Прибор для проверки герметичности клапанов

Полезная модель относится к области испытания герметичности клапанов, применяемых в различных системах автотракторных двигателей, в частности к испытаниям игольчатых клапанов карбюраторов бензиновых двигателей.
Известен прибор для испытания нагнетательных клапанов рядных топливных насосов [1, стр. 226, рис. 171]. Прибор состоит из гидроаккумулятора, представляющего корпус прибора, на котором собраны остальные узлы: корпус затвора, узел ручного насоса, установлен манометр. Корпус затвора включает запирающую втулку, кольцо затвора, прокладку, рукоятку, прижимной винт, трещотку и головку установочного винта. Нагнетательный клапан с седлом устанавливается в корпус затвора. Клапан к седлу прижимается с помощью пружины. Ручным насосом создается давление над клапаном, которое контролируется с помощью манометра. По времени падания падения давления над клапаном судят о герметичности сопряжения клапан - седло. Недостатком прибора является его конструктивная сложность, низкая точность результатов испытаний по причине, что время падения давления зависит не только от состояния сопряжения клапан - седло, но и от утечек через всасывающий и обратный клапаны ручного насоса. Еще одним недостатком прибора является то, что технологическая жидкость (в данном случае дизельное топливо) вытекает в процессе испытания в открытое пространство, что ведет к загрязнению рабочего места и ухудшению условий работы оператора. Известно также, чем сложнее конструкция изделия, тем оно обладает низкой надежностью, что также является недостатком прибора. Применение в производственных условиях показало следующие характерные недостатки, присущие данному прибору: часто отказывает ручной насос по причине ненадежности его всасывающего и обратного клапанов, заклинивает установочный винт, а также часто заклинивает прижимной винт. Прибор сконструирован для испытания клапанной пары только одного вида конструкции и габаритных размеров, то есть, имеет ограниченное применение, что также является его существенным недостатком.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является приспособление для проверки герметичности игольчатого клапана карбюратора [2, стр. 162, рис. 65]. Приспособление собрано на общем корпусе, который представляет вертикально расположенную плоскую поверхность, на которой установлены все элементы, необходимые для испытания герметичности игольчатого клапана карбюратора. Принцип работы прибора основан на создании вакуума под нагнетательным клапаном с помощью водяного столба и измерении времени снижения мениска водяного столба по шкале на определенную величину. Приспособление конструктивно просто, содержит небольшое количество элементов, но также не лишено следующего недостатка. В процессе проведения испытаний подвижную трубку приходится опускать из верхнего (исходного) положения в нижнее положение и фиксировать в нижнем положении так, чтобы мениск воды установился строго на нулевой отметке шкалы устройства. Осуществление этой операции выполняется вручную, с помощью рукоятки подвижной трубки. При данной конструкции устройства только с помощью рукоятки установить мениск воды строго в нулевом положении и фиксировать в этом положении практически невозможно. Таким образом, по этой причине результат испытания получается с большой погрешностью.
На фиг. 1 показан общий вид известного прибора для испытания игольчатого клапана карбюратора, где приняты следующие обозначения: 1 - общий корпус; 2 - основной штуцер, куда устанавливается испытываемый клапан; 3 - соединительная трубка; 4 - шкала для определения положения мениска воды; 5 - контрольная трубка; 6 - гибкий шланг; 7 - ручка перемещения подвижной трубки; 8 - направляющая; 9 - подвижная трубка; 10 - кронштейн.
На фиг. 2 показана конструкция втулки седлообразной формы, где приняты следующие обозначения: 11 - втулка седлообразная; 12 - вороток; 13 - упор; F - сила прижатия седлообразной втулки к подвижной трубке, остальные обозначения те же, что и на фиг. 1
Сущность предложенного прибора для проверки герметичности клапанов заключается в следующем. Конструктивно предложенный прибор для проверки герметичности клапанов собран на общем корпусе 1 (фиг. 1) на его плоской стороне. Испытываемый клапан устанавливается на основном штуцере 2. Соединительная втулка 3 служит для соединения основного штуцера 2 с контрольной трубкой 5. По шкале 4 определяется (устанавливается) положение мениска воды относительно отметок шкалы 4. Мениск воды перемещается в процессе перемещения подвижной трубки 9 вверх или вниз за ручку 7. Гибкий шланг 6 соединяет контрольную трубку 5 с нижним концом подвижной трубки 9 и обеспечивает степень свободы подвижной трубке 9 для перемещения вверх или вниз. Основной штуцер 2 закреплен на кронштейне 10. Подвижная трубка 9 перемещается вверх или вниз по направляющей 8.
В процессе испытания клапанов на герметичность необходима точная установка и точное определение положения мениска воды относительно отметок шкалы 4, что позволяет уменьшить погрешность результатов испытаний. При такой конструкции прибора процедура точной установки и точного определения положения мениска воды относительно отметок шкалы 4 представляет серьезную проблему по следующим причинам. Подвижная трубка 9 перемещается по направляющей 8 свободно, практически на весу, что затрудняет процедуру точной установки и фиксации мениска воды относительно конкретной отметки шкалы 4. В процессе испытания система заполняется водой. Вес гибкого шланга 6 и вода, в нем находящаяся, а также вес ручки 7 представляют определенную тяжесть и стремятся перемещать подвижную трубку 9 вниз, нарушая равновесие системы. И третий недостаток известной конструкции следующий. Перемещение подвижной трубки 9 вверх или вниз в процессе испытания осуществляется вручную, с помощью ручки 7. Так как подвижная трубка 9 практически находится на весу и перемещать ее вверх или вниз плавно, без рывков и фиксировать его в необходимом положении за ручку 7 практически невозможно, это с одной стороны. С другой стороны выполнение данной операции требует большой аккуратности и осторожности для точной фиксации подвижной трубки 9, что требует большой затраты времени, то есть, снижает производительность процесса испытания.
Установление в предложенной конструкции вместо ручки 7 для перемещения вверх или вниз втулки седлообразной формы 11 (фиг. 2), позволяет устранить имеющиеся недостатки и позволяет уменьшить погрешности, присущие прибору известной конструкции и, тем самым повысить точность результатов испытаний. Выполнение втулки седлообразной формы позволяет увеличить поверхность контакта втулки с поверхностью подвижной трубки 9. Усилие F повышает надежность контакта поверхностей подвижной трубки 9 и втулки 11. Выполнение втулки 11 из материала высоким коэффициентом трения также позволяет перемещать подвижную трубку без проскальзывания. Наличие упора 13 также повышает надежность работы втулки 11.
Испытание клапанов на герметичность на предложенном приборе осуществляется следующим образом, на основной штуцер 2 устанавливают испытуемый клапан. Систему заполняют водой. Плавно вращая седлообразную втулку 11 (фиг. 2) за вороток 12 перемещают мениск столба воды вверх в контрольной трубке 5. Затем перемещают мениск столба воды вниз до нулевой отметки шкалы. При этом под испытуемым клапаном образуется вакуум. Атмосферное давление над клапаном, проходя сквозь щель между клапаном и седлом, давит на мениск и перемещает его вниз. Чем плотнее сопряжение между игольчатым клапаном и седлом, тем медленнее будет перемещаться мениск вниз по шкале 4. Фиксируя время перемещения мениска по шкале вниз на определенное количество отметок, судят о герметичности сопряжения клапан - седло. Продолжительность фиксации времени и количество отметок, на которые должен перемещаться мениск за это время, устанавливается для каждого типа клапана в технических условиях. Таким образом, наличие седлообразной втулки 11 позволяет быстро и точно, а также надежно фиксировать мениск столба воды у заданной отметки шкалы 4.
Технический результат заключается в снижении погрешности испытаний.
Источники информации
1. Кривенко П.М., Федосов И.М. Ремонт и техническое обслуживание системы питания автотракторных двигателей. - М.: Колос, 1980. - 288 с., ил. - (Учебники и учебные пособия для подгот. с.-х. кадров массовой квалификации).
2. Справочная книга по технологии ремонта машин в сельском хозяйстве. Под ред. А.И. Селиванова, М., «Колос», 1975. 600 с. ил.