ОБРАТНЫЙ КЛАПАН
NON-RETURN VALVE

Изобретение относится к области энергетического арматуростроения.
Известен обратный клапан, состоящий из корпуса, седла клапана, запорной тарелки, свободно вращающейся на оси, установленной внутри корпуса («Трубопроводная арматура ТЭС», справочное пособие, стр.244, Москва, МЭИ, 2001 г.) Угол открытия клапана будет снижаться при уменьшении перепада давлений, и при нулевом перепаде произойдет полное закрытие клапана, исключающее обратный ход рабочей среды. Недостатком известного устройства является неустойчивое положение запорной тарелки в движущемся потоке, из-за чего наблюдается присутствие резких металлических стуков по ограничительной поверхности корпуса и быстрое изнашивание оси, вокруг которой поворачивается клапан. В значительной мере этот недостаток связан с неудачной формой поверхности тарелки, контактирующей с рабочей средой. Эта поверхность представляет собой выпуклую часть шарового сегмента. При угловом обтекании такого сегмента потоком на его лобовой части происходит резкое увеличение локальных скоростей с соответствующим снижением давления, а в кормовой части в результате торможения потока возникает его отрыв от поверхности тарелки. В результате не только уменьшается сила, отклоняющая тарелку клапана от продольной оси, но и возникает резко нестационарное течение, вызывающее постоянные колебания тарелки вокруг оси клапана.
Данный недостаток частично ликвидирован в известном устройстве (каталог «Арматура энергетическая», АО «Чеховский завод энергетического машиностроения, стр.123, Москва, 1997 г.), в котором обтекаемая поверхность выполнена в виде вогнутой части полусферы. В этом случае обеспечивается заметное повышение давления на обтекаемой поверхности тарелки. Под действием этого давления тарелка в рабочем положении прижимается к корпусу клапана, но в самом потоке сохраняются высокие пульсации давления, вызывающие износ клапана запорной тарелки.
Задачей изобретения является исключение колебаний рабочего органа обратного клапана, вызванных пульсацией давления, и повышение его срока службы.
Поставленная задача решается тем, что в известном обратном клапане, содержащем корпус, седло, рабочий орган в виде диска с обтекаемой поверхностью в виде вогнутого сферического сегмента, соединенного с корпусом осью, расположенной перпендикулярно продольной плоскости клапана, согласно изобретению обтекаемый потоком вогнутый сферический сегмент разделен системой равномерно расположенных продольных ребер.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид обратного клапана, на фиг.2 - вид рабочего органа в двух проекциях по первому варианту, на фиг.3 - вид рабочего органа в двух проекциях по второму варианту.
Представленный на фиг.1 обратный клапан содержит корпус 1, седло 2, рабочий орган 3 в виде тарелки 4 с углублением 5, обращенного углубленной поверхностью 5 ко входу 6 клапана и закрепленного на оси 7 с возможностью поворота относительно нее. По первому варианту углубление 5 выполнено в рабочем органе 3 в виде вогнутой части полусферы (фиг.2) и снабжено ребрами 8 (фиг.3), равномерно расположенными по ее поверхности. Толщина ребер 8 выбрана А=3+5 мм, расстояние t между ребрами 8 выбрано равным 6+10 мм. При этом максимальная глубина h углубления 5 может быть выполнена равной (0,01+0,03)D, где D - диаметр. По второму варианту (фиг.3) углубление 5 в рабочем органе выполнено в виде цилиндрической полости 9. Оно перекрыто решеткой 10, выполненной с толщиной перегородок А не менее 8 мм с шагом t=2A.
Предлагаемое устройство работает следующим образом. Под действием рабочей среды тарелка 4 поворачивается вокруг оси 7, поднимается на некоторый угол α и открывает доступ среды во вход 6 клапана. Угол а подъема диска 4 зависит как от его веса, так и от величины перепада давления, действующего на тарелку 4 и обеспечивающего степень открытия клапана. При снижении расхода (перепада давления) угол α будет уменьшаться, и при падении перепада давления до нуля или перемене знака движения среды произойдет полное закрытие клапана, исключающее обратный ход рабочей среды.
Благодаря наличию на углубленной поверхности 5 рабочего органа 3 продольных ребер 8, в продольных пазах между ребрами 8 удается сохранить высокое давление, ликвидировать отрыв потока с обтекаемой поверхности и обеспечить устойчивое положение тарелки 4 рабочего органа 3.