ДРОССЕЛЬ С ОБРАТНЫМ КЛАПАНОМ

Область техники
Техническое решение относится к гидроприводам горных машин, а именно к устройствам управления гидравлическим потоком, и может быть использовано для регулировки потока жидкости между рабочими полостями гидроцилиндров на очистных, проходческих комбайнах, секциях механических крепей и др.
Предшествующий уровень техники
Известен дроссель с обратным клапаном ДНК 12.00 производства «Елецгидроагрегат», содержащий корпус, с сопряженными входным «А» и выходным «В» каналами с возможностью подсоединения к ним концевой арматуры гидросистемы, которые на границе перехода одного канала в другой снабжены седлом, запорный элемент, выполненный в виде стакана, который боковой стенкой сопряжен с входным каналом, а торцом направлен в сторону выходного канала, при этом, в боковой стенке выполнено два радиальных канала, а в торце второй ступени - один осевой канал. Запорный элемент поджат пружиной, которая удерживается гайкой [1].
К недостаткам ближайшего аналога относится то, что корпус выполнен со множеством резьбовых соединений, которые увеличивают трудоемкость изготовления деталей, т.к. требуют как специального инструмента для выполнения самой резьбы и канавок для выхода инструмента, так и для монтажа/демонтажа дросселя с обратным клапаном. Также к недостаткам относится наличие пружины сжатия, гайки, что увеличивает количество деталей клапана. После выкручивания гайки, из корпуса пружина и запорный элемент могут выпасть, что в условиях шахты может приводить к потере этих деталей. В итоге клапан получается трудоемким и нетехнологичным в изготовлении и неудобным в монтаже/демонтаже.
Задача
В основу предлагаемого технического решения поставлена задача, разработать более простую и технологичную как для изготовления, так и для монтажа/демонтажа конструкцию дросселя с обратным клапаном.
В результате решения поставленной задачи может быть получен технический результат, который заключается в упрощении конструкции дросселя с обратным клапаном и обеспечении удобства его обслуживания и транспортировки. Потребительские свойства: уменьшение трудоемкости изготовления и обслуживания.
Раскрытие технического решения
В уже известном дросселе с обратным клапаном, который содержит корпус (1), с сопряженными входным (2) и выходным (3) каналами с возможностью подсоединения к выходному каналу (3) концевой арматуры (9) рукава гидросистемы (11), которые на границе перехода каналов одного в другой снабжены седлом (10), и запорный элемент (19), выполненный в виде ступенчатого стакана, который боковой стенкой (5), снабженной, по меньшей мере, одним радиальным каналом (7), сопряжен с входным каналом (2) корпуса (1), а торцом (4), в котором выполнены, по меньшей мере, один осевой канал (6) и, по меньшей мере, один выступ (12), расположен в выходном канале (3) корпуса (1), в соответствии с заявляемым техническим решением предлагается выступ (12) выполнить с возможностью его контакта с торцом (9а) концевой арматуры (9), установленной в виде ограничителя хода запорного элемента (19), а боковую стенку (5) запорного элемента (19) снабдить проточкой (16), в которой расположить упругий элемент (18), установленный с натягом по внутреннему диаметру (D) входного канала (2) и с зазором (Е) по внутреннему диаметру (d) проточки, при этом ширину (L) проточки (16), выбирают из зависимости: L>А+n, где А - ход запорного элемента (19), а n - ширина упругого элемента (18) после установки.
Кроме этого, предлагается:
по меньшей мере, один радиальный канал (7) в боковой стенке (5) запорного элемента (19) выполнить вскрывающим его внутреннюю полость (8) пазом (14);
1
торец (4) запорного элемента (19), расположенный в выходном канале (3), выполнить, по меньшей мере, с одним срезом (15), ограниченным плоскостью, параллельной оси (X) запорного элемента (19) и выполненной на расстоянии большем, чем диаметр (D) торца (4), контактирующий с седлом (10).
Причинно-следственная связь между вновь введенными существенными признаками и заявляемым техническим результатом поясняется следующим.
Использование торца концевой арматуры как ограничителя хода запорного элемента позволяет исключить из дросселя с обратным клапаном пружину сжатия и удерживающую ее гайку и сокращает количество деталей клапана до двух: корпуса и запорного элемента, что уже значительно упрощает конструкцию дросселя с обратным клапаном и повышает удобство его обслуживания. А выполнение боковой стенки запорного элемента с проточкой, в которую устанавливают упругий элемент с натягом по внутреннему диаметру (D) входного канала и с зазором (Е) по внутреннему диаметру (d) проточки, также работает на удобство обслуживания клапана во время его монтажа/демонтажа, транспортировки. Такая конструкция не требуется никаких специальных деталей для фиксации запорного элемента и специнструментов для установки, кольцевой упругий элемент устанавливают с натягом по внутреннему диаметру (D) входного канала и с зазором (Е) по внутреннему диаметру (d) проточки один раз, в дальнейшем он всегда, во время монтажа/демонтажа, транспортировки, удерживает запорный элемент во входном канале от его выпадения и потери. Выполнение ширины (L) проточки больше суммы линейных размеров хода запорного элемента (19) и ширины упругого элемента после его установки, т.е. в деформированном состоянии, гарантирует нормальную работу дросселя с обратным клапаном и отсутствие влияния со стороны упругого элемента на перемещение запорного элемента.
Техническое решение поясняется примером, выполнение которого не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения заявленного технического результата предложенной новой совокупностью существенных признаков.
Краткое описание чертежей
Сущность технического решения представлена на чертежах, где на:
фиг. 1 - показан продольный разрез дросселя с обратным клапаном в положении подачи рабочей жидкости во входной канал (2) - прямой поток;
фиг. 2 - показан продольный разрез дросселя с обратным клапаном в положении подачи рабочей жидкости в выходной канал (3) - обратный поток;
фиг. 3 - показан увеличено вид «G» фиг. 2 - кольцевая проточка (16) с размещенным в ней упругим элементом (18);
фиг. 4 - показан запорный элемент (19) в изометрии;
фиг. 5 - показан запорный элемент (19) в разрезе.
Краткое описание чертежей
1 - корпус;
2 - входной канал;
3 - выходной канал;
4 - торец;
5 - боковая стенка;
6 - осевой канал;
7 - радиальный канал;
8 - внутренняя полость;
9 - концевая арматура;
9а - торец;
10 - седло;
11 - рукав гидросистемы;
12 - выступ;
13 - канал;
14 -паз;
15 - срез;
16 - проточка;
16а - боковая поверхность;
18 - упругий элемент;
19 - запорный элемент.
Промышленная применимость
Осуществляют заявляемое техническое решение следующим образом.
Дроссель с обратным клапаном включает корпус (1), в котором входной (2) и выходной (3) каналы выполняют сопряженными между собой. На границе их сопряжения выполняют седло (10) в виде конуса, который контактирует с конусной поверхностью (Р) запорного элемента (19) и регулирует поток жидкости, проходящий через дроссель с обратным клапаном (фиг. 1, 2, 5).
Запорный элемент (19), выполняют в виде ступенчатого стакана (фиг. 5), который боковой стенкой (5) сопрягают с входным каналом (2), а торцом (4) располагают в выходном канале (3) (фиг. 1, 2). В примере в боковой стенке (5) запорного элемента (19) симметрично относительно его продольной оси (X), выполняют два радиальных канала (7), образованных пазами (14), которые вскрывают внутреннюю полость (8) запорного элемента (19) (фиг. 4, 5), хотя для достижения заявленного технического результата достаточно, по меньшей мере, одного радиального канала (7). Параллельное выполнение двух радиальных каналов (7) позволяет потоку жидкости быстро и равномерно заполнять систему.
В примере на торце (4) запорного элемента (19) симметрично относительно его продольной оси (X), выполняют четыре выступа (12) (фиг. 4), хотя достаточно, по меньшей мере, одного выступа (12). Выступ (12) контактирует с торцом (9а) концевой арматуры (9) рукава гидросистемы (11), установленной в виде ограничителя хода запорного элемента (19).
Для дросселирования потока жидкости в торце (4) запорного элемента (19) выполняют, по меньшей мере, один осевой канал (6) (фиг. 2, 4, 5). Хотя их количество может быть другим, в зависимости от требуемых технических характеристик гидросистемы, куда вставляют дроссель с обратным клапаном.
Для обеспечения удобства монтажа/демонтажа и транспортировки дросселя с обратным клапаном в конструкцию вводят упругий элемент (18), который устанавливают в проточку (16), выполненную в боковой стенке (5) запорного элемента (19) (фиг. 2, 3, 4, 5). Упругий элемент (18) устанавливают в проточку (16) таким образом, чтобы при его сопряжении с входным каналом (2) был обеспечен натяг по внутреннему диаметру (D) входного канала (2) корпуса (1) и зазор (Е) по внутреннему диаметру (d) проточки. Ширину (L) проточки (16) выполняют больше суммы линейных размеров хода (А) запорного элемента (19) и ширины (n) упругого элемента (18) после его установки, что гарантирует нормальную работу дросселя с обратным клапаном по пропусканию жидкости и отсутствие влияния со стороны упругого элемента (18) на перемещение запорного элемента (19).
Боковые поверхности (16а) проточки (16) во время работы запорного элемента (19) практически не контактируют с упругим элементом (18), более того, он выполнен упругим с возможностью изменения своей формы в случае возможного контакта, но не нарушает работу по пропусканию жидкости. Упругий элемент (18) может контактировать с боковыми поверхностями (16а) проточки (16) только тогда, когда дроссель с обратным клапаном не работает по пропусканию жидкости, а находятся в процессе монтажа/демонтажа, транспортировки и, таким образом, удерживать запорный элемент (19) от выпадения.
1
Как вариант исполнения дросселя с обратным клапаном, на торце (4) запорного элемента (19) выполняют два симметричных среза (15), которые ограничены плоскостями, параллельными оси (X) запорного элемента (19) и расположенными на расстоянии большем, чем диаметр (D) торца (4) запорного элемента (19), который контактирует с седлом (10). Параллельное выполнение двух симметричных срезов (15), позволяет потоку жидкости быстрее и равномернее по сравнению с вариантом без срезов, или с одни срезом заполнять выходной канал (3).
Работает дроссель с обратным клапаном следующим образом (фиг. 1 и фиг. 2).
При подаче жидкости (прямой поток) во входной канал (2) (фиг. 1) корпуса (1), поток поступает во внутреннюю полость (8) запорного элемента (19), который под действием силы динамического давления потока жидкости перемещается, в крайнее положение до контакта выступов (12) с торцом (9а) концевой арматуры (9), при этом упругий элемент (18), установленный с натягом по внутреннему диаметру (D) входного канала (2) и с зазором (Е) по наружному диаметру (d) проточки (16) запорного элемента (19), остается неподвижным и не влияет на величину хода (А) запорного элемента (19). Через осевой канал (6) и радиальный канал (7) поток рабочей жидкости поступает в выходной канал (3) корпуса (1), а затем в канал (13) концевой арматуры (9).
При переключении режима работы гидросистемы (обратный поток) подача рабочей жидкости (фиг. 2) осуществляется из канала (13) концевой арматуры (9) в выходной канал (3) корпуса (1). Под действием силы динамического давления потока рабочей жидкости на торец (4) запорного элемента (19), последний перемещается в сторону входного канала (2), при этом упругий элемент (18), установленный с натягом по внутреннему диаметру (D) входного канала (2) корпуса (1) и с зазором (Е) по наружному диаметру (d) проточки (16) запорного элемента (19), остается неподвижным и не влияет на величину хода (А) запорного элемента (19). Происходит перекрытие входного канала (2) весь поток жидкости проходит через осевой канал (6), в результате чего происходит дросселирование потока, что обеспечивает плавный ход гидравлических механизмов.
Для специалиста из предыдущего описания вытекают некоторые модификации дросселя с обратным клапаном, которые попадают в область защиты прилагаемых пунктов формулы полезной модели.
Источники информации:
1. Каталог «Клапаны гидравлические» ПАО «Елецгидроагрегат». февраль 2017 г., стр. 64 http://gidroagregat.ru/images/Katalog/klapanv/%D0%9A%D0%B0%D1%82%D0%B0%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D0%B3%D0%B8%D0%B4%D1%80%D0%BE%D0%B0%D0%BF%D0%BF%D0%B0%D1%80%D0%B0%D1%82%D1%83%D1%80%D0%B0.pdf