Пневмоуправляемый заправочный клапан

Предлагаемая полезная модель относится к машиностроению, в частности к устройствам для заправки баков жидкостью.
В системах заправки баков широко используются пневмоуправляемые нормально-закрытые заправочные клапаны. В закрытом положении такой клапан удерживается силой возвратной пружины. Открывается клапан под действием управляющего давления воздуха, подаваемого в управляющую полость клапана из специального источника сжатого воздуха. Закрывается клапан при сбросе управляющего давления из управляющей полости под действием силы возвратной пружины.
Особенностью таких клапанов является то, что на условия их применения, работу и конструкцию значительное влияние оказывает направление движения тарели при закрытии клапана относительно направления движения потока заправляемой жидкости через клапан. В зависимости от направления движения тарели при закрытии по отношению к направлению движения потока жидкости различают клапаны прямого и обратного действия (см. А.И. Эдельман. Топливные клапаны ЖРД. М.: Машиностроение, 1970. - 244 с.). Если направления движения тарели и жидкости противоположны, то клапан называется «клапаном прямого действия» или «закрывающимся против потока», если направления движения тарели при закрытии клапана и потока жидкости совпадают, то клапан называется «клапаном обратного действия» или «закрывающимся по потоку». В пневмоуправляемом нормально-закрытом заправочном клапане поток жидкости при заправке движется против движения тарели на закрытие, и, следовательно, такой клапан относится к клапанам прямого действия или закрывающимся против потока.
Известен пневмоуправляемый заправочный клапан, содержащий корпус, в котором размещены жидкостная полость, воздушная полость управления, седло и тарель клапана, возвратная пружина, сильфон, герметично отделяющий жидкостную и воздушную полости (прототип предлагаемой полезной модели, приведенный на рис. 1.3, стр. 9 книги А.И. Эдельман. Топливные клапаны ЖРД. М.: Машиностроение, 1970).
Недостатком известного клапана является то, что при заправке жидкости клапан может открываться несанкционированно, без подачи управляющего давления, под действием давления самой заправляемой жидкости, т.к. направление движения потока жидкости и направление движения тарели на закрытие противоположны, следовательно, неуравновешенная сила давления жидкости действует на тарель в сторону открытия клапана и, преодолевая силу сжатия возвратной пружины, поднимает тарель от седла. Такая особенность клапана ухудшает его эксплуатационные свойства и ограничивает область применения.
Задачей предлагаемой полезной модели является устранение указанного недостатка прототипа.
п
c
п
c
п
п
шт
с
с
шт
п
с,
шт
2
2
2
2
Данная задача решается тем, что к тарели клапана, со стороны, противоположной возвратной пружине, пристыкован шток с поршнем, причем эффективная площадь поршня со стороны седла соизмерима с площадью проходного сечения седла клапана, а отношение площади S поршня со стороны седла к площади S седла S/S = 0,8…1,0, где S = π/4(d - d), S = π/4(d - d), d, d d - диаметр поршня, седла и штока, соответственно.
Техническая сущность предлагаемой полезной модели поясняется рисунком, на котором приведена конструктивная схема клапана. Цифрами на рисунке обозначены
1 - корпус;
2 - жидкостная полость;
3 - воздушная полость управления;
4 - седло клапана;
5 - тарель клапана;
6 - возвратная пружина;
7 - сильфон;
8 - шток;
9 - поршень.
в
ж
в
ж
т
п
Клапан работает следующим образом. В исходном положении, при отсутствии управляющего давления воздуха р и наличии давления заправляемой жидкости р перед тарелью 5, клапан закрыт, тарель 5 прижата к седлу 4 силой пружины 6, жидкость через клапан не течет. При подаче управляющего давления воздуха в полость 3 сила давления воздуха отжимает пружину 7, тарель 5 отходит от седла 4, клапан открывается, жидкость проходит через клапан. При отсутствии управляющего давления воздуха р и наличии давления р жидкости перед тарелью 5 предлагаемый клапан остается закрытым, т.к. силы давления жидкости, действующие на тарель 5 - F и поршень 9 - F направлены в противоположные стороны и равны в силу равенства площади проходного сечения седла 4 и эффективной площади поршня 9 со стороны седла.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является исключение возможности несанкционированного открытия клапана под действием давления заправляемой жидкости при отсутствии управляющего давления воздуха, что улучшает эксплуатационные свойства клапана и расширяет область его применения.
п
c
п
c
п
п
шт
с
с
шт
п
с
шт
2
2
2
2
Таким образом, предложен пневмоуправляемый заправочный клапан, содержащий корпус, в котором размещены жидкостная полость, воздушная полость управления, седло и тарель клапана, возвратная пружина, сильфон, герметично отделяющий жидкостную и воздушную полости, к тарели клапана, со стороны, противоположной возвратной пружине, пристыкован шток с поршнем. При этом отношение площади S поршня со стороны седла к площади S седла S/S = 0,8…1,0, где S = π/4(d - d), S = π/4(d- d), d, d, d - диаметр поршня, седла и штока, соответственно.