ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫЙ КЛАПАН НЕПРЯМОГО ДЕЙСТВИЯ
SAFETY VALVE OF INDIRECT ACTION

Изобретение относится к области машиностроительной гидравлики, в частности к предохранительным устройствам гидравлических систем транспортных средств и механизмов, и служит для предохранения систем в месте их установки от повышенных давлений.
Известен регулятор давления, содержащий корпус с проходным каналом с калиброванным гнездом и установленным в нем посредством зажимного кольца седлом, запорный орган с пружиной и шариком, расположенным с возможностью взаимодействия с седлом, регулировочный винт с пружиной конической формы и маховиком с фиксатором, кольцевые уплотнения. В средней части регулировочного винта один над другой выполнены опорный уступ и кольцевая проточка, а резьбовой участок выполнен в его нижней части, причем длина резьбового участка регулировочного винта не превышает величину сжатия конической пружины, половины верхнего и нижнего витков которой выполнены соответственно по большему и меньшему радиусам, а остальная часть - по спирали Архимеда. Нижний виток установлен на опорном уступе, а верхний - в кольцевой проточке на внутренней поверхности корпуса. Запорный орган выполнен в виде цилиндра состоящего из трех участков различного диаметра (патент №RU42615, МПК F16K 17/04, опубл. 10.12.2004 г.).
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому техническому решению является предохранительный клапан для гидравлического устройства, содержащий проходной клапан (затвор), который сопряжен с возможностью отсоединения со вспомогательным клапаном (седло второй ступени), проходной клапан перемещается относительно вспомогательного клапана, золотник проходного клапана, расположенный в проходном клапане и имеющий, по меньшей мере, один внутренний канал, золотник вспомогательного клапана, расположенный во вспомогательном клапане и имеющий, по меньшей мере, один внутренний канал, и соединенный с золотником проходного клапана, для обеспечения сообщения рабочей жидкости из первой полости во вторую полость и для измерения расхода рабочей жидкости из первой области во вторую область, пружину смещения, взаимодействующую со вспомогательным клапаном и золотником вспомогательного клапана, чтобы смещать вспомогательный золотник от вспомогательного клапана, корпус клапана с центральной полостью, в которой расположены проходной клапан, частично вспомогательный клапан, причем указанный корпус клапана имеет вход и выход, гидравлически соединенные с резервуаром, вход корпуса расположен рядом с первой полостью, вторая полость находится внутри корпуса, расположенной между проходным и вспомогательным клапанами, проходной клапан подвижно контактирует с седлом корпуса проходного клапана, проходной золотник перемещается внутри проходного клапана, предотвращая сообщение жидкости между первой и второй полостями, проходной клапан перемещается в осевом направлении внутри корпуса клапана и отключает седло корпуса, обеспечивая сообщение жидкости от входа к выпускному отверстию. Золотник вспомогательного клапана разъемно контактирует со вспомогательным шариком, который отключает седло вспомогательного клапана для направления давления во второй области в резервуар. Предохранительный клапан содержит шестигранную заглушку, имеющую полость, которая принимает корпус клапана и содержит контрольный шарик, между контрольным шариком и вспомогательным золотником предусмотрена третья полость, в полости шестигранной заглушки размещена смещающая пружина, приводящая в действие держатель вспомогательного шарика, который смещает вспомогательный шарик относительно седла вспомогательного клапана (патент №US8360096, MПК F16K 31/122, опубл. 29.01.2013 г.).
Конструкции известных технических решений не обеспечивают достаточную герметичность предохранительного клапана непрямого действия из-за смещения затвора первой ступени от седла первой ступени, т.к. при наличии давления рабочей жидкости в радиальной полости клапана большего, чем давление в осевой полости, за счет наличия разности давлений на поверхности затвора на затвор действует сила, смещающая его от седла и сообщающая радиальную полость с осевой. Тем самым герметичность клапана в данном случае не обеспечивается.
Поставлена задача повысить эксплуатационные качества предохранительного клапана непрямого действия.
Технический результат совпадает с поставленной задачей и достигается за счет того, что в предохранительном клапане непрямого действия, содержащем гидрораспределительный корпус, выполненный с проходным каналом, радиальными отверстиями и седлом первой ступени, размещенные в гидрораспределительном корпусе затвор первой ступени, седло второй ступени и расположенную между ними пружину, корпус с проходным каналом, один конец которого разъемно соединен с гидрораспределительным корпусом, а другой конец закрыт регулировочным винтом, размещенные в корпусе пружину регулировочного винта, шарик и затвор второй ступени, затвор первой ступени выполнен с седлом, с размещенным в нем шариком, перемещение которого ограничено перфорированным диском, и радиальным отверстием, в котором размещено дополнительное седло с шариком, между корпусом и гидрораспределительным корпусом выполнен канал, а между корпусом и затвором второй ступени установлен цилиндр с радиальными отверстиями.
Диаметр шарика меньше диаметра осевой полости затвора первой ступени.
Выполнение затвора первой ступени с седлом, с размещенным в нем шариком, перемещение которого ограничено перфорированным диском, и радиальным отверстием, в котором размещено дополнительное седло с шариком, позволило создать систему обратных клапанов, что обеспечивает поджатие затвора первой ступени к седлу первой ступени, тем самым обеспечить повышенную герметичность при воздействии давления жидкости, как в прямом (при давлениях ниже настроечного), так и в обратном направлении. Выполнение канала между корпусом и гидрораспределительным корпусом, и установка цилиндра с радиальными отверстиями между корпусом и затвором второй ступени позволило обеспечить подвод жидкости из полости корпуса в радиальную полость клапана.
Все вышеперечисленные признаки в совокупности позволили повысить эксплуатационные качества предохранительного клапана непрямого действия, таким образом, технический результат достигнут.
Анализ известных технических решений в данной области техники показал, что заявляемое техническое решение имеет признаки, которые отсутствуют в аналогах, а их использование в заявляемой совокупности существенных признаков позволяет получить новый технический результат. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует условиям патентоспособности изобретения «новизна» и «изобретательский уровень».
Заявляемое техническое решение поясняется чертежами:
фиг. 1 - предохранительный клапан непрямого действия в разрезе;
фиг. 2 - вид А на фиг. 1.
Предохранительный клапан непрямого действия содержит гидрораспределительный корпус 1, выполненный цилиндрическим с центральным сквозным отверстием, образующим проходной канал и осевую полость 2 клапана. Сквозное отверстие выполнено ступенчатым с образованием седла 3 первой ступени. Гидрораспределительный корпус 1 выполнен с радиальными отверстиями 4, образующими радиальную полость 5 клапана. На наружной поверхности гидрораспределительного корпуса 1 выполнена резьба и кольцевая канавка 6 под уплотнители. В гидрораспределительном корпусе 1 размещены затвор 7 первой ступени, седло 8 второй ступени и пружина 9, расположенная между ними. Затвор 7 первой ступени выполнен цилиндрическим с центральным сквозным ступенчатым отверстием, образующим осевую полость 10 затвора 7 первой ступени. Осевая полость 10 затвора 7 выполнена с седлом 11, с размещенным в нем шариком 12. Перемещение шарика 12 в осевой полости 10 ограничено перфорированным диском 13, установленным в осевой полости 10. Диаметр шарика 12 меньше диаметра осевой полости 10 затвора 7 первой ступени. Затвор 7 первой ступени выполнен с радиальным отверстием 14, в котором размещено дополнительное седло 15 с шариком 16. Седло 15 установлено в отверстие 14 по резьбе с герметиком. Отверстие 14 выполнено глухим, дно которого выполнено перфорированным с, не менее, двумя отверстиями «а». Сообщение осевой полости 10 с полостью отверстия 14 осуществляется посредством отверстий «а». На наружной поверхности затвора 7 выполнена кольцевая канавка 17 под уплотнительное кольцо.
Седло 8 второй ступени выполнено с центральным сквозным ступенчатым отверстием, с образованием осевой полости 18. Между затвором 7 и седлом 8 установлена пружина 9, которая частично расположена в отверстии затвора 7 и поджимает перфорированный диск 13. Наружная поверхность седла 8 выполнена с кольцевой канавкой 19 под уплотнительное кольцо.
Гидрораспределительный корпус 1 резьбовым соединением соединен с корпусом 20. Корпус 20 выполнен цилиндрическим с проходным каналом, с образованием полости 21. Другой конец корпуса 20 закрыт регулировочным винтом 22. В корпусе 20 размещены пружина 23 регулировочного винта 22, шарик 24 и затвор 25 второй ступени. Шарик 24 расположен между седлом 8 и затвором 25 второй ступени и размещен по посадке с натягом в выемке затвора 25 второй ступени. Внутренняя поверхность корпуса 20 выполнена ступенчатой с образованием опорной поверхности. Между корпусом 20 и затвором 25 второй ступени установлен цилиндр 26 с радиальными отверстиями 27. Цилиндр 26 ограничивает седло 8 от перемещения в осевом направлении. Между корпусом 20 и гидрораспределительным корпусом 1 выполнен канал 28 для сообщения полости 21 с радиальной полостью 5 клапана. Регулирование поджатая пружины 23 осуществляется с помощью завинчивания регулировочного винта 22, положение винта 22 фиксируется контргайкой 29.
Предохранительный клапан непрямого действия работает следующим образом.
В нормальном положении предохранительного клапана (при наличии давления в осевой полости 2 превышающего давление в радиальной полости 5) полость 2 сообщается с осевой полостью 10 затвора 7 и полостью 18 седла 8. Затвор 7 первой ступени прижат к седлу 3 первой ступени силой упругости пружины 9, а также разностью осевых сил давления жидкости в полостях 2 и 5 на поверхности затвора 7. При формировании давлением жидкости в полости 2 силы на шарик 24 затвора второй ступени 25, превышающей силу упругости пружины 23 второй ступени происходит сжатие пружины 23 второй ступени и смещение шарика 24 вместе с затвором 25 второй ступени, жидкость поступает из полости 2 в полость 21 и далее через отверстия 27 в цилиндре 26 и канал 28 в радиальную полость 5 клапана. Движение жидкости через входное отверстие в затворе 7 первой ступени вызывает перепад давления на нем и как следствие формирование осевой силы на затвор 7, отжимающей его от седла 3 первой ступени. В результате смещения затвора 7 первой ступени от седла 3 первой ступени происходит сообщение полостей 2 и 5 посредством образованного кольцевого зазора. Последующее снижение давления в полостях 2, 10 и 18 приводит к поджатию шарика 24 к седлу 8 второй ступени. В результате чего течение жидкости через осевое отверстие в затворе 7 прекращается, перепад давления на данном отверстии становится равным нулю и затвор 7 под действием усилия пружины 9 прижимается к седлу 3 первой ступени, клапан закрывается. При этом превышение давления в полости 2 над давлением в полости 5 приводит к поджатию шарика 16 к седлу 15, установленному в затворе 7 по резьбе с герметиком.
При превышении давления жидкости в полости 5 над давлением в полости 2 шарик 16 отжимается от седла 15, жидкость поступает в полость 10 через отверстия «а» на дне отверстия 14, а шарик 12 поджимается к седлу
11 затвора 7 первой ступени, герметизируя полость 5 от полости 2. При этом перемещение шарика 16 ограничено перфорированным дном отверстия 14. Разница давлений в полости 2 и полости 5 формирует усилие, поджимающее затвор 7 первой ступени к седлу 3 первой ступени. Тем самым герметизируя предохранительный клапан.
Внешняя герметичность и дополнительно внутренняя герметичность предохранительного клапана обеспечивается системой резиновых уплотнений.
Предохранительный клапан выполнен в ввертном исполнении, что позволяет устанавливать его в корпус с соответствующими каналами.
Заявляемое техническое решение позволяет повысить эксплуатационные качества предохранительного клапана непрямого действия.
Заявляемый предохранительный клапан непрямого действия может быть изготовлен на стандартном оборудовании из современных материалов с использованием современных технологий.