КЛАПАН КОМПРЕССОРА (ВАРИАНТЫ)

2
Полезная модель относится к машиностроению, в частности к компрессоростроению, и может быть использована в машинах объемного вытеснения, а именно - в поршневых компрессорах до давления 15 кг/см в качестве всасывающих и(или) нагнетательных клапанов.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является полосовой клапан (см. М.И.Френкель «Поршневые компрессоры» 3-е издание г.Ленинград, «Машиностроение», 1969, с.338-339).
Известный клапан применяется в цилиндрах поршневого компрессора и содержит седло с выполненными в нем с заданным шагом прямоугольными проточными каналами для прохода газа, самопружинящие пластины, имеющие форму прямоугольных полос, и ограничитель подъема само пружинящих пластин с дугообразными нишами, снабженный также проточными каналами, смещенными относительно проточных каналов седла на половину заданного шага. Седло и ограничитель подъема выполнены круглой формы и закреплены в соответствующих им по форме гнездах клапанной доски посредством элементов крепежа.
Недостатком известного клапана является то, что круглая форма седла и ограничителя подъема предопределяет переменную длину проточных каналов, т.е. уменьшение длины по мере удаления от диаметральной линии к краям круга, что уменьшает проходное сечение клапана и увеличивает аэродинамическое сопротивление.
Техническим результатом, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, является повышение эффективности
работы клапана за счет снижения аэродинамического сопротивления.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном клапане, включающем, закрепленные в гнезде клапанной доски, седло с выполненными в нем с заданным шагом прямоугольными проточными каналами для прохода газа, самопружинящие пластины, имеющие форму прямоугольных полос, и ограничитель подъема самопружинящих пластин с дугообразными нишами, снабженный также проточными каналами, смещенными относительно проточных каналов седла на половину заданного шага, согласно полезной модели седло и ограничитель подъема выполнены прямоугольными, а количество проточных каналов в ограничителе подъема составляет n+1, где n - количество проточных каналов седла. В первом варианте выполнения - проточные каналы седла и ограничителя подъема расположены поперечно длине клапана, а во втором варианте - проточные каналы седла и ограничителя подъема выполнены в два ряда и расположены продольно по длине клапана, образуя тем самым два потока нагнетания или всасывания. Клапан закреплен в гнезде клапанной доски, расположенной в выходной части цилиндра, причем нагнетательный клапан смонтирован в последовательности седло - ограничитель подъема, а всасывающий - в последовательности ограничитель подъема - седло. Ограничитель подъема по краям дугообразных ниш снабжен упорными планками для предотвращения продольного перемещения само пружинящих пластин.
Выполнение седла и ограничителя подъема самопружинящих пластин прямоугольной формы, поперечное расположение проточных каналов в первом варианте и двухрядное и продольное их расположение во втором варианте, обусловленное технологическими особенностями работы самопружинящих пластин, обеспечивает более развитый щелевой периметр проточных каналов, что приводит к увеличению проходного сечения и, как следствие, к снижению аэродинамического сопротивления проходу газа.
Наличие дополнительного проточного канала в ограничителе подъема, т.е. на стороне выхода газа повышает коэффициент наполнения цилиндра или соответствующей магистрали.
Все эти признаки в указанной совокупности обеспечивают повышение эффективности работы клапана компрессора.
Заявляемая полезная модель поясняется чертежом, где:
На фиг.1 - общий вид нагнетательного клапана с разрезами.
На фиг.2 - общий вид всасывающего клапана с разрезами.
На фиг.3 - общий вид клапана с двухрядным расположением проточных каналов.
Клапан компрессора содержит седло 1, в котором с заданным шагом выполнены прямоугольные проточные каналы 2 для прохода газа. Самопружинящие пластины 3 смонтированы в ограничителе подъема 4, в выполненных в нем дугообразных нишах 5. Кромки проточных каналов 2 седла 1 не менее чем на 1 мм перекрыты само пружинящими пластинами 3, выполненными в форме прямоугольных полос. В ограничителе подъема 4 выполнены прямоугольные проточные каналы 6, аналогичные проточным каналам 2 седла 1, при этом количество проточных каналов 6 на один больше, чем количество проточных каналов 2 седла 1 клапана, кроме того, проточные каналы 2 и 6 смещены друг относительно друга на половину заданного шага. Для предотвращения продольного перемещения самопружинящих пластин 3 ограничитель подъема 4 снабжен упорными планками 7. Концы самопружинящих пластин 3 утоплены в дугообразных нишах 5 ограничителя подъема 4 не менее чем на 0,1 мм. Клапан закреплен в гнезде клапанной доски (на чертеже не показана), расположенной в выходной части цилиндра. Клапан выполнен Обратимым, поэтому для выполнения функции нагнетательного клапана, он смонтирован в последовательности седло - ограничитель подъема, а для выполнения функции всасывающего клапана - в последовательности ограничитель подъема - седло. Седло 1 и ограничитель подъема 4
соединены между собой резьбовым соединением 8. На седле 1 всасывающего клапана и на ограничителе подъема 4 нагнетательного клапана на наружной поверхности выполнены глухие резьбовые отверстия 9 для съемника(на чертеже не показан). На седле 1 и ограничителе подъема 4 нагнетательного и всасывающего клапана выполнены отверстия для центрирующих штифтов 10. Для крепления клапана на клапанной доске на ограничителе подъема 4 и седле 1 с внешней стороны выполнены глухие отверстия 11 для штифтов крепежного фонаря (на чертеже не показан). Для размещения в гнездах клапанной доски на седле 1 и ограничителе подъема 4 всасывающего и нагнетательного клапана выполнены фаски или радиусы 12.
Размеры самопружинящих пластин определены расчетно-опытным путем и по условиям унификации возникают определенные требования к их размещению с учетом обеспечения максимально возможного проходного сечения клапана в целом исходя прежде всего от размера диаметра цилиндра компрессора. Для этого проточные каналы 2 и 6 для прохода газа с самопружинящими пластинами 3 располагаются поперечно (фиг.1 и 2 - первый вариант выполнения) для клапанов размерами 110×72 мм и 88×72 мм, и продольно и в два ряда для клапанов размерами 173×98 мм и 173×72 мм (фиг.3 - второй вариант выполнения). Плоскости седла 1 и ограничителя подъема 4 притерты друг к другу. Для защиты от коррозии на детали клапана нанесено гальванопокрытие путем оксидирования, цинкования или омеднения.
Всасывающий клапан работает следующим образом. При движении поршня от верхней мертвой точки (ВМТ) к нижней мертвой точке (НМТ) в цилиндре создается разрежение - разность давлений, которое воздействует на самопружинящие пластины 3 и превосходя усилие их упругости отслоняет их от плоскости седла 1 в дугообразные ниши 5, и тем самым открывает доступ газа через проточные каналы 6 и 2 в цилиндр компрессора. При достижении поршня НМТ разрежение уменьшается и самопружинящая пластина
3 возвращается на плоскость седла 1, и тем самым препятствует попаданию газа из магистрали всасывания в цилиндр.
Нагнетательный клапан работает следующим образом. При движении поршня от НМТ к ВМТ в цилиндре растет давление, которое воздействует на самопружинящие пластины 3 и превосходя усилие их упругости отклоняет от плоскости седла 1, и тем самым открывает доступ газа из цилиндра через проточные каналы 2 и 6 в магистраль нагнетания компрессора. При достижении поршня ВМТ рост давления прекращается и самопружинящая пластина 3 возвращается на плоскость седла 1, и тем самым препятствует попаданию газа из магистрали нагнетания в цилиндр.
Клапан с двухрядным и продольным расположением проточных каналов работает аналогичным образом.