Клапан ограничения давления

 

Использование: в гидропневмоавтоматике. Сущность изобретения: шаровой запорный орган нагружен пружиной через опорную тарель. Стопорный элемент выполнен в виде расположенных в плоскости, перпендикулярной направлению открытия запорного органа, трех шариков. В тарели выполнена осевая расточка и с ней размещен стопорный элемент, между которым и дном расточки установлен опорный шаровой элемент. 2 ил.

Изобретение относится к гидропневмоатоматике и может быть использовано в клапанах ограничения давления.

Известен шариковый предохранительный клапан, содержащий корпус с седлом, в которое установлен подпружиненный запорный шарик, снабженный направляющей.

В данном клапане, благодаря наличию направляющей, устраняется вибрация запорного шарика в радиальном направлении. Однако, из-за несоосности поверхности направляющей втулки и седла, которая неизбежно бывает при изготовлении, невозможно получить полное прилегание шарика к седлу, и, следовательно обеспечить герметичность.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является клапан ограничения давления с непосредственным регулированием, содержащий корпус с седлом, запорный элемент, выполненный в виде шарика, три стопорных шарика, расположенных в расточке корпуса в плоскости, перпендикулярной к направлению открытия клапана и взаимодействующих с одной стороны с запорным шариком, а с другой - с направляющей втулкой пружины.

В такой конструкции запорный шарик зафиксирован от перемещений в радиальном направлении стопорными шариками и полностью прилегает к седлу.

Недостатком известного клапана является снижение точности и долговечности, особенно по мере увеличения ограничиваемого давления жидкости или газа из-за трения скольжения между стопорными шариками и корпусом, возникающего при срабатывании клапана. Недолговечность вызвана износом трущихся поверхностей, а неточность - гистерезисом давления открытия и закрытия клапана, т. к. сила трения направлена противоположно к направлению движения шариков.

Данное изобретение решает задачу повышения долговечности клапана и точности поддерживаемого давления жидкости или газа.

Для решения указанной задачи в клапане ограничения давления, содержащем корпус, шаровой запорный орган, нагруженный пружиной через опорную тарель, стопорный элемент, выполненный в виде расположенных в плоскости, перпендикулярной направлению открытия запорного органа по крайней мере трех шариков, согласно изобретения в опорной тарели выполнена осевая расточка и в ней размещен указанный стопорный элемент, а между последним и дном расточки установлен опорный шаровой элемент.

При такой конструкции клапана при его срабатывании стопорные шарики остаются неподвижными относительно контактирующих с ними поверхностей деталей, что исключает трение скольжения между шариками и корпусом.

На фиг. 1 представлен пример конкретного выполнения клапана ограничения давления (осевой разрез); на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Клапан ограничения давления содержит корпус 1, имеющий отверстие нагнетания 2 с седлом 3 и отверстие слива 4.

В корпусе 1 установлен с прецизионным зазором золотник 5, являющийся опорой для нагруженной пружины 6. С другой стороны, в осевой расточке 7 золотника 5 расположены опорный шарик 8 и три стопорных шарика 9, находящихся в плоскости, перпендикулярной направлению открытия клапана, и передающие усилие от золотника 5 на запорный шарик 10, размещенный между стопорными шариками 9 и седлом 3 отверстия нагнетания 2. Под действием пружины 6 все шарики самоустанавливаются таким образом: опорный шарик 8 поджат золотником 5 к стопорным шарикам 9; стопорные шарики 9 прижаты к цилиндрической поверхности расточки 7 золотника 5 и к запорному шарику 10; запорный шарик 10, опираясь на три точки стопорных шариков, плотно прилегает к седлу 3 отверстия нагнетания 2.

В золотнике 5 имеется жиклерное отверстие 11, соединяющее глухую полость 12 с полостью 13, расположенной по другую сторону золотника и связанной отверстием 4 со сливом.

Отверстие 11 предназначено для демпфирования осевого перемещения золотника 5, а значит и запорного шарика 10, при этом степень демпфирования зависит от размера отверстия 11.

Клапан ограничения давления работает следующим образом. Исходное положение: запорный шарик 10 поджат к седлу 3 отверстия нагнетания 2.

При возрастании давления в отверстие 2 до усилия на шарик 10, превышающего усилие затяжки пружины 6, запорный шарик 5 отрывается от седла 3, и через образующую кольцевую щель рабочая жидкость перепускается из отверстия 2 в слив через отверстие 4. Когда давление в отверстии 2 упадет до величины, меньше отрегулированной (т. е. меньше усилия затяжки пружины), золотник 5 совместно с шариками 8, 9, 10 переместится в обратном направлении и запорный шарик 10 плотно ляжет на седло 3, герметично разделив полости нагнетания и слива. Скорость движения клапана зависит от диаметра отверстия 11 в золотнике, демпфирующего осевое перемещение клапана.

Таким образом, использование предложенного устройства позволяет увеличить долговечность и точность клапана ограничения давления путем уменьшения трения скольжения при срабатывании клапана. (56) Башта Т. М. Гидравлические приводы летательных аппаратов М. : Машиностроение, 1967, с. 249, рис. 186.

Патент Японии N 45109-61, кл. F 16 K 17/04, 1986.

Формула изобретения

КЛАПАН ОГРАНИЧЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ, содержащий корпус, шаровой запорный орган, нагруженный пружиной через опорную тарель, и стопорный элемент, выполненный в виде расположенных в плоскости, перпендикулярной направлению открытия запорного органа, по крайней мере трех шариков, отличающийся тем, что в опорной тарели выполнена осевая расточка и в ней размещен указанный стопорный элемент, а между последним и дном расточки установлен опорный шаровой элемент.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2