КЛАПАН

Полезная модель относится к клапанам, в частности, к клапанам с трубчатой диафрагмой, сжимаемой посредством давления жидкости или газа, и преимущественно может быть использована в машиностроении, в медицинской технике и в конструкциях затворов для тары.
Известен протез клапана сердца (RU 2104676 С1, 1998), который содержит кольцеобразный корпус с размещенным в нем запирающим элементом в виде двух поворотных створок. Каждая створка имеет восходящую поверхность, нисходящую поверхность, боковую поверхность и поверхность смыкания. На нисходящей поверхности створки имеются участки опорной поверхности, выполненные в виде четырех попарно противолежащих кулачков, предотвращающих смыкание створок в открытом положении. На торцевой поверхности корпуса расположены два элемента для крепления створок, выполненные в виде выступов, которые имеют восходящую опорную поверхность, обращенную к прямому потоку крови, нисходящую опорную поверхность, обращенную к обратному потоку крови, и боковые поверхности, обращенные друг к другу. Боковые поверхности элементов для крепления створок выполнены параллельными друг другу, причем расстояние между этими боковыми поверхностями больше или равно диаметру внутренней поверхности корпуса. Внутренняя поверхность корпуса содержит конфузорный участок. Нисходящая опорная поверхность элемента для крепления створок выполнена на уровне торцевой поверхности корпуса. С противоположных сторон поверхностей смыкания створок выполнены выступы, взаимодействующие с восходящей опорной поверхностью элемента для крепления створок, а на боковой поверхности створок выполнены дополнительные выступы, взаимодействующие с нисходящей опорной поверхностью элемента для крепления створок и конфузорным участком внутренней поверхности корпуса. По всему периметру наружной поверхности корпуса выполнена кольцевая обойма из углеродного материала с модулем упругости, большим, чем модуль упругости материала корпуса.
Поскольку поверхности смыкания поворотных створок указанного известного клапана образованы только их кромками, не удается обеспечить отсутствие между кромками зазора, что препятствует герметичности закрытого состояния указанного известного клапана.
Известен искусственный клапан для систем вспомогательного и заместительного кровообращения (RU 2245119 С2, 2005), который содержит базовый элемент в виде кольца круглой или овальной формы, рабочий элемент в виде отрезка эластичного шланга с плоским поперечным сечением, охватывающего одним из своих концов базовый элемент, и опорную пластину обтекаемой формы, жестко укрепленную на базовом элементе и охватываемую другим концом эластичного шланга.
Наиболее близким по конструкции к клапану, являющемуся предметом настоящей полезной модели, является известный протез венозного клапана (RU 2332960 С1, 2008). Протез венозного клапана, являющийся ближайшим аналогом, выполнен из эластичного полимерного материала и содержит тонкостенную внешнюю цилиндрическую трубку, обеспечивающую возможность крепления клапана в вене, и установленный внутри ее рабочий элемент в виде тонкостенной трубки в форме усеченного конуса, свободный конец которой, имеющий меньший диаметр, сомкнут с образованием запорного устройства, сформированного в виде замкнутой по периметру плоской формоустойчивой упруго деформирующейся ленты, сомкнутой в трехлучевое соединение.
Однако, переход клапана, являющегося ближайшим аналогом, из закрытого состояния в открытое состояние, как и всех рассмотренных выше аналогов, сопровождается деформацией на разрыв предварительно отформованных участков эластичного рабочего элемента, имеющих достаточно малый радиус кривизны, что существенно сокращает срок службы клапана.
Ограниченные размеры поверхностей смыкания эластичного рабочего элемента ближайшего аналога вдоль направления движения потока, как и в случае рассмотренных выше аналогов, не позволяют обеспечить герметичность закрытого состояния клапана, в особенности, при попадании между поверхностями смыкания посторонних частиц.
Поэтому задачами настоящей полезной модели являются увеличение срока службы клапана и повышение степени герметичности его закрытого состояния.
Поставленные задачи решены, согласно настоящей полезной модели, тем, что клапан, содержащий, в соответствии с ближайшим аналогом, охватывающую трубку и размещенную в ней охватываемую трубку, выполненную из эластичного материала, отличается от ближайшего аналога тем, что охватываемая трубка установлена свободно прилегающей своей наружной поверхностью к внутренней поверхности охватывающей трубки и присоединена к охватывающей трубке, по меньшей мере, в одной точке, а внутренняя поверхность охватываемой трубки, противолежащая месту присоединения охватываемой трубки к охватывающей трубке, присоединена к противолежащей внутренней поверхности охватываемой трубки.
При этом охватывающая трубка и охватываемая трубка могут быть выполнены из резины, а соединения выполнены вулканизацией или посредством клея.
Охватываемая трубка может быть выполнена из резины, а соединения выполнены посредством клея.
Охватываемая трубка может быть выполнена из полимерного материала, а соединения выполнены термоскреплением или посредством клея.
С одной стороны, установка охватываемой трубки свободно прилегающей своей наружной поверхностью к внутренней поверхности охватывающей трубки с присоединением ее к охватывающей трубке, по меньшей мере, в одной точке, а также присоединение внутренней поверхности охватываемой трубки, противолежащей месту присоединения охватываемой трубки к охватывающей трубке, к противолежащей внутренней поверхности охватываемой трубки позволяют обеспечить при закрытом состоянии клапана значительные по протяженности поверхности смыкания вдоль направления потока, которыми в данном случае являются внутренняя поверхность охватывающей трубки и наружная поверхность охватываемой трубки, за исключением участка охватываемой трубки, деформированного в результате соединения участков внутренних поверхностей охватываемой трубки. В результате этого обеспечивается повышение герметичности закрытого состояния клапана даже в случае попадания между наружной поверхностью охватываемой трубки и внутренней поверхностью охватывающей трубки посторонних частиц.
С другой стороны, установка охватываемой трубки свободно прилегающей своей наружной поверхностью к внутренней поверхности охватывающей трубки с присоединением ее к охватывающей трубке, по меньшей мере, в одной точке, а также присоединение внутренней поверхности охватываемой трубки, противолежащей месту присоединения охватываемой трубки к охватывающей трубке, к противолежащей внутренней поверхности охватываемой трубки приводит к тому, что переход клапана из закрытого состояния в открытое состояние происходит вследствие деформации охватываемой трубки не на разрыв, а на сжатие. Указанная причина обеспечивает повышение срока службы клапана.
Отмеченное свидетельствует о решении декларированных выше задач настоящей полезной модели благодаря наличию у клапана перечисленных выше отличительных признаков.
На фиг.1 показан осевой разрез клапана, находящегося в закрытом состоянии, плоскостью, проходящей через соединение охватываемой трубки и охватывающей трубки, где 1 - охватывающая трубка, 2 - охватываемая трубка, 3 - соединение трубок и 4 - соединение охватываемой трубки.
На фиг.2 показан вид слева клапана, изображенного на фиг.1.
На фиг.3 осевой разрез клапана, находящегося в открытом состоянии, плоскостью, проходящей через соединение охватываемой трубки и охватывающей трубки.
На фиг.4 показан вид слева клапана, изображенного на фиг.3.
Клапан содержит охватывающую трубку 1, например, цилиндрической формы, которая выполнена, например, из стекла, металла, резины или полимерного материала (как эластичного, так и неэластичного). Клапан также содержит размещенную в охватывающей трубке 1 охватываемую трубку 2, которая в этом случае также имеет цилиндрическую форму и выполнена из эластичного материала, например, из резины или полимерного материала. Внутренний диаметр охватывающей трубки 1 превышает наружный диаметр охватываемой трубки 2 не более, чем на 5-10 мкм.
Охватываемая трубка 2 установлена свободно прилегающей своей наружной поверхностью к внутренней поверхности охватывающей трубки 1 и присоединена к охватывающей трубке 1, по меньшей мере, в одной точке. При наилучшем осуществлении настоящей полезной модели соединение наружной поверхности охватываемой трубки 2 с внутренней поверхностью охватывающей трубки 1 осуществлено по всей длине образующей наружной цилиндрической поверхности охватываемой трубки 2 с образованием соединения 3 трубок. При выполнении охватывающей трубки 1 и охватываемой трубки 2 из резины соединение 3 трубок выполнено вулканизацией или посредством клея. В случае выполнения охватывающей трубки 1 из стекла или металла, а охватываемой трубки 2 из резины соединение 3 трубок выполнено с помощью клея. При выполнении охватываемой трубки 2 из полимерного материала соединение 3 трубок выполнено термоскреплением или посредством клея.
Внутренняя поверхность охватываемой трубки 2, противолежащая соединению 3 трубок, присоединена к противолежащей внутренней поверхности охватываемой трубки 2 с образованием соединения 4 охватываемой трубки. При выполнении охватываемой трубки 2 из резины соединение 4 охватываемой трубки осуществлено вулканизацией или с помощью клея. В случае использования охватываемой трубки 2 из полимерного материала соединение 4 охватываемой трубки выполнено термоскреплением или посредством клея.
Клапан работает следующим образом.
Когда давление во входном патрубке (справа на фиг.1 и 3) клапана превышает давление в выходном патрубке (слева на фиг.1 и 3) на величину, которая не превышает значения перепада давления открывания клапана, зависящего от диаметра и толщины стенок охватываемой трубки 2 и модуля упругости ее материала, охватываемая трубка 2 находится практически в недеформированном состоянии (см. фиг.1 и 2) и своей поверхностью перекрывает проходное сечение клапана, как показано на фиг.1, в результате чего клапан закрыт и предотвращает движение через него потока жидкости или газа.
При превышении давлением во входном патрубке (справа на фиг.1 и 3) клапана давления в выходном патрубке (слева на фиг.1 и 3) на величину, которая превышает значение перепада давления открывания клапана, зависящего от диаметра и толщины стенок охватываемой трубки 2 и модуля упругости ее материала, охватываемая трубка 2 под действием разности давлений деформируется, как показано на фиг.3 и 4, и открывает проходное сечение клапана для движения через него потока жидкости или газа, показанного на фиг.3 стрелкой.
Когда давление во входном патрубке (справа на фиг.1 и 3) клапана уменьшится до значения, которое превышает давление в выходном патрубке (слева на фиг.1 и 3) на величину, не превышающую значения перепада давления открывания клапана, охватываемая трубка 2 за счет своих упругих свойств вновь переходит в недеформированное состояние (см. фиг.1 и 2) и своей поверхностью перекрывает проходное сечение клапана, закрывая его, как показано на фиг.1, и предотвращая движение через него потока жидкости или газа.
Таким образом, полезная модель обеспечивает увеличение срока службы клапана и повышение степени герметичности его закрытого состояния.