КОРПУС КЛАПАНА

Область техники
Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к области компрессоростроения, и может быть использована в конструкции старших ступеней многоступенчатых компрессоров.
Предшествующий уровень техники
Известен разъемный корпус клапана, состоящий из входного полукорпуса и выходного полукорпуса, которые соединены между собой с помощью соединительных фланцев (патент РФ на полезную модель №125286 «Регулирующий клапан», МПК F16K 1/12 (2006.01), F16K 27/02 (2006.01), опубл. 27.02.2013). Входное отверстие входного полукорпуса и выходное отверстие выходного полукорпуса имеют круглую форму. В месте сопряжения полукорпусов выполнена кольцевая проточка. Выходной полукорпус снабжен патрубком для подачи дополнительной жидкой среды. Полезная модель относится к области арматуростроения и может быть использована в системах горячего водоснабжения.
Известен корпус клапана с проточными каналами и щелями, в которых размещены запорные пластины (патент РФ на изобретение №2014492 «Поршневой компрессор», МПК (5) F04B 39/10, опубл. 15.06.1994). В корпусе клапана выполнены полости, открытые со стороны крышки. Техническое решение может быть использовано в поршневых компрессорах с комбинированным клапаном. Однако наличие раздельных щелей всасывания и нагнетания снижает площадь поперечного сечения для прохода газа, что значительно увеличивает газодинамическое сопротивление корпуса клапана, и делает его непригодным для использования на старших ступенях компрессора.
Известен корпус клапана, содержащий седла, нагнетательный и всасывающий каналы, перекрываемые деформируемым запорным органом в виде бруса коробчатого сечения (авторское свидетельство СССР №723259 «Комбинированный самодействующий клапан нагнетателя», МПК (2) F16K 15/16 опубл. 27.03.1980). Недостатками технического решения является использование пространственно разделенных каналов для отвода и подвода среды в плоскости сопряжения нагнетателя с клапаном. Это приводит к тому, что среда подводится в нагнетатель через одну область поперечного сечения нагнетателя в вышеупомянутой плоскости, а отводится - от другой области. Указанное вызывает снижение пропускной способности и увеличение гидродинамического сопротивления корпуса клапана.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа является клапанная коробка с полостями всасывания и нагнетания (авторское свидетельство СССР №1037007 «Клапанный узел поршневого компрессора», МПК F16K 15/16, F04B 39/10, опубл. 23.08.1982). Недостатками прототипа является конструкция клапанной коробки, при которой значительная часть ее выходного сечения оказывается перекрытой. Кроме того, в выходном сечении оказываются пространственно разделенными каналы для отвода и для подвода среды. Это приводит к тому, что среда подводится в цилиндр компрессора через одну область выходного сечения клапанной коробки, а отводится - от другой области. Указанное вызывает снижение пропускной способности и увеличение гидродинамического сопротивления клапанной коробки.
Технической задачей, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является оптимизация использования сечения корпуса клапана, сопрягаемого с цилиндром компрессора.
Техническим результатом предлагаемого технического решения является повышение пропускной способности корпуса клапана, снижение гидродинамического сопротивления клапанной коробки.
Раскрытие заявляемого технического решения
Сущность заявленного технического решения состоит в том, что корпус клапана содержит полости всасывания и нагнетания. Отличается тем, что он выполнен в форме параллелепипеда с двумя торцевые и четырьмя боковыми поверхностями. В корпусе клапана выполнены:
- центральное сквозное продольное отверстие цилиндрической формы;
- всасывающее и нагнетательное отверстия, соединяющие центральное отверстие с боковыми поверхностями.
Центральное сквозное продольное отверстие выполнено в виде четырех последовательно расположенных участков с увеличивающимся диаметром:
- первый участок, расположенный у торцевой поверхности, сопрягаемой с цилиндром, выполнен с возможностью центровки корпуса с гильзой цилиндра;
- второй участок выполнен с возможностью свободного размещения всасывающей части клапана и беспрепятственного прохождения газа через клапан;
- третий участок выполнен с возможностью центровки внутренней части комбинированного клапана;
- четвертый участок выполнен с возможностью центровки фонаря клапана и торцевой крышки.
Причем:
- между первым и вторым участками на внутренней поверхности корпуса расположен кольцевой выступ, выполненный вогнутым со стороны второго участка;
- между вторым и третьим участками расположена полость всасывания, выполненная в виде выточки внутренней поверхности корпуса;
- между третьим и четвертым участками расположена полость нагнетания, выполненная в виде выточки внутренней поверхности корпуса.
Вышеуказанная сущность является совокупностью существенных признаков заявленного технического решения, обеспечивающих достижение заявленных технических результатов. Дополнительный технический результат достигается за счет того, что центральное сквозное отверстие корпуса клапана выполнено в виде последовательно расположенных четырех участков с увеличивающимся диаметром.
На торцевой поверхности корпуса клапана, сопрягаемой с цилиндром, предпочтительно расположен кольцевой бортик, выполненный с кольцевой проточкой.
На одной из боковых поверхностей корпуса клапана предпочтительно выполнено отверстие для подводки смазки. Это отверстие соединено с кольцевой проточкой, выполненной в кольцевом бортике, отверстием-каналом, выполненным под углом к основной оси корпуса.
На боковых поверхностях корпуса вокруг всасывающего и нагнетательного отверстий предпочтительно выполнены глухие резьбовые отверстия.
На боковых поверхностях вокруг всасывающего и нагнетательного отверстий желательно соосно выполнять выточку.
На торцовой поверхности корпуса со стороны крышки, вокруг центрального отверстия целесообразно выполнять глухие резьбовые отверстия.
В корпусе желательно выполнять сквозные отверстия, расположенные вдоль его граней.
Корпуса клапана может быть выполнен в форме параллелепипеда со срезанными ребрами.
Авторами заявленного технического решения изготовлен опытный образец этого решения, испытания которого подтвердили достижение технических результатов.
Описание чертежей
На фиг. 1 - изображен заявляемый корпус клапана.
На фиг. 2 - представлен корпус клапана в разрезе, 3D модель.
Корпус 1 клапана (фиг. 1) выполнен в форме параллелепипеда со срезанными ребрами. Корпус 1 клапана включает две торцевые поверхности 2 и четыре боковые поверхности 3. Корпус 1 содержит центральное сквозное продольное отверстие 4 цилиндрической формы, всасывающее отверстие 5 (фиг. 2) и нагнетательное отверстие 6, пересекающие центральное сквозное продольное отверстие 4, и отверстие 7 для подводки смазки к цилиндру (на фиг. не показан). На торцевой поверхности 2 корпуса 1, сопрягаемой с цилиндром, расположен кольцевой бортик 8, выполненный с кольцевой проточкой 9, по которому корпус 1 центрируется с отверстием цилиндра.
Центральное сквозное продольное отверстие 4 выполнено в виде последовательно расположенных четырех участков с увеличивающимся диаметром:
- первый участок 10, расположенный у торцевой поверхности 2, сопрягаемой с цилиндром, выполнен с возможностью размещения в нем гильзы цилиндра (на фиг. не показана);
- второй участок 11 выполнен для свободного размещения всасывающей части клапана и беспрепятственного прохождения газа через клапан;
- третий участок 12 выполнен для центровки внутренней части (на фиг. не показана) комбинированного клапана (далее клапана);
- четвертый участок 13 выполнен для центровки фонаря клапана и торцевой крышки (на фиг. не показаны).
Причем:
- между первым участком 10 и вторым участком 11 на внутренней поверхности корпуса 1 расположен кольцевой выступ 14, выполненный вогнутым со стороны второго участка 11;
- между вторым участком 11 и третьим участком 12, расположена полость всасывания 15, выполненная в виде выточки внутренней поверхности корпуса 1, предназначенная для входа газа через всасывающее отверстие 5 в цилиндр через внутреннюю часть клапана;
- между третьим участком 12 и четвертым участком 13, расположена полость нагнетания 16, выполненная в виде выточки внутренней поверхности корпуса 1, предназначенная для свободного выхода газа в нагнетательное отверстие 6.
Отверстие 7 для подвода смазки выполнено на боковой поверхности 3, желательно таким образом, чтобы оно, при установке корпуса 1 на цилиндр, оказывалось сверху. Отверстие 7 соединено с кольцевой проточкой 9, выполненной в кольцевом бортике 8, отверстием-каналом 17, выполненным под углом (15 градусов) к основной оси корпуса 1. Отверстие - канал 17 обеспечивает поступление смазки к цилиндру. Всасывающее отверстие 5 и нагнетательное отверстие 6 могут быть выполнены на любой боковой поверхности 3 корпуса 1 (но только на разных относительно друг друга для возможности их закрепления). На боковых поверхностях 3 корпуса 1 вокруг всасывающего отверстия 5 и нагнетательного отверстия 6 предпочтительно выполнены глухие резьбовые отверстия 18 для закрепления фланца (и далее трубопровода) шпильками (на фиг. не показаны).
На боковых поверхностях 3 вокруг всасывающего отверстия 5 и нагнетательного отверстия 6 соосно преимущественно выполнена выточка 19 для более плотного и герметичного контакта фланца с корпусом 1.
Для крепления корпуса 1 к цилиндру шпильками служат сквозные отверстия 20, выполненные в корпусе 1 и расположенные вдоль граней.
На торцевой поверхности 2, со стороны крышки, вокруг центрального отверстия 4 выполнены глухие резьбовые отверстия 21 для закрепления шпильками крышки, которая удерживает фонарь клапана, который, в свою очередь держит клапан.
В начале отверстия 7 для подводки смазки выполнена резьба и углубленная посадочная поверхность 22 для вкручивания штуцера (на фиг. не показан), через который будет подводиться смазка.
Корпус (1) клапана может быть выполнен из стали - 35 ГОСТ 1050-88, так же может быть выполнен из материалов более высокого качества. Корпус (1) рассчитан на рабочее давление от 14,0 Мпа до 25,0 Мпа.
Порядок использования.
В центральное сквозное отверстие 4 корпуса 1 вставляют внутреннюю часть клапана. Клапан в сборке устанавливается и закрепляется соответствующим образом между цилиндром и крышкой, так, что часть гильзы цилиндра размещена в первом участке 10 центрального сквозного отверстия 4. К всасывающему 5 и нагнетательному 6 отверстиям корпуса 1 присоединяют трубопроводы соответственно подачи и отвода газа.
При режиме всасывания газ проходит по всасывающему отверстию 5 и через внутреннюю часть клапана проходит в рабочую полость цилиндра. При режиме нагнетания газ из цилиндра проходит через внутреннюю часть клапана и выводится по нагнетательному отверстию 6 в трубопровод.
Промышленная применимость
Заявляемое техническое решение может быть реализовано с использованием промышленно выпускаемых устройств и материалов, может быть изготовлено на любом предприятии машиностроения и найдет широкое применение в компрессоростроении.