КЛАПАН ПЕРЕКРЫТИЯ ПРОТИВОГИДРОУДАРНЫЙ

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована в отраслях промышленности, связанных с исключением возникновения гидравлических ударов в трубопроводных системах.
Известно принятое за прототип устройство для гашения гидравлических ударов (см. изобретение SU №1513282 А1 от 07 октября 1989 г.) установленное на участке напорного трубопровода и содержащее соединенный с магистралью корпус, основной и дополнительный запорный орган с гидроприводами, гидрореле, управляемый гидроклапан, обводной трубопровод, регулируемый дроссель, обеспечивающий требуемое быстродействие работы гидроприводов обоих запорных органов, и трубопроводы подачи управляющего давления.
Существенными признаками прототипа, совпадающими с существенными признаками предлагаемого технического решения, являются следующие - клапан перекрытия противогидроударный содержит соединенный с магистралью корпус, запорный орган и трубопровод подачи управляющего давления.
В известном устройстве гашения гидравлических ударов присутствие обводного трубопровода, являющегося основным элементом исключающим гидравлический удар, а также наличие большого количества основных и вспомогательных агрегатов управляющих заполнением обводного канала делает работу устройства зависимой от срабатывания любого из них, тем самым увеличивая вероятность возникновения гидравлического удара в напорном трубопроводе.
Предлагаемой полезной моделью решается техническая задача повышения надежности срабатывания клапана.
Для достижения названного технического результата в предлагаемом клапане перекрытия противогидроударном, содержащем соединенный с
магистралью корпус, запорный орган и трубопровод подачи управляющего давления, запорный орган размещен соосно с подводящей частью магистрали и выполнен в виде тонкостенного полого цилиндра с днищем и конической посадочной поверхностью, во внутренней полости запорного органа размещен поджатый пружиной поршень и ограничитель хода поршня, на подводящей части магистрали расположена ответная посадочная поверхность.
Кроме того, дополнительно, для исключения разрушения пружины при не расчетных величинах гидравлического удара, внутри запорного органа размещен упругий амортизатор прикрепленный к днищу запорного органа; для регулирования усилия пружины в зависимости от величины давления в подводящем патрубке, запорный орган содержит устройство регулирования усилия пружины; для дренажа воздуха из внутренней полости запорного органа в атмосферу в цилиндрических поверхностях корпуса клапана и запорного органа выполнены дренажные отверстия, а с наружной стороны цилиндрической поверхности запорного органа выполнена кольцевая проточка, ширина которой не менее длины хода запорного органа; для обеспечения полного открытия проходного отверстия в отводящем патрубке при остаточных величинах давления в напорном трубопроводе и при нерасчетных колебаниях величины давления в подводящем патрубке на корпусе клапана расположен фиксатор положения запорного органа, выполненный в виде шарикового замка.
Отличительными признаками предлагаемого клапана противогидроударного от прототипа является расположение запорного органа соосно с подводящей частью магистрали и выполнение его в виде тонкостенного полого цилиндра с днищем и конической посадочной поверхностью, с размещенным внутри него поджатого пружиной поршня и ограничителя хода пружины, а на подводящей части магистрали ответной посадочной поверхности. Кроме того, дополнительно, внутри запорного органа размещен амортизатор хода пружины, прикрепленный к днищу
запорного органа; запорный орган содержит устройство регулирования усилия пружины; в цилиндрических поверхностях корпуса клапана и запорного органа выполнены дренажные отверстия, а с наружной стороны цилиндрической поверхности запорного органа выполнена кольцевая проточка, ширина которой не менее длины хода запорного органа; клапан снабжен фиксатором положения запорного органа, выполненным в виде шарикового замка.
Благодаря наличию указанных отличительных признаков в совокупности с известными (указанными в ограничительной части формулы) повышается надежность срабатывания клапана по причине небольшого количества вспомогательных агрегатов и их конструктивной простоты. Дополнительно, благодаря цилиндрической форме запорного органа, с относительно тонкими стенками и конической уплотняющей поверхностью, который движется параллельно потоку жидкости в зоне перекрытия, уменьшаются суммарные гидравлические потери энергии при работе клапана, время срабатывания и увеличивается ресурс его работы.
В результате поиска по источникам патентной и научно-технической информации решений, содержащих аналогичные признаки, не обнаружено. Таким образом, можно сделать заключение о том, что предложенное устройство не известно из уровня техники, и, следовательно, соответствует критерию охраноспособности «новое».
Предложенное техническое решение может найти применение в топливных системах летательных аппаратах и при проведении стендовых испытаний различных гидравлических систем, где в процессе их работы не допускается наличие гидравлических ударов, следовательно, соответствует критерию «промышленно применимо».
Предлагаемое устройство иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1, 2.
На фиг.1 изображен клапан в исходном положении, перед срабатыванием.
На фиг.2 изображен клапан после срабатывания.
Представленный на фиг.1 клапан перекрытия противогидроударный содержит подводящий патрубок 1 с посадочной поверхностью 2, отводящий патрубок 3, корпус 4, напорный трубопровод 5, запорный орган (цилиндр) 6 с конической посадочной поверхностью 7 и днищем 8, поршень 9, пружину 10, ограничитель хода пружины (стопорное кольцо) 11, шариковый замок 12, настроечный винт 13 регулировки усилия пружины 10, амортизатор 14, трубопровод подачи управляющего давления 15, резиновые уплотнительные кольца 16, 17, внутреннюю полость 18 запорного органа 6.
В корпусе 4 имеется дренажное отверстие 19, а на запорном органе 6 кольцевая проточка 20 и дренажное отверстие 21.
Клапан перекрытия работает следующим образом:
При подаче давления в трубопровод подачи управляющего давления 15 запорный цилиндр 6 освобождается из шарикового замка 12, устремляется к подводящему патрубку 1 и конической уплотняющей поверхность 7 садится на посадочную поверхность 2 подводящего патрубка 1 перекрывая отводящий патрубок 3. Заброс давления в запорном цилиндре 6, в следствии быстрого перекрытия подводящего патрубка 1, перемещает поршень 9 во внутренней полости 18 в сторону противоположную подводящему патрубку 1, сжимает пружину 10 и освобождает объем 22 в запорном цилиндре 6, в котором «гасится» заброс повышенного давления жидкости (гидравлический удар). При движении поршня 9, воздух находящийся в полости 18 между днищем 8 запорного цилиндра 6 и поршнем 9 сбрасывается в атмосферу через кольцевую проточку 20 и дренажные отверстия 19, 21.
При нерасчетных ситуациях, когда заброс давления превышает усилие сжатия пружины 10, в целях ее сохранения, поршень 9 садится на амортизатор 14.
Усилие сжатия пружины 10 должно превышать величину давления в подводящем патрубке 1 при наличии расхода жидкости через клапан, обеспечивать освобождение объема 22 в запорном цилиндре 6 при перекрытии патрубка 1 и должно быть достаточным для возвращения цилиндра 6 в исходное положение - установки на шариковый замок 12.
Настроечный винт 13 регулирует усилие сжатия пружины 10 при предварительной настройке клапана в зависимости от величины давления в подводящем патрубке 1.
При сбросе давления из трубопровода подачи управляющего давления 15, при наличии давления в полости подводящего патрубка 1, запорный цилиндр 6 под действием пружины 10 возвращается в исходное положение и фиксируется шариковым замком 12, поршень 9 упирается в ограничитель хода пружины 11.
Наличие шарикового замка 12 обеспечивает полностью открытое проходное сечение отводящего патрубка 3 при остаточных величинах давления в напорном трубопроводе 15 и при не расчетных колебаниях величины давления в подводящем патрубке 1.