости в обход гидроаппарата 15 не происходит. Это промежуточная нефиксированная позиция перепускного клапана. В этой позиции йачинает работать дифференциальный поршень 8. Так как-его промежуточная камера соединена со сливом, а камера 11 большего диаметра - с давлением входной магистрали 15, дифференциальный поршень 8 перемещается вправо и помогает перемещений вправо плунжера б, увеличивая его скорость. Как только запорный орган 4 откроет канал 3, через перепускной клапан начнется свободный перепуск жидкости в обход гидроаппарата 15. При этом резко уменьшится перепад давления между входом и выходом гидроаппарата и перепускного клапана. Плунжер 6 окажется практически гидравлически разгруженным. Но он не сможет под воздействием пружины 5 возвратиться в исходную позицию, а наоборот, под.действием давления в камере 11 переместится вправо до упора- (в рабочую позицию При этом канал 3 полностью открыт и жидкость протекает через перепускной канал с минимальным перепадом давления.

В рабочей позиции плунжер 6 остается до тех пор, пока напорнг1я магистраль находится под давлением.Таким образом, сохранена работоспособность гидросистемы при отказавшем гидроаппарате 16.

При выключении насоса при разгрузке напорной магистрали 15 от давления каким-либо другим способом все полости перепускного клапана окажутся соединенными со сливом, т.е. плунжер и дифференциальный поршень окажутся гидравлически разгруженными. В этом случае под воздействием пружины 5 они возвратятся в исходную позицию когда переток жидкости через перепускной клапан в обход гидроаппарата 15 невозможен. Если неисправность гидроаппарата 16 не устранена, то при еледующем включении насоса плунжер и диф ференциальный поршень вновь автома;гически переместятся через промежуточнуюв рабочую позицию и удержйвают ся в ней,.обеспечивая свободный переток жидкости через перепускной клапан. Если чрезмерный перепад давления на гидроаппарате устранен, то при последующем включении насоса плунжер и дифференциальный поршень останутся в исходной (крайней левой) позиции. Объясняется это тем, что во всех полостях перепускного клапана давление жидкости практически одинаково а пружина 5 препятствует перемещению плунжера вправо. В исходном положении канал 3 перекрыт запорным органом. Поэтому перетока жидкости через перепускной клапан нет, весь расход жидкости проходит через гидроаппарат 15. -о., Использование изобретения позволи повысить надежность работы перепускного клапана и. всей работы гидросистемы за счет увеличения долговечноети распределительного элемента при устранении дросселирования на нем потока жидкости. Устранение дроссели рования потока жидкости в перепускном .клапане обеспечивает также умен шение потерь давления перепускаемой жидкости, что уменьшает энергетические потериV.нагрев жидкости, а следовательно, увеличивает срок ее служ бы. , Выполнение дифференциального порш ня, не связанного механически с плун жером и зсшорным органом, позволяет увеличить чувствительность срабатыва ния перепускного клапана. При этом под воздействием возникшего на гидро аппарате перепаде давления перемещается только один плунжер, т.е. преодолеваются минимальные усилия сопротивления. Дифференциальный поршень начинает работать при промежуточной позиции плунжера, но уже не на перепаде давления на гидроаппарате, а на перепаде давления между ВХОА М в гидроаппарат и сливом. Формула изобретения Перепускной клапан, содержащий разобщающий входной и выходной каналы, золотниковый запорный орган, связанный с приводом, выполненным в- виде плунжера, установленного в расточке корпуса, причем полость расточки по одну сторону плунжера сообщена с входным каналом, а по другую - с выходным каналом, отличающийс я тем, что, с целью повышения надежности работы клапана, в корпусе со стороны части расточки, соойденной с входным каналом, установлен дифференциальный поршень, образующий в полости расточки камеру меньшего диаметра, промежуточную камеру и камеру большего диаилетра, причем камеры меньшего и большего диаметров сообщены с входным каналом, а в корпусе выполнены разоадаемые запорным . органом дополнительные каналы, сообщающие промежуточную с входным каналом и со сливом. Источники информации,. принятые во внимание при 3KqnepTH3e 1.Авторское свидетельство СССР № 150250, кл. G 01 J 5/00, 1961, 2.Толстов М.А. Пневматические и пнёвмогидравличбские приспособлений, Машгиз, 1961, с. 34, фиг. 27. ff ff fff

8 ff, фуг. f