КЛАПАН ОБРАТНЫЙ

Заявляемая полезная модель относится к арматуростроению и предназначена для перекрытия обратного потока среды в трубопроводах.
Известен обратный клапан, содержащий корпус, в котором размещены седло, затвор, шарнирно соединенный с опорой, подвеска и упор затвора, при этом подвеска выполнена в виде серьги, а оси шарниров серьги смещены относительно центра тяжести затвора (см. патент на полезную модель №88414 «Обратный клапан» [1], дата подачи 27.02.2009, опубликовано 10.11.2009 г.)
Недостатками данного обратного клапана являются сложность конструкции шарнирного соединения в виде серьги, и смещение центра тяжести затвора относительно осей шарниров для первоначального прижима затвора к седлу клапана осуществляется за счет наклонной поверхности седла, что также усложняет конструкцию и снижает технологичность устройства.
Наиболее близким техническим решением к заявляемой полезной модели является клапан обратный газовый, содержащий корпус, в котором размещены седло с наклонной рабочей поверхностью, выполненной из лиофобного материала, затвор, шарнирно соединенный с осью, и упор, жестко закрепленный в корпусе (см. патент на полезную модель №105391 «Клапан обратный газовый (варианты)» [2], дата подачи заявки 09.02.2011, опубликовано 10.06.2011).
Недостатками данного обратного клапана являются сложность конструкции седла с наклонной рабочей поверхностью и сниженная надежность в следствии возможного износа рабочей поверхности седла, так как при свободном перемещении затвора в шарнирном соединении возможно его смещение вдоль рабочей поверхности, кроме того, при большой разности давлений на клапане, усилия, действующие на рабочую поверхность могут привести к разрушению уплотнения.
Техническим результатом, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, является упрощение конструкции, повышение надежности клапана.
Указанный технический результат достигается тем, что клапан обратный, содержащий корпус, в центральной части которого выполнено проходное отверстие с седлом, затвор с плоской рабочей поверхностью, жестко соединенный с осью, шарнирно установленной в корпус и упор затвора, причем седло клапана выполнено в виде паза с установленным в него уплотняющим упругим кольцом, конструкция которого обеспечивает его утопание в паз при усилиях со стороны затвора, в качестве уплотняющего упругого кольца использовано резиновое кольцо трехлепескового сечения, шарнирное отверстие для оси затвора в корпусе выполнено в виде паза ширина которого равна, а длина больше диаметра оси на величину погрешности размера от центра оси до рабочей поверхности затвора, причем длинная сторона паза расположена перпендикулярно рабочей плоскости затвора, входная кромка и кромка седла отверстия в корпусе выполнены радиусными, конструкция затвора обеспечивает смещение вектора силы тяжести относительно центра оси затвора в сторону от рабочей плоскости.
Технических решений, совпадающих с совокупностью существенных признаков заявляемой полезной модели, не выявлено, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемой полезной модели условию «новизна».
Условие патентоспособности «промышленная применимость» подтверждено на примере изготовленного и испытанного промышленного образца.
Заявляемая полезная модель поясняется чертежами:
Фиг.1 - вид клапана со стороны затвора,
Фиг.2 - поперечный разрез клапана,
Фиг.3 - вид уплотнения клапана с утопаемым кольцом,
Фиг.4 - вид шарнирного соединения оси затвора с корпусом клапана.
Клапан обратный, содержит корпус 1, в центральной части которого выполнено проходное отверстие с седлом, затвор 2 с плоской рабочей поверхностью, жестко соединенный с осью 3, шарнирно установленной в корпус, и упор затвора 6, причем седло клапана выполнено в виде паза с установленным в него уплотняющим упругим кольцом 5, конструкция которого обеспечивает его утопание в паз при больших усилиях со стороны затвора, например резиновое кольцо трехлепескового сечения, что обеспечивает минимальную деформацию резинового уплотнения, не вызывая его разрушения при достаточном усилии уплотнения.
Шарнирное отверстие для оси в корпусе выполнено в виде паза ширина которого равна, а длина больше диаметра оси 3 doc на величину погрешности размера от центра оси до рабочей поверхности затвора 2, причем длинная сторона паза расположена перпендикулярно рабочей плоскости затвора, что обеспечивает плотное прилегание рабочей поверхности к уплотнению 5, в тоже время снижает износ препятствуя перемещению затвора вдоль рабочей поверхности.
Входная кромка и кромка седла отверстия в корпусе 1 выполнены радиусными, что обеспечивает минимальное сопротивление потоку, проходящему через клапан.
Конструкция затвора 2 выполнена таким образом, что вектор силы тяжести смещен относительно центра оси 3, что обеспечивает плотное прилегание его рабочей поверхности при нулевых перепадах давления.
Затвор содержит упор 6, выполненный в виде выступающего над его поверхностью упругого стержня, например резинового, со сферической упорной поверхностью, что обеспечивает ограничение максимального открытия и снижение ударных нагрузок при открывании клапана.
Клапан работает следующим образом. При отсутствии разности давления рабочей среды до и после клапана затвор 2 за счет момента, создаваемого его силой тяжести, смещенной относительно оси вращения в сторону от рабочей плоскости, плотно прилегает своей рабочей поверхностью к уплотнению 5 седла. Плотность прилегания на зависит от погрешности размера от центра оси до рабочей поверхности затвора 2, так как ось 3 имеет возможность перемещения в шарнире перпендикулярно рабочей поверхности, за счет паза. Кроме того, форма паза не позволяет смещаться затвору вдоль рабочей поверхности, обеспечивая снижение износа сопрягаемых поверхностей. При возрастании давления обратного потока сила прижатия затвора к уплотнению 5 возрастает, обеспечивая герметичность стыка и препятствуя обратному потоку жидкости. При большой разности давления сила прижатия затвора достигает больших значений, при этом уплотнение 5 утопает в паз не вызывая больших деформаций материала уплотнения и его разрушения.
При превышении давления прямого потока над обратным происходит открытие клапана, за счет поворота затвора 2, обеспечивая течение рабочей среды. Для снижения сопротивления потоку через клапан, кромки входного канала и седла выполнены радиусными. Возрастание расхода прямого потока приводит к увеличению угла поворота затвора, который ограничивается упором 6 со сферической упорной поверхностью, выполненным из упругого материала, обеспечивающего снижение ударных нагрузок при открывании клапана.
Таким образом, заявляемая полезная модель имеет преимущества перед известными обратными клапанами, а именно, простую и технологичную конструкцию, обладающую повышенной надежностью. Помимо этого, за счет радиусных входов и выходов при работе клапана создается минимальное сопротивление потоку, что снижает потери энергии на перекачку среды.
Источники информации
1. Патент на полезную модель №88414, МПК F 16/03 Обратный клапан. / В.В. Котенков, О.Н. Полетаев, А.Ф. Грехов, И.А. Осетров. Опубл. 10.11.2009, БИ №31.
2. Патент на полезную модель №105391, МПК F16K 15/03. Клапан обратный газовый (варианты). / А.В. Бутаков, В.В. Кудряшов. Опубл. 10.06.2011.