RU213157U1 - Обратный клапан - Google Patents

Abstract

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. Обратный клапан содержит корпус, два штуцера, в каждом из которых выполнено отверстие, запорный элемент, расположенный между отверстиями штуцеров с возможностью свободного перемещения между ними. Одно из отверстий дополнительно содержит паз прямоугольной формы, образующий периферийные зоны для перетекания жидкости на выход обратного клапана. Запорный элемент выполнен пустотелым, в виде сферического каркаса, покрытого эластичным слоем. Техническим результатом является повышение быстродействия обратного клапана. 4 ил.

Description

Полезная модель относится к быстродействующим гидравлическим предохранительным устройствам и может быть использована для высокочувствительных систем с предотвращением перетекания жидкости из полости высокого в полость низкого давления.

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 и 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 № 2244864, МПК F16K 15/14, 20.01.2005.

Несмотря на малую инерционность запорного элемента – диска недостатками данного обратного клапана являются сложность конструктивной реализации. Кроме того, боковые перемещения запорного элемента могут привести к негерметичному закрытию клапана из-за несовпадения отпечатка на эластичном элементе с седлом, что снижает эффективность обратного клапана.

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 № 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 запорный элемент – эластичный затвор, расположенный между отверстием корпуса и отверстием крышки. При этом 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. Форма затвора, представляющего собой гибкое эластичное кольцо, не предполагает использования устройства в быстродействующих системах гидравлического предохранения, поскольку кольцевая площадь поверхности затвора оказывает существенные сопротивления потокам жидкости в силу невысоких свойств обтекаемости.

Задачей полезной модели является создание обратного клапана, обладающего высоким быстродействием и, соответственно, высокой чувствительностью к изменению направления потоков за счет использования свойств запорного элемента.

Техническим результатом является повышение быстродействия обратного клапана.

Технический результат достигается тем, что обратный клапан содержит корпус, два штуцера, в каждом из которых выполнено отверстие, запорный элемент, расположенный между отверстиями штуцеров с возможностью свободного перемещения между ними, при этом одно из отверстий дополнительно содержит паз прямоугольной формы, образующий периферийные зоны для перетекания жидкости на выход обратного клапана, запорный элемент выполнен пустотелым, в виде сферического каркаса, покрытого эластичным слоем.

Сущность полезной модели поясняется чертежами.

На фиг. 1 схематично представлен обратный клапан в разрезе, где:

1 – корпус;

2, 3 – штуцеры;

4 – запорный элемент.

На фиг. 2 схематично показан запорный элемент в разрезе, где:

5 – сферический каркас;

6 – эластичный слой.

На фиг. 3 схематично показано положение запорного элемента 4 при прямом и обратном токе жидкости.

На фиг. 4 схематично показано отверстие штуцера 2 в аксонометрической проекции с пазом А, посредством которого формируют периферийные зоны для свободного перетекания жидкости из полости низкого давления P₂ (со стороны отверстия В) в полость высокого давления P₁ (в сторону отверстия Б).

Обратный клапан содержит металлический корпус 1, на котором закреплены штуцеры 2 и 3 для восприятия давления жидкости P₁ и P₂, соответственно, и запорный элемент 4 сферической формы (фиг. 1).

Внутренняя опорная поверхность Д каждого из штуцеров выполняет роль седла (опорная поверхность) для запорного элемента 4. Размер Е между опорными поверхностями Д подбирают в каждом конкретном случае таким образом, чтобы запорный элемент 4 имел возможность свободно перемещаться внутри полости, образованной корпусом и штуцерами. Свободное перемещение и высокие свойства обтекаемости запорного элемента 4 обусловлено его сферической формой и отсутствием его закрепления внутри, между отверстием Б штуцера 2 и отверстием В штуцера 3.

Для малой инерционности запорного элемента 4, высокого быстродействия обратного клапана и, соответственно, высокой чувствительности к изменению направления потоков, запорный элемент выполнен пустотелым, в виде сферического каркаса 5, покрытого эластичным слоем 6 (фиг. 2). Сферический каркас 5, выполненный, например, их прочного и легкого композитного материала, обеспечивает сохранность формы запорного элемента в случаях воздействия значительных давлений. Эластичный слой 6, выполненный, например, из силиконовой резиновой смеси, обеспечивает плотное прилегание запорного элемента 4 к внутренним опорным поверхностям Д каждого из штуцеров.

Толщину эластичного слоя 6, сферического каркаса 5 запорного элемента, а также другие конструктивные особенности внутренней полости, образованной корпусом и штуцерами, подбирают исходя из значений давлений P₁ и P₂, а также требуемой скорости перетекания жидкости из полости низкого давления P₂ в полость высокого давления P₁ в каждом конкретном случае применения.

При установке данного обратного клапана в гидравлическую систему, обратный клапан разделяет ее объем на две полости, между которыми и осуществляется перетекание жидкости (фиг. 3).

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) запорный элемент 4 отходит от опорной поверхности Д штуцера 3 и ложится на опорную поверхность Д штуцера 2 таким образом, что из-за наличия зазоров, образованных пазом А, между эластичным затвором 4 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 направлении отверстия Б резко прекращается и на выходе обратного клапана образуется избыточное давление (полость высокого давления P₁), которое сдвигает запорный элемент 4 к опорной поверхности Д штуцера 3, перекрывая отверстие В и предотвращая перетекание через него жидкости (в полость низкого давления P₂).

Благодаря использованию сферического каркаса, покрытого эластичным слоем, запорный элемент, обладающий малой инерционностью, обеспечивает повышенное быстродействие обратного клапана.

Claims (1)

1. Обратный клапан, содержащий корпус, два штуцера, в каждом из которых выполнено отверстие, запорный элемент, расположенный между отверстиями штуцеров с возможностью свободного перемещения между ними, при этом одно из отверстий дополнительно содержит паз прямоугольной формы, образующий периферийные зоны для перетекания жидкости на выход обратного клапана, отличающийся тем, что запорный элемент выполнен пустотелым, в виде сферического каркаса, покрытого эластичным слоем.

Images