Обратный клапан

Полезная модель относится к гидравлическим предохранительным устройствам и может быть использована для предотвращения перетекания жидкости из полости высокого в полость низкого давления при быстропротекающих процессах, например при аварийных внешних воздействиях.
Известен обратный клапан, содержащий корпус с жесткими уплотнительными участками, поворотного органа и седла. Жесткие уплотнительные участки корпуса выполнены в виде расположенных по периферии двусторонних конусных выступов. Малые основания конусов направлены в противоположные стороны. Запорный орган представляет собой круглый эластичный диск, состоящий из периферийного и центрального участков. Периферийный участок выполнен в виде кольца. Профиль кольца в продольном сечении имеет вид прямоугольного треугольника с  обращенной к центру гипотенузой. Центральный участок выполнен в виде сегмента шара, армированный со стороны основания металлической пластинкой. Периферийный участок плавно соединен с центральным перемычкой ограниченной ширины. Толщина перемычки уменьшается от оси ее симметрии к краю. Корпус на внутренней поверхности со стороны входа жидкости снабжен расточкой. Форма расточки адекватна продольному сечению периферийного участка. Седло выполнено ступенчатым с диффузорным участком на входе (патент Российской Федерации на изобретение №2244864, МПК F16K 15/14, 20.01.2005).
Недостатками данного обратного клапана являются сложность конструкции. Боковые перемещения запорного органа могут привести к негерметичному закрытию клапана из-за несовпадения отпечатка на эластичном элементе с седлом.
Известен обратный клапан, содержащий корпус клапана, затвор и каналы гидравлической связи. Затвор закреплен на оси и выполнен в виде гибкого эластичного кольца. Внутри корпуса клапана выполнены: на торце кольцевой паз для взаимодействия с кольцевым выступом гибкого эластичного затвора, а на внутреннем диаметре - выточка. В последней установлен стабилизатор с конической поверхностью и каналами гидравлической связи. Стабилизатор взаимодействует с одной стороны с затвором, а с противоположной стороны через предохранительное упругое уплотнительное кольцо с торцевой поверхностью соединения (Патент Российской Федерации на изобретение №2250406, МПК F16K 15/14, 20.04.2005). Данное техническое решение принято в качестве прототипа.
В описании прототипа представлена конструкция обратного клапана, содержащего корпус с отверстием, крышку с отверстием и эластичный затвор, расположенный между отверстием корпуса и отверстием крышки. Однако необходимость установки эластичного затвора в кольцевые пазы конструкции клапана и наличие стабилизатора, предотвращающего выход эластичного затвора из кольцевых пазов и служащего ограничителем эластичного затвора, усложняет конструкцию обратного клапана в целом и увеличивает трудоемкость его изготовления, что ограничивает область применения.
Задачей полезной модели является создание обратного клапана, выполненного в виде простого устройства с исполнительным элементом в виде эластичного затвора с возможностью свободного плоскопараллельного перемещения между отверстием корпуса и отверстием крышки, что позволяет упростить конструкцию обратного клапана и расширить область его применения.
Техническим результатом является упрощение конструкции обратного клапана за счет выполнения исполнительного элемента в виде эластичного затвора с возможностью его свободного плоскопараллельного перемещения между отверстием корпуса и отверстием крышки, обусловленного отсутствием его закрепления.
Технический результат достигается тем, что обратный клапан содержит корпус с отверстием, крышку с отверстием и эластичный затвор, расположенный между отверстием корпуса и отверстием крышки, эластичный затвор выполнен в виде плоского элемента круглой формы, усеченного по хордам, с возможностью свободного плоскопараллельного перемещения между отверстием корпуса и отверстием крышки.
Сущность полезной модели поясняется чертежами.
На фиг. 1 представлен обратный клапан в разрезе, где
1 – корпус;
2 – крышка;
3 –эластичный затвор.
На фиг. 2 показано положение эластичного затвора 3 при прямом и обратном токе жидкости.
Обратный клапан содержит металлический корпус 1 с отверстием Б, металлическую крышку 2, зафиксированную в корпусе, например, посредством сварки, пайки или вклеивания и эластичный затвор 3, выполненный, например, из фторопластовой пленки или резины средней твердости.
Внутренняя поверхность Д корпуса 1 выполняет роль седла (опорная поверхность) для эластичного затвора 3. Размер Е между поверхностью корпуса Д и поверхностью крышки 2 подбирают в каждом конкретном случае таким образом, чтобы эластичный затвор 3 имел возможность перемещаться плоскопараллельно, т.е. не меняя площади своей проекции. Свободное перемещение эластичного затвора 3 обусловлено отсутствием его закрепления внутри, между отверстием Б корпуса 1 и отверстием В крышки 2. Эластичный затвор 3 представляет собой плоский элемент круглой формы, усеченный по хордам (фиг. 1). Круглая форма эластичного затвора позволяет упростить конструкцию обратного клапана в целом, в то время как усечения по хордам образуют периферийные зоны для перетекания жидкости из полости низкого давления (со стороны отверстия В) в полость высокого давления (в сторону отверстия В).
При установке такого обратного клапана в изделие, обратный клапан разделяет объем изделия на две полости, между которыми и осуществляется перетекание жидкости. Для установки обратного клапана в изделие используется посадочный диаметр Г (фиг. 1). При этом возможно использование уплотнительных колец, переходных деталей, а также сварка, пайка и другие технологические методы соединения обратного клапана и гидравлических систем.
Обратный клапан работает следующим образом.
Под действием тока жидкости со стороны отверстия В (на вход обратного клапана) в направление отверстия Б (на выход обратного клапана) эластичный затвор отходит от стенки крышки 2 и ложится на поверхность Д корпуса 1 таким образом, что из-за наличия зазоров между эластичным затвором 3 и отверстием Б корпуса жидкость может свободно перетекать на выход обратного клапана (через отверстие Б).
При аварийном воздействии ток жидкости со стороны отверстия В в направление отверстия Б резко прекращается, и на выходе обратного клапана образуется избыточное давление (полость высокого давления), которое сдвигает эластичный затвор 3 к запирающей крышке 2, перекрывая отверстие В и предотвращая перетекание через него жидкости (в полость низкого давления).