ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫЙ КЛАПАН
SAFETY VALVE

Изобретение относится к области машиностроительной гидравлики, а именно: предохранительным устройствам гидросистем машин и механизмов.
Известен предохранительный клапан, во внутренней полости корпуса которого установлен поршень с перепускным отверстием, делящий внутреннюю полость на две части, одна из которых сообщается с напорной магистралью, и в ней установлен с возможностью ограниченного перемещения вместе с поршнем запорный орган, например,. в виде шарика или конуса, поджатый пружиной к седлу, выполненному в перепускном отверстии поршня, а другая часть соединена со сливной магистралью, в ней размещена воздействующая на поршень пружина сжатия, при этом поршень выполнен в виде ступенчатого плунжера и обращен ступенью меньшего диаметра в сторону напорной магистрали и снабжен посадочным торцом, образованным перепадом ступеней плунжера с меньшим и большим диаметрами, которым он опирается на седло, образованное соответствующими расточками внутренней полости корпуса под упомянутый ступенчатый плунжер, причем перепускное отверстие выполнено на торце ступени плунжера меньшего диаметра, а торец ступени плунжера большего диаметра снабжен ограничителем перемещения, при этом внутренняя полость корпуса сообщена с напорной магистралью двумя расположенными по ходу перемещения запорного органа и ступенчатого плунжера отверстиями, между которыми расточками внутренней полости корпуса образовано дополнительное седло для запорного органа, расположенное таким образом, что при открытии ступенчатым плунжером второго бокового отверстия через него обеспечивается подвод рабочей жидкости из напорной магистрали под торец ступенчатого плунжера меньшего диаметра и одновременно путем установки запорного органа на дополнительное седло корпуса прекращается подвод рабочей жидкости от первого бокового отверстия, причем диаметр седла запорного органа в перепускном отверстии ступенчатого плунжера составляет 0,75-0,85 диаметра дополнительного седла в расточке корпуса (Патент РФ №2303277, заявка №2005135510 от 15.11.2005, МПК: F16К 17/04).
Известен предохранительный клапан RELIEF VALVE (Н.Р.) types RL25, RL37 производства компании BiS Valves LTD, содержащий полый корпус с подводящим и отводящим патрубками, выполненный в виде полой геометрической фигуры, в полости которого на внутреннем неподвижном полом цилиндре, на одном конце которого выполнена уплотнительная упорная кромка, а полость открывается в полость подводящего патрубка, установлен с возможностью перемещения подпружиненный запорный орган, выполненный в виде подвижного полого цилиндра с опорным буртом у одного основания, и с перепускными отверстиями у другого основания, при этом внутри упомянутого цилиндра установлен запорный элемент, преимущественно, шарик, взаимодействующий с внутренней торцевой уплотнительной поверхностью подвижного полого цилиндра, и с уплотнительной упорной кромкой внутреннего неподвижного полого цилиндра, при этом пружина запорного органа одним концом взаимодействует с опорным буртом подвижного полого цилиндра, а другим упирается в гайку, выполненную с возможностью осевого перемещения и установленную в полости корпуса в стороне, противоположной стороне установки неподвижного полого цилиндра (Сайт W:www.bisvalves.co.uk,
https://www.engnetglobal.com/documents/pdfcatalog/BIS003_151215064508_
BIS%20%E2%80%93%20MAIN%20CATALOGUE%202015%20-
%201214.pdf, Каталог Precision engineered control valves for critical sub-sea and top side applications, page 7:7 - прототип).
Основными недостатками являются значительная сложность конструкции и сборки, обусловленная необходимостью выполнения резьбы для установки неподвижного цилиндра на значительной глубине, сложность установки и контровки неподвижного цилиндра гайкой с применением специальных ключей, нестандартное место уплотнения входной части неподвижного цилиндра, что снижает надежность его работы.
Задачей предложенного технического решения является устранение указанных недостатков, упрощение конструкции клапана, его изготовления и сборки.
Решение указанной задачи достигается тем, что в предложенном предохранительном клапане, содержащем полый корпус с подводящим и отводящим патрубками, выполненный в виде полой геометрической фигуры, в полости которого на внутреннем неподвижном полом цилиндре, на одном конце которого выполнена уплотнительная упорная кромка, а полость открывается в полость подводящего патрубка, установлен с возможностью перемещения подпружиненный запорный орган, выполненный в виде подвижного полого цилиндра с опорным буртом у одного основания, и с перепускными отверстиями у другого основания, при этом внутри упомянутого цилиндра установлен запорный элемент, преимущественно, шарик, взаимодействующий с внутренней торцевой уплотнительной поверхностью подвижного полого цилиндра, и с уплотнительной упорной кромкой внутреннего неподвижного полого цилиндра, при этом пружина запорного органа одним концом взаимодействует с опорным буртом подвижного полого цилиндра, а другим упирается в гайку, выполненную с возможностью осевого перемещения и установленную в полости корпуса в стороне, противоположной стороне установки неподвижного полого цилиндра, согласно изобретению, подводящий патрубок выполнен в виде профилированного ступенчатого полого тела вращения с одним днищем, расположенным в его центральной части, и неподвижно установлен в корпусе, причем полость подводящего патрубка упомянутого тела вращения открывается наружу, при этом во внутренней полости указанного тела вращения выполнена резьба, а в его днище установлен упомянутый неподвижный полый цилиндр.
В варианте исполнения, профилированное ступенчатое полое тело вращения установлено в корпусе при помощи резьбы, выполненной на наружной поверхности подводящего патрубка.
В варианте исполнения, профилированное ступенчатое полое тело вращения установлено в корпусе при помощи фланцевого соединения.
В варианте исполнения, гайка для пружины выполнена сплошной.
Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показан продольный разрез предложенного предохранительного клапана, на фиг. 2 - место уплотнения в увеличенном масштабе.
Предложенный предохранительный клапан содержит полый корпус 1 с подводящим 2 и отводящим 3 патрубками. В полости корпуса 1 на внутреннем неподвижном полом цилиндре 4, на одном конце которого выполнена уплотнительная упорная кромка 5, а полость открывается в полость подводящего патрубка 2, установлен с возможностью перемещения подпружиненный запорный орган 6. Запорный орган 6 выполнен в виде подвижного полого цилиндра 7 с опорным буртом 8 у одного основания, и с перепускными отверстиями 9 у другого основания. Внутри полого цилиндра 7 установлен шарик 10, взаимодействующий с внутренней торцевой уплотнительной поверхностью 11 цилиндра, и с уплотнительной упорной кромкой 5 внутреннего неподвижного полого цилиндра 4. Пружина 12 запорного органа 6 одним концом взаимодействует с опорным буртом 8 подвижного полого цилиндра 7, а другим упирается в гайку 13, выполненную с возможностью осевого перемещения и установленную в полости корпуса 1 в стороне, противоположной стороне установки неподвижного полого цилиндра. Подводящий патрубок 2 выполнен в виде профилированного ступенчатого полого тела вращения 14 с одним днищем 15, расположенным в его центральной части, и неподвижно установлен в корпусе 1, причем полость подводящего патрубка упомянутого тела вращения 14 открывается наружу. Во внутренней полости указанного тела вращения выполнена резьба 16, а в его днище 15 установлен упомянутый неподвижный полый цилиндр 4.
В варианте исполнения, гайка 13 для пружины выполнена сплошной.
Предложенный клапан работает следующим образом.
Клапан устанавливается на магистраль при помощи резьбы 16, выполненной во внутренней полости подводящего патрубка 2, выполненного в виде профилированного ступенчатого полого тела вращения 14 с одним днищем 15. Рабочее тело поступает в полость подводящего патрубка 2 и далее в полость внутреннего неподвижного полого цилиндра 4 и воздействует на шарик 10, взаимодействующий с внутренней торцевой уплотнительной поверхностью 11 цилиндра, и с уплотнительной упорной кромкой 5 внутреннего неподвижного полого цилиндра 4. При давлении, ниже максимально допустимого, шарик 10 прижимается пружиной 12 к упомянутым уплотнительным поверхностям, перепускные отверстия 9 в этом случае перекрыты, и рабочее тело движется по магистрали для дальнейшего использования. При давлении выше максимального, рабочее тело воздействует на шарик 10, и, преодолевая сопротивление пружины 12, настроенной на определенное усилие сжатия, перемещает шарик 10 от подводящего патрубка 2. Шарик 10 отходит от уплотнительных поверхностей, образованных внутренней торцевой уплотнительной поверхностью 11 цилиндра, и уплотнительной упорной кромкой 5 внутреннего неподвижного полого цилиндра 4, тем самым открывая перепускные отверстия 9. При открытии перепускных отверстий 9, происходит сброс рабочего тела в полость корпуса 1 и далее в отводящий патрубок 3 для дальнейшего использования. Давление рабочего тела падает, и пружина 12 поджимает шарик к уплотнительным поверхностям, перекрывая перепускные отверстия 9. Рабочее тело движется по магистрали для дальнейшего использования.
Использование предложенного технического решения позволит упростить конструкцию предохранительного клапана и повысить надежность его работы.