КЛАПАН

Полезная модель относится к арматуростроению, а именно к нормально закрытым клапанам с пневматическим управлением, содержащим запорный орган тарельчатого типа, поджатый к седлу пружиной и предназначенные для автоматического открытия - закрытия доступа рабочего тела из одной магистрали в другую. Полезная модель может быть использовано в машиностроении, например, в ракетной технике.
Известен дренажно-предохранительный клапан {патент на изобретение RU 2142592 МПК F16K 17/00), содержащий корпус с входным и выходным каналами, седло и затвор с уплотнением, шток, сильфонный узел, выполненный с внутренней и наружной полостями, при этом наружная полость сообщена с атмосферой.
Известен клапан обратный управляемый {патент на изобретение RU 2314449 МПК F16K 15/18), содержащий корпус, выполненный с многоступенчатой цилиндрической внутренней расточкой, снабженной подводящим и отводящим каналами, расположенными в диаметрально противоположном направлении от ее оси, седло, поршень, подвижный запорный элемент со ступенчатой внутренней полостью, коническое седло, образующее при взаимодействии с запорным элементом проходное отверстие, соосно расположенные подпружиненный возвратной пружиной шток и поршень, установленные последовательно с возможностью перемещения относительно корпуса.
Известен клапан управляемый {патент на изобретение RU 2461757 МПК F16K 31/126) содержащий два сильфона, один из которых установлен в камере пневмопривода, конец которого с одной стороны герметично закреплен в корпусе, с другой - на поршне, второй - в промежуточной полости, конец которого с одной стороны герметично закреплен в корпусе, другой - на толкателе, подводящий и отводящий каналы расположенные соосно относительно друг друга и под углом к оси корпуса, коническое седло установленное в корпусе, подпружиненный запорный элемент.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является заправочно-сливной клапан (Беляев М.Н. и др. «Пневмогидравлические системы. Расчет и проектирование»: Учеб. пособие для технических вузов. М.: Высш. шк., 1988. - 277 с: ил. Рис.2.15 - прототип).
Недостатками упомянутых клапанов являются сложность конструкции, повышенные массовые и габаритные характеристики, повышенный разброс по времени открытия и давлению открытия рабочей среды, при применении клапана для автоматического срабатывания при постоянно действующем управляющем давлении и при падении давления рабочей среды на входе в клапан до давления открытия.
Задачей предлагаемой полезной модели является: упрощение конструкции, снижение массы и габаритов клапана, повышение точности срабатывания на давление открытия рабочей среды, при автоматическом открытии клапана.
Поставленная задача решается тем, что в клапане содержащем корпус с патрубком выхода, входной переходник, седло корпуса, установленные в корпус затвор со штоком и уплотнением, контактирующим с седлом корпуса, поршень, согласно полезной модели, в корпусе выполнена втулка с проточкой, в которую установлен поршень в виде штока затвора, при этом в штоке затвора выполнена проточка, в которой установлено уплотнительное кольцо, а по наружному диаметру затвора выполнены направляющие ребра.
Предлагаемый клапан представлен на рисунке, где:
1 - корпус с патрубком выхода;
2 - входной переходник;
3 - затвор со штоком;
4 - уплотнительное кольцо;
5 - уплотнение;
6 - седло корпуса;
7 - переходник;
8 - уплотнительное кольцо;
9 - пружина;
10 - опора;
11 - гайка.
На рисунке показан общий вид клапана в разрезе.
Клапан состоит из корпуса с патрубком выхода 1, входного переходника 2. В корпус с патрубком выхода 1 установлен затвор со штоком 3, а для обеспечения герметичности разделения рабочей и управляющей полостей клапана в проточку штока затвора установлено уплотнительное кольцо 4. Затвор со штоком 3 вставлен в отверстие втулки выполненной, за одно целое с корпусом. Затвор со штоком 3 выполнен в виде грибка с кольцевой проточкой по торцу затвора в которой завулканизировано резиновое уплотнение 5. Для центрирования уплотнения 5 затвора со штоком 3 относительно седла корпуса 6, по наружному диаметру затвора выполнены ребра. На корпус с патрубком выхода 1 навернут входной переходник 2, а со стороны управляющей полости навернут переходник 7, для герметичности резьбовых соединений используются резиновые уплотнительные кольца 8. Со стороны управляющей полости в корпус с патрубком выхода 1 вставлена пружина 9, которая взаимодействуя с опорой 10, зафиксированной на штоке затвора гайкой 11, создает усилие необходимое для герметичного уплотнения при посадке уплотнения 5 затвора со штоком 3 на седло корпуса 6. Седло выполнено на корпусе со стороны входного переходника 2 в виде кольцевого выступа с уплотнительной кромкой.
Клапан работает следующим образом. В исходном положении затвор со штоком 3 плотно прилегает по уплотнению 5 к кромке седла корпуса 6, обеспечивая герметичное разделение входной и выходной полостей.
При появлении давления рабочего тела со стороны входа клапана возникает дополнительное усилие для поджатая затвора со штоком 3 уплотнением 5 к седлу корпуса 6, обеспечивая тем самым герметичное разделение рабочих магистралей.
При подаче к штуцеру переходника 7 давления управляющего газа, клапан не открывается, так как со стороны входа клапана действует полное давление рабочего тела. При снижении давления со стороны входа клапана до значения давления открытия, сила возникающая в результате воздействия давления управляющего газа на площадь отверстия втулки корпуса преодолевает силы от пружины 8 и от давления рабочего тела на площадь затвора со штоком 3 по месту уплотнения 5 и перемещает затвор со штоком 3 в сторону входного переходника 2 до соприкосновения опоры 9 с торцом втулки корпуса, открывая проходное сечение между входом и выходом клапана, свободно пропуская рабочую среду из подводящей магистрали в отводящую. Высокая точность отверстия втулки корпуса обеспечивает более высокую точность давления рабочей среды при открытия клапана. Выполнение поршня в виде штока затвора, сравнительно малой площади, позволяет использовать более высокий уровень управляющего давления в пределах разброса и тем самым повышает точность давления рабочей среды при открытии клапана.
При сбросе управляющего давления из штуцера переходника 7 затвор со штоком 3 под действием усилия пружины 8 возвращается в исходное положение, разделяя герметично входную и выходную полости клапана.
Так как использование клапана предполагается в условиях высоких входных давлений, например в ракетной технике, для изготовления деталей используются: стали 07X16Н6 и 07Х16Н6-Ш для корпусных деталей, затвора, штока, опоры и гайки; сталь 12Х18Н10Т для пружины 8. Для изготовления резиновых колец и уплотнительных элементов используется смесь резиновая ИРП-3012-РП.
Таким образом, применение указанной полезной модели позволяет расширить возможность применения клапана в изделиях машиностроения, работающих по командам управления на открытие и закрытие, упростить конструкцию, снизить массу, габариты и повысить точность срабатывания на давление открытия рабочей среды, при автоматическом открытии клапана.