Обратный клапан с составной эластичной мембраной

 

Изобретение относится к механике, в частности к конструкциям обратных клапанов, и предназначено для пропуска жидких и газообразных рабочих сред. Обратный клапан содержит корпус с расположенными в нем диафрагмой с концентрично расположенными окнами для прохода рабочей среды и периферийной эластичной мембраной. Диафрагма установлена перпендикулярно оси трубопровода. Периферийная мембрана выполнена с лепестками для перекрытия окон диафрагмы при обратном направлении рабочей среды. В корпусе установлена центральная эластичная мембрана. Она концентрично расположена периферийной эластичной мембране и выполнена с лепестками для перекрытия окон. Диафрагма выполнена в виде опорного диска с окнами. Последние расположены в периферийной и центральной частях диафрагмы. Периферийная мембрана соединена с диафрагмой посредством обоймы по ее диаметру. Перекрывает своими лепестками окна периферийной части диафрагмы и открывает окна в направлении от центра. Центральная мембрана соединена в центре диафрагмы посредством заклепки с шайбой. Своими лепестками перекрывает окна центральной части диафрагмы и открывает окна в направлении к центру. При открытии окон диафрагмы лепестки мембран образуют кольцевой канал для прохода рабочей среды. Изобретение позволяет улучшить эксплуатационные характеристики клапана: снижает коэффициент сопротивления и повышает пропускную его способность. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к механике, в частности к конструкциям обратных клапанов преимущественно для пропуска жидких и газообразных сред. Кроме того, оно может быть применено в средствах защиты органов дыхания, например, в клапанной коробке противогаза.

Обратные клапаны широко используются в гидравлических и пневматических машинах. Они устанавливаются на водопроводах и всасывающих линиях насосных устройств и предназначены для пропуска жидкости или газа в одном направлении. Известны следующие конструкции обратных клапанов: с шарнирно-подвижным запорным элементом /с поворотным диском или с захлопкой/ [1, 2, 3, 4], с запорным элементом золотникового типа [5], шариковые, пружинные, с дроссельным отверстием [6, 7, 8, 9, 10], а также с седлом [11].

Основными недостатками указанных устройств является то, что они сложны и недостаточно надежны в эксплуатации.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является обратный клапан с составной эластичной мембраной, содержащий корпус, диафрагму с концентрично расположенными окнами для прохода рабочей среды, установленную перпендикулярно оси трубопровода, и эластичную мембрану, выполненную в виде лепестков для перекрытия окон при обратном направлении среды /патент США N 3807444, F 16 K 15/14, 1974 г./.

Недостатком известного клапана является то, что эффективность его работы недостаточна при малых скоростях подачи рабочей среды.

Задачей изобретения является упрощение конструкции клапана, а также улучшение эксплуатационных характеристик, в частности, снижение коэффициента сопротивления клапана и повышение его пропускной способности.

Сущность изобретения заключается в следующем. В корпусе установлена центральная эластичная мембрана с лепестками для перекрытия окон. Диафрагма выполнена в виде опорного диска с окнами, расположенными в ее периферийной и центральной частях. При этом периферийная мембрана соединена с диафрагмой с возможностью перекрытия лепестками окон периферийной части диафрагмы и открытия окон в направлении от центра, а центральная мембрана - с возможностью перекрытия лепестками окон центральной части диафрагмы и открытия окон в направлении к центру. В результате при открытии окон диафрагмы лепестками образован кольцевой канал, обеспечивающий свободный проход рабочей среды. Для создания более рациональной формы указанного канала окна диафрагмы симметричны, а отношение числа окон в периферийной части диафрагмы к их числу в центральной части равно двум. При этом ось симметрии каждого окна центральной части расположена по середине стыкового соединения окон периферийной части. В целом это обеспечивает снижение коэффициента сопротивления клапана и повышение его пропускной способности.

На фиг. 1, 2, 3 изображен обратный клапан с составной эластичной мембраной. Он состоит из цилиндрического корпуса 1, диафрагмы 2, двух эластичных мембран - периферийной 6 и центральной 7. Диафрагма 2 установлена перпендикулярно оси трубопровода и представляет собой опорный диск с концентрично расположенными в нем окнами для прохода рабочей среды. Окна диафрагмы симметричны и разделены между собой кромками на входе рабочей среды, а на выходе - контактными полосками для наложения лепестков. Отношение числа окон в периферийной части диафрагмы к их числу в центральной части равно двум. Ось симметрии каждого окна центральной части расположена по середине стыкового соединения окон периферийной части. В мембранах 6 и 7 имеются /вырезаны/ лепестки для перекрытия окон. Периферийная часть мембраны 6 соединена с диафрагмой 2 посредством обоймы 4 по диаметру диафрагмы 2 так, что лепестками перекрывает только периферийные окна. Центральная часть мембраны 7 установлена в центре диафрагмы 2 на заклепке 3 с шайбой 8 и перекрывает лепестками только центральные окна. Между периферийной 6 и центральной 7 частями мембраны имеется концентричный зазор. Клапанный блок /детали 2, 3, 4, 6, 7 и 8 в сборе/ зафиксированы в корпусе 1 стопорным кольцом 5. Под действием вакуума клапан работает следующим образом. В полости над мембраной /периферийной и центральной ее частями 6 и 7/ создается вакуум. Лепестки периферийной части 6 мембраны открываются в направлении от центра, лепестки центральной части 7 - к центру. В результате создается кольцевой канал и рабочая среда проходит через открытые лепестками окна. При создании в полости над мембраной избыточного давления лепестки закрывают окна, прижимаясь кромками к контактными полоскам диафрагмы 2, и не пропускают рабочую среду в обратном направлении. Под действием избыточного давления клапан работает следующим образом. Давление создается в полости над диафрагмой 2 - ее окна открываются лепестками таким же образом, как и при воздействии вакуума. При этом рабочая среда пропускается через окна. При создании в этой полости вакуума лепестки закрывают окна и рабочая среда не проходит в обратном направлении.

Предлагаемый обратный клапан универсален. Он работает как под действием вакуума, так и за счет избыточного давления. Клапан может быть установлен как вертикально, так и горизонтально. Он может пропускать в одном направлении различные среды: газы, жидкости, высоковязкие жидкости. Клапан имеет простую конструкцию и практически реализуется в виде клапанного блока. Его можно использовать в клапанной коробке противогазов. Улучшение эксплуатационной характеристики клапана /снижение коэффициента сопротивления, повышения пропускной способности/ обусловлено тем, что в его конструкции предусмотрена составная эластичная мембрана, а также предложена рациональная форма окон диафрагмы и запорных элементов.

Источники информации, принятые во внимание 1. Циклаури Д.С. Гидравлика, сельскохозяйственное водоснабжение и гидросиловые установки. М.: Стройиздат, 1970, с.204.

2. Патент РФ N 2030670, F 16 K 15/03, 17.12.91.

3. А.с. СССР N 1611226, F 16 K 15/03, 19.11.86.

4. А.с. СССР N 1583690, F 16 K 15/02, 29.03.88.

5. А.с. СССР N 1643840, F 16 K 15/02, 26.05.88.

6. А.с. СССР N 1571341, F 16 K 15/02, 02.11.87.

7. А.с. СССР N 1638409, F 16 K 15/02, 29.07.88.

8. А.с. СССР N 1656264, F 16 K 15/14, 06.03.89.

9. А.с. СССР N 1676882, F 16 K 15/00, 22.08.89.

10. А.с. СССР N 1560860, F 16 K 15/14, 07.06.88.

11. Егоров П.Т., Шляхов И.А., Алабин Н.И. Гражданская оборона /Учебник. М.: Высшая школа, с.140, 141.

Формула изобретения

1. Обратный клапан с составной эластичной мембраной, содержащий корпус с расположенными в нем диафрагмой с концентрично расположенными окнами для прохода рабочей среды, установленной перпендикулярно оси трубопровода, и периферийной эластичной мембраной, выполненной с лепестками для перекрытия окон при обратном направлении рабочей среды, отличающийся тем, что в корпусе установлена центральная эластичная мембрана, концентрично расположенная периферийной эластичной мембране и выполненная с лепестками для перекрытия окон, а диафрагма выполнена в виде опорного диска с окнами, расположенными в периферийной и центральной частях диафрагмы, причем периферийная мембрана соединена с диафрагмой посредством обоймы по ее диаметру с возможностью перекрытия лепестками окон периферийной части диафрагмы и открытия окон в направлении от центра, а центральная мембрана соединена в центре диафрагмы посредством заклепки с шайбой с возможностью перекрытия лепестками окон центральной части диафрагмы и открытия окон в направлении к центру, при этом при открытии окон диафрагмы лепестками образован кольцевой канал для прохода рабочей среды.

2. Клапан по п. 1. отличающийся тем, что окна диафрагмы симметричны и разделены между собой кромками на входе рабочей среды, а на выходе - контактными полосками для наложения лепестков.

3. Клапан по п.1, отличающийся тем, что число окон периферийной части диафрагмы к их числу в центральной части находится в отношении 2 : 1, при этом ось симметрии каждого окна центральной части расположена по середине стыкового соединения окон периферийной части.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3