Кульковий клапан
Винахід відноситься до машинобудування та приладобудування, зокрема до конструкцій клапанних вузлів насосів, переважно поршневих, та призначене для надійного перекриття магістралей при підвищеному тиску. Кульковий клапан містить корпус, кульку, розташовану в прохідному каналі. Прохідний канал виконаний східчастим. Кулька притиснута гвинтовою пружиною до конічного сідла. Кулька розміщена в прохідному каналі з мінімальним зазором в одному з його ступенів. Пружина взаємодіє із кулькою через опорний елемент. Мінімальний зазор між стінками каналу та кулькою виконаний по довжині вище від діаметральної площини кульки на 0,5-1 мм. Винахід спрямований на спрощення технологічного процесу при забезпеченні високого центрування кульки на конічне сідло та збільшення часу експлуатації клапана. 1 з.п.ф-ли, 1 іл.
Винахід відноситься до галузі машинобудування та приладобудування, зокрема конструкції клапанних вузлів насосів, переважно поршневих.
Пристрій [1] містить клапан подвійної дії, де разом з основним клапаном міститься додатковий зворотний клапан із запірним елементом у вигляді кульки. Кулька спирається на пружний у напрямку сідла опорний елемент, встановлений з утворенням кільцевого зазору між зовнішньою поверхнею кільцевої опорного елемента і поверхнею прохідного каналу. Виконання зворотного запірного елемента у вигляді кульки дозволяє зменшити масу, а отже, інерційність рухомих частин клапана. У цьому пристрої з метою усунення зміщення кульки від осі клапана в процесі його переміщення в каналі, в якому переміщається клапан, виконані поздовжні пази, а торцеві кромки пазів з боку сідла кулькового клапана розташовані на відстані від сідла всередині інтервалу, заданого положеннямидіаметральної площини кулькового клапана, в його крайніх положеннях, при цьому кулька встановлена в каналі з мінімальним зазором до стінок, що забезпечує прямолінійне переміщення кульки вздовж поздовжньої осі і точну посадку на сідло. Недоліком цієї конструкції є наявність пазів, що ускладнює технологічний процес.
Відомий зворотний клапан [2], який складається з корпусу, запірного елемента, пружини, натискної кришки та проставочного каліброваного кільця, встановленого між корпусом і натискною кришкою, тоцьові поверхні якого притерті з поверхнями контакту корпусу і натискної кришки. Недоліком даної конструкції є те, що кулька вільно піднімається і опускається на сідло, тобто діаметр отвору для відведення середовища більше діаметра кульки. При опусканні на сідло кулька може зміщуватися щодо осі клапана. Це призводить до нестійкої роботи запірного елемента.
Відомий зворотний клапан [3], що містить корпус, в порожнині якого розміщений запірний орган, що взаємодіє з одним з двох співвісно виконаних сідел, а з боку одного з сідел і співвісно з ним на довжині, більшої за діаметр запірного органу, виконана повідомлена з зазначеною порожниною кільцева розточування, діаметр якої дорівнює діаметру запірного органу. Кільцева розточка в даному випадку призначена для отримання герметичності клапана, коли тиск скидають у вхідній магістралі клапана.
Найбільш близьким до пропонованого винаходу є нагнітальний клапан [4] паливного насоса високого тиску для безкомпресорних дизелів, в якому як запірний елемент застосована кулька, притискається гвинтовою пружиною до конічного сідла і розташований з мінімальним зазором в циліндричному заглибленні корпусу, на внутрішній стінці якого виконаніпризначені для проходу палива поздовжні канали, що не сягають дна поглиблення. Недоліком даного клапана є поздовжні канали на внутрішній стінці циліндричного поглиблення. Якщо цю конструкцію застосувати на, скажімо, клапанах ручних поршневих насосів, то при малих розмірах кульки пази виходять дуже малими. Діаметр їх набагато менше довжини і важко виконаємо.
Метою пропонованого винаходу є спрощення технологічного процесу при забезпеченні високого центрування кульки на конічне сідло, збільшення часу експлуатації клапана.
Мета досягається тим, що в кульковому клапані, що містить корпус, кулька, розташована в прохідному каналі, виконаному ступінчастою, при цьому кулька притиснута гвинтовою пружиною до конічного сідла і розміщена в прохідному каналі з мінімальним зазором в одному з його ступенів, а пружина взаємодіє з кулькою через опорний елемент, мінімальний зазор між стінками каналу та кулькою виконаний по довжині вище від діаметральної площини кульки на 0,5-1 мм.
Мета досягається ще й тим, що опорний елемент кулькового клапана виконаний з наскрізним отвором прохідним з конічної поверхнею в місці сполучення з кулькою. Новим та суттєвим є вибір розміру довжини зазору між кулькою та стінками каналу оптимальним. Цей розмір обраний розрахунковим та досвідченим шляхом. Він визначає хід кульки, що забезпечує високу точність центрування кульки як при роботі клапана, так і при складальному технологічному процесі, коли пробивається конічне сідло. Опорний елемент, на який насаджена пружина і сполучається з кулькою, також допомагає центрування кульки на конічній поверхні сідла. Виконаний у ньому прохідний отвір зменшує гідравлічний опір кульового клапана.
Приклад конструкціїкульового клапана за пропонованим винаходом зображено на кресленні.
Пристрій містить корпус 1, прохідний канал 2, виконаний ступінчастим, кулька 3, розміщений в одному з щаблів каналу 4 з мінімальним зазором. Кулю 3 притиснутий до конічного сідла 5 пружиною 6, яка розташована між втулкою 7 і опорним елементом 8, що сполучається конічною поверхнею 9 з кулькою 3. Опорний елемент 8 і втулка 7 виконані наскрізними. Мінімальний проміжок Н виконаний по висоті від діаметральної площини кульки на 0,5-1 мм. При підвищенні тиску робочого середовища з боку підведення в корпусі 1 кулька 3 піднімається, забезпечуючи витрату середовища через клапан. При зниженні тиску кулька 3 закриває підведення середовища. Така конструкція клапана забезпечує високе центрування кульки в клапані на сідло, збереження герметичності при закритті клапана при більш тривалих термінах експлуатації.
ЛІТЕРАТУРА 1. UA 2052653, F 02 M 59/46.
2. AC 419676, F 16 K 15/04.
3. UA 2059138, F 16 K 15/04.
4. AC 109108, F02M 59/46.
1. Кульковий клапан, що містить корпус, кулька, розташована в прохідному каналі, виконаному ступінчастою, при цьому кулька притиснута гвинтовою пружиною до конічного сідла і розміщена в прохідному каналі з мінімальним зазором в одному з його ступенів, а пружина взаємодіє з кулькою через опорний елемент, відрізняється тим, що мінімальний зазор між стінками каналу і кулькою виконаний по довжині вище діаметральної площини кульки на 0,5 - 1 мм.
2. Кульковий клапан по п.1, який відрізняється тим, що опорний елемент виконаний з наскрізним поздовжнім отвором з конічною поверхнею в місці сполучення з кулькою.