ОБРАТНЫЙ КЛАПАН НАСОСА С ДЕМПФЕРОМ

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к гидромашиностроению, к насосам для перекачивания жидкостей, а именно к устройству обратного клапана, в котором для продления срока службы используется демпфер.
Обратный клапан насоса с демпфером полезно использовать в насосах, предназначенных для случаев работы на высокой частоте.
Демпфер защищает корпус клапана от разрушения при ударах, полученных в результате критических по величине ускорений шара или тарелки и их суммарной цикличности.
Уровень техники
Практика применения демпферных систем довольно хорошо освещена в насосостроении. Однако упущена из внимания проблема срока службы работы обратного клапана, особенно при проявлении пиковых нагрузок.
Известен гидропульсационный мембранный насос (№2136962), включающий клапаны перекачных секций, имеющих седла с демпферами.
Данная конструкция указывает на известность применения демпфера, но в подобном исполнении решения, применительно к обратным клапанам использование демпферной прокладки по окружности соприкосновения запирающего устройства (тарелки клапана) с выступом посадочного места клапана, не позволит выполнить ее в достаточном ресурсном качестве для продолжительной работы при интенсивных нагрузках.
В заявляемом решении используется цилиндрический демпфер, устанавливаемый не на запирающий элемент (тарелку клапана), а в дно корпуса в виде цилиндра, поскольку главной проблемой является разрушение корпуса, когда запирающий элемент, ударяясь о посадочное место корпуса, разбивает его в слабых местах - ножках.
Технической проблемой, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является увеличение срока эксплуатационной надежности обратного клапана, а именно его корпуса.
Раскрытие полезной модели
Технический результат, получаемый при осуществлении полезной модели, заключается в повышении надежности работы обратного клапана и увеличение его ресурса.
Технический результат в отношении надежности работы обратного клапана и увеличение его ресурса достигается тем, что обратный клапан насоса с демпфером, содержит корпус 1, дно 2 с ножками 3 и отверстиями между ними 4, включающий посадочное место запирающего элемента 5, запирающий элемент 6, пружину 7, седло 8, рабочее отверстие 9, при этом на дно корпуса установлен демпфер из эластичного материала 10, который выступает поверх посадочного места запирающего элемента.
Краткое описание чертежей
Полезная модель поясняется фотографиями, где
на фиг. 1 – в общем виде представлены комплектующие устройства;
на фиг. 2 указано положение установленного демпфера;
на фиг. 3 указано положение седла на посадочном месте запирающего устройства;
на фиг. 4 представлен корпус по линии разрыва.
Осуществление полезной модели
Обратный клапан насоса содержит корпус 1 с дном 2, ножками 3 и отверстиями между ними 4, включающий посадочное место запирающего элемента 5, запирающий элемент 6, пружину 7, седло 8, рабочее отверстие 9, при этом на дно корпуса установлен демпфер из эластичного материала 10, который выступает поверх посадочного места запирающего элемента.
Использование обратного клапана насоса происходит следующим образом.
В качестве примера рассматривается работа входного обратного клапана насоса, в котором жидкость через рабочее отверстие 9 поступает в корпус 1, далее при движении запирающего элемента 6 к верхней амплитуде перетекает в следующую зону насоса через отверстия 4.
По центру дна 2 корпуса 1, путем разъемного соединения фиксируется демпфер 10 из эластичного материала. Разъемное соединение может быть выполнено, в частности, резьбовым или вставным.
Пружина 7 обеспечивает принудительную посадку запирающего элемента 6 в седло 8.
Запирающий элемент 6 может быть выполнен в частности в виде тарелки или шара. При использовании шара, окружность посадочного места запирающего элемента 5 по диаметру корпуса может быть меньшей.
Практика использования насосов показывает, что при значительных перепадах давлений и значительных скоростях потока жидкости, запирающий элемент 6 (тарелка или шар) ударяется о посадочное место запирающего элемента 5 с силой F=m⋅V².
При такой силе удара корпус 1 выходит из строя путем разрыва по линии соприкосновения запирающего элемента 6 с посадочным местом запирающего элемента 5 и верхней части ножек 3 (фиг. 4).
В настоящем решении данная проблема устраняется путем установки на дно 2 корпуса 1, демпфера из эластичного материала 10, выполненного, например, из каучука, резины, который выступает поверх границы плоскости посадочного места запирающего элемента 5 на 1 - 3 мм.
В этом случае, при интенсивных нагрузках работы насоса и высокой частоте перемещения запирающего элемента 6 (тарелка или шар) в своей верхней амплитуде ударяется о демпфер из эластичного материала 10, который поглощает кинетическую энергию удара и уменьшает его разрушительную силу, тем самым увеличивая пробег клапана и интервал между техническим обслуживанием.
Предложенная конструкция при этом содержит еще одно преимущество, поскольку установка демпфера из эластичного материала 10 на дно 2 корпуса 1 выполнена разъемным соединением, при техническом обслуживании это позволяет легко разобрать устройство, провести замену демпфера из эластичного материала и собрать устройство обратно.
Применение демпфера позволяет также увеличить срок службы запирающего элемента 6, что также сокращает расходы на обслуживание, на замену клапана, так как на замену демпфера из эластичного материала требуется меньше материальных и временных ресурсов, чем на замену тарелки или корпуса.
На практических примерах использования настоящего решения были произведены замеры ресурса работы в условиях интенсивных нагрузок насоса.
Максимальная наработка на отказ корпуса без применения демпфера из эластичного материала составила - 1290 ч (средняя 1159 ч).
Максимальная наработка корпуса с применением демпфера из эластичного материала в равных условиях использования составила - 4343 ч.
Наработка до профилактической замены в связи с износом ножек корпуса  установлена в пределах – 3178 ч.
Таким образом, применение в обратном клапане насоса демпфера из эластичного материала подтверждает решение обозначенной проблемы и достижение технического результата, что продлевает срок службы устройства в целом и его отдельных элементов более чем в два раза.