|
|
больше ...
Термины запроса в документе
Реферат
[RU] 1. Обратный клапан, содержащий выполненные как единое целое корпус (1) и седло (9) с входным каналом (10), размещенные в корпусе (1) направляющие (4), а также установленный в отверстиях направляющих соосно седлу (9) шток (2) с тарельчатым затвором (11), размещенным с возможностью осевого перемещения и взаимодействия с седлом (9) при воздействии потока со стороны выходного канала, который выполнен в виде трубы (20), причем одна из направляющих выполнена с кольцевой выемкой для размещения одного конца трубы (20), а обе направляющие выполнены в виде двух последовательно установленных в корпусе направляющих втулок (4), каждая из которых имеет наклонные перегородки (13) и окна, образованные между перегородками (13), сходящимися к центральному кольцу (14), в котором выполнено отверстие, образующее опору скольжения для штока (2), а также периферийный цилиндрический поясок (15) с наружной поверхностью для установки в корпусе (1), при этом направляющие втулки (4) установлены соосно и обращены друг к другу основаниями наклонных перегородок (13), соединенных с внутренней поверхностью периферийного пояска (15) радиальными ребрами (25). 2. Клапан по п.1, отличающийся тем, что на трубе (20) концентрично и соосно направляющим надеты цанговый зажим (7) и гайка (8), выполненная с конической расточкой, охватывающей цанговый зажим (7), и с резьбовым отверстием, сопряженным с резьбой, выполненной на корпусе (1). 3. Клапан по п.2, отличающийся тем, что между цанговым зажимом (7) и направляющими втулками (4) на трубу (20) выходного канала последовательно установлены запорное (6) и уплотнительное (5) кольца. 4. Клапан по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что на торце периферийного пояска (15) каждой направляющей втулки (4) выполнены выступы (16) и выемки (17) под ответные выемки (17) и выступы (16) на торце другой направляющей втулки (4). 5. Клапан по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что центральное кольцо (14) направляющих втулок (4) выполнено с пазами вокруг отверстия под шток (2). 6. Клапан по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что тарельчатый затвор (11) выполнен со стороны взаимодействия с седлом (9) со скругленным выступом в центре и снабжен эластичным уплотнительным кольцом (3). 7. Клапан по любому из пп.2, 3, отличающийся тем, что корпус (1) и гайка (8) выполнены ступенчатыми и снабжены наружными радиальными ребрами (18, 19). 8. Клапан по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что его детали (1, 2, 4, 6, 7, 8) выполнены из пластмассы.
Полный текст патента
(57) Реферат / Формула:
1. Обратный клапан, содержащий выполненные как единое целое корпус (1) и седло (9) с входным каналом (10), размещенные в корпусе (1) направляющие (4), а также установленный в отверстиях направляющих соосно седлу (9) шток (2) с тарельчатым затвором (11), размещенным с возможностью осевого перемещения и взаимодействия с седлом (9) при воздействии потока со стороны выходного канала, который выполнен в виде трубы (20), причем одна из направляющих выполнена с кольцевой выемкой для размещения одного конца трубы (20), а обе направляющие выполнены в виде двух последовательно установленных в корпусе направляющих втулок (4), каждая из которых имеет наклонные перегородки (13) и окна, образованные между перегородками (13), сходящимися к центральному кольцу (14), в котором выполнено отверстие, образующее опору скольжения для штока (2), а также периферийный цилиндрический поясок (15) с наружной поверхностью для установки в корпусе (1), при этом направляющие втулки (4) установлены соосно и обращены друг к другу основаниями наклонных перегородок (13), соединенных с внутренней поверхностью периферийного пояска (15) радиальными ребрами (25). 2. Клапан по п.1, отличающийся тем, что на трубе (20) концентрично и соосно направляющим надеты цанговый зажим (7) и гайка (8), выполненная с конической расточкой, охватывающей цанговый зажим (7), и с резьбовым отверстием, сопряженным с резьбой, выполненной на корпусе (1). 3. Клапан по п.2, отличающийся тем, что между цанговым зажимом (7) и направляющими втулками (4) на трубу (20) выходного канала последовательно установлены запорное (6) и уплотнительное (5) кольца. 4. Клапан по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что на торце периферийного пояска (15) каждой направляющей втулки (4) выполнены выступы (16) и выемки (17) под ответные выемки (17) и выступы (16) на торце другой направляющей втулки (4). 5. Клапан по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что центральное кольцо (14) направляющих втулок (4) выполнено с пазами вокруг отверстия под шток (2). 6. Клапан по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что тарельчатый затвор (11) выполнен со стороны взаимодействия с седлом (9) со скругленным выступом в центре и снабжен эластичным уплотнительным кольцом (3). 7. Клапан по любому из пп.2, 3, отличающийся тем, что корпус (1) и гайка (8) выполнены ступенчатыми и снабжены наружными радиальными ребрами (18, 19). 8. Клапан по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что его детали (1, 2, 4, 6, 7, 8) выполнены из пластмассы.
Евразийское ои 028497 (13) В1
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ
(45) Дата публикации и выдачи патента (51) Int. Cl. F16K15/06 (2006.01)
2017.11.30
(21) Номер заявки 201500414
(22) Дата подачи заявки 2013.09.27
(54) ОБРАТНЫЙ КЛАПАН
(31) 2012143695
(32) 2012.10.12
(33) RU
(43) 2015.07.30
(86) PCT/RU2013/000852
(87) WO 2014/058350 2014.04.17 (71)(72)(73) Заявитель, изобретатель и патентовладелец:
ЯЗЫКОВ АНДРЕЙ ЮРЬЕВИЧ (RU)
Изобретение относится к области гидравлики и предназначено для предотвращения обратного течения жидкости, герметичного закрытия магистрали при обратном направлении потока. Используется с поверхностными и погружными насосами.
Известен обратный клапан с осевым направлением потока содержащие корпуса, запорные элементы, отверстия для протока жидкости или газа (SU № 1830121, RU № 2205310).
Недостатками известных клапанов обратных являются их ненадежность в процессе эксплуатации, особенно при высоких давлениях, и быстрый износ поверхностей, обеспечивающих их герметичность.
Известен также обратный клапан с осевым направлением потока, содержащий наружный корпус с входным и выходным каналами, в полости которого в пазах, выполненных на внутренней поверхности входного и выходного каналов, посредством резьбовых соединений, закреплены внутренний конусообразный обтекатель - корпус запорного органа и седло. В полости внутреннего корпуса-обтекателя, подвижно посредством механизма перемещения, установлен запорный орган с рабочей поверхностью в виде части сферы. Механизм перемещения запорного органа включает пружину сжатия, установленную на штоке, перемещающемся в подшипниках скольжения, зафиксированных в направляющей втулке, зафиксированной в обтекателе. Пружина служит для закрытия клапана, открытие которого происходит под действием гидродинамических сил проходящего потока. Седло выполнено в виде кольца с конической поверхностью, контактирующей с поверхностью сферы запорного органа. Конусная поверхность седла, установленного во внутренней полости наружного корпуса и сферическая форма внутренней полости в наружном корпусе, определяют форму кольцевого канала между поверхностями наружного и внутреннего корпусов, образуя с входным патрубком проходное сечение клапана в виде сопла Вентури (RU № 2417335).
Известная конструкция характеризуется высоким гидравлическим сопротивлением, конструктивной сложностью и низкой технологичностью из-за необходимости обеспечения высокой точности размеров и взаимного расположения взаимодействующих между собой деталей, так как запорный орган выполнен составным, со сложным в изготовлении соплом Вентури. Недостатком клапана является также возможность потери осевой ориентации запорного органа. При механических воздействиях посторонних предметов, часто попадающих в клапан с потоком транспортируемой среды, возможно отклонение запорного органа, изменение положения его контактирующей поверхности относительно контактной поверхности седла, что также ведет к снижению герметичности клапана.
Наиболее близким по технической сущности является обратный клапан с плоским тарельчатым затвором, содержащий корпус с выходным каналом и внутренними цилиндрическими расточками, седло с входным каналом и установленный в направляющей плоский тарельчатый затвор с хвостовиком (штоком) со стороны входного канала, при этом корпус клапана выполнен в форме двухступенчатой цилиндрической втулки с внутренними соосно расположенными ступенчатыми расточками, затвор соединен со штоком резьбой с гайкой, а в направляющей штока размещена входная труба (входной канал), на которую концентрично и соосно направляющей надеты цанговый зажим и гайка, выполненная с конической расточкой, охватывающей цанговый зажим и с резьбовым отверстием, сопряженным с резьбой, выполненной на корпусе (GB 693296, прототип).
Недостатками известного обратного клапанов являются высокое гидравлическое сопротивление, сложность сборки-разборки, низкая долговечность (ресурс работы) и нестабильность характеристик, обусловленные высокой чувствительностью гидродинамическим воздействиям и к загрязнению механическими частицами рабочей жидкости из-за большой контактной площади седла и затвора и незначительной длиной направляющих штока. Попадание этих частиц в зону контакта приводит к нарушению герметичности обратного клапана, что снижает надежность его работы.
Технической задачей изобретения является создание эффективного обратного клапана и расширение арсенала обратных клапанов.
Технический результат, обеспечивающий решение поставленной задачи, заключается в упрощении монтажа и сборки-разборки клапана с минимальным количеством операций и перемещаемых деталей, для чего достаточно развернуть резьбу соединения корпуса с гайкой, снижении массы, а также в повышении надежности и долговечности благодаря большой длине направления штока, базирующегося в отверстиях двух удаленных друг от друга направляющих втулок, снижении чувствительность к загрязнениям и к гидродинамическим воздействиям на затвор, при небольшом гидравлическом сопротивлении. Поскольку втулка 4 имеет выемку для размещения одного конца трубы 20, длина клапана сохраняется минимально возможной при увеличенной длине направления штока 2. Одновременно упрощается технология изготовления клапана из пластмассы (пластика) и снижается себестоимость изделия.
Сущность изобретения состоит в том, что обратный клапан содержит корпус и седло с входным каналом, размещенные в корпусе направляющие, а также установленный в отверстиях направляющих со-осно седлу шток с тарельчатым затвором, размещенным с возможностью осевого перемещения и взаимодействия с седлом при воздействии потока со стороны выходного канала, причем направляющие выполнены в виде двух последовательно установленных в корпусе направляющих втулок, каждая из которых имеет наклонные перегородки и окна, образованные между перегородками, сходящимися к центральному кольцу, в котором выполнено отверстие, образующее опору скольжения для штока, а также
периферийный цилиндрический поясок с наружной поверхностью для установки в корпусе, при этом направляющие втулки установлены соосно и обращены друг к другу основаниями наклонных перегородок, соединенных с внутренней поверхностью периферийного пояска радиальными ребрами.
При этом направляющие втулки выполнены с выемкой для размещения одного конца выходного канала, который выполнен в виде трубы, на которую концентрично и соосно направляющим надеты цанговый зажим и гайка, выполненная с конической расточкой, охватывающей цанговый зажим и с резьбовым отверстием, сопряженным с резьбой, выполненной на корпусе.
Предпочтительно между цанговым зажимом и направляющими втулками на трубу выходного канала последовательно надеты запорное и уплотнительное кольца.
Предпочтительно на торце периферийного пояска каждой из направляющих втулок выполнены выступы и выемки под ответные выемки и выступы на торце другой направляющей втулки.
Предпочтительно центральное кольцо каждой из направляющих втулок выполнено с пазами вокруг отверстия под шток.
Предпочтительно тарельчатый затвор выполнен со стороны взаимодействия с седлом со скругленным выступом в центре и снабжен эластичным уплотнительным кольцом.
Предпочтительно корпус и гайка выполнены ступенчатыми и снабжены наружными радиальными ребрами.
Предпочтительно детали клапана выполнены из пластмассы.
На приведенных фигурах изображено:
на фиг. 1 - схема установки обратного клапана в скважине;
на фиг. 2 - общий вид клапана в объемной (аксонометрической) проекции;
на фиг. 3 -продольный разрез по фиг. 2;
на фиг. 4 - продольный разрез корпуса;
на фиг. 5 - затвор со штоком;
на фиг. 6 - направляющая втулка;
на фиг. 7 - разрез А-А по фиг. 6;
на фиг. 8 - вид сверху по фиг. 6;
на фиг. 9 - общий вид цангового зажима в объемной (аксонометрической) проекции;
на фиг. 10 - общий вид направляющей втулки в объемной (аксонометрической) проекции.
Клапан обратный содержит выполненные заодно корпус 1 и седло 9 (концентрический поясок на корпусе 1 клапана) с входным каналом 10, размещенные в корпусе 1 направляющие 4 штока 2, а также установленный в направляющих 4 соосно седлу 9 шток 2 с тарельчатым затвором 11 (тарельчатой головкой), размещенным с возможностью осевого перемещения и взаимодействия с седлом 9 при воздействии потока со стороны выходного канала. Выходной канал выполнен в виде сосной каналу 10 трубы 20 ПНД (полиэтилен низкого давления), выполненной предпочтительно заодно с всасывающей магистралью насоса (не изображен). Направляющие втулки 4 выполнены с возможностью размещения в выемке одной из них одного конца трубы 20, на которую концентрично и соосно направляющим надеты цанговый зажим 7 и гайка 8, выполненная с конической расточкой, охватывающей цанговый зажим 7 и с резьбовым отверстием 12, сопряженным с резьбой, выполненной на корпусе 1. Цанговый зажим 7 предпочтительно имеет на внутренней поверхности треугольные выступы (не обозначены). Насечки могут быть выполнены и/или на трубе 20.
Между цанговым зажимом 7 и направляющими 4 на трубу 20 последовательно надеты (установлены) запорное кольцо 6 и уплотнительное кольцо 5.
Направляющие 4 выполнены в виде двух последовательно установленных в корпусе 1 направляющих втулок, каждая из которых имеет наклонные перегородки 13, сходящиеся к центральному кольцу 14, в котором выполнено отверстие под шток 2, и периферийный цилиндрический поясок 15 с наружной и внутренней цилиндрическими поверхностями. Пояски 14, 15 концентричны друг другу. Наружная поверхность периферийных цилиндрических поясков 15 обеих направляющих втулок 4 служит для их установки в корпусе 1. Внутренняя цилиндрическая поверхностью одной из направляющих втулок 4 служит для размещения конца трубы 20 выходного канала в кольцевой выемке, образованной между периферийным пояском 15 и перегородками 13, и ограниченной в осевом направлении ребрами 25. Труба 20 выходного канала гидравлически связана окнами, образованными между перегородками 13 (фиг. 6, 10), с седлом 9, при этом направляющие втулки 4 установлены соосно и обращены друг к другу основаниями наклонных перегородок 13, соединенных с внутренней поверхностью периферийного пояска 15 радиальными ребрами 25. Соответственно, радиальные ребра 25 представляют собой основания наклонных перегородок 13.
Таким образом, конструкция направляющих втулок 4 обеспечивает соосное ориентирование как трубы 20, так и штока 2 с тарельчатым затвором 11 в обсадной трубе 21 скважины, т.е. возможность технически правильного применения.
При этом центральные кольца 14 втулок 4, несущие шток 2, расположены соосно, на максимальном расстоянии между собой с образованием удлиненной, т.е. наиболее надежной, направляющей базы для перемещения и установки штока 2, в несколько раз превышающей его диаметр. Направляющая база для
штока 2 между кольцами 14 втулок 4 имеет большую длину, но небольшую поверхность трения, что направлено на стабилизацию работу клапана.
В корпусе 1 имеется уступ 24 (перепад диаметров внутренней цилиндрической поверхности) для упора пояска 15 втулки 4 при сборке (установке втулки 4 в корпус 1 со стороны трубы 20) клапана.
Направляющие втулки 4 выполнены из пластмассы, причем на одном торце периферийного пояска 15 каждой из них выполнены, например, треугольные выступы 16 и выемки 17, под ответные выемки 17 и выступы 16 соответственно, выполненные на сопрягаемом торце пояска 15 другой направляющей втулки 4 для сопряжения втулок 4 в корпусе 1.
Центральное кольцо 14 каждой из втулок 4 выполнено с пазами вокруг отверстия под шток 2.
Тарельчатый затвор 11 выполнен со стороны взаимодействия с седлом 9 со скругленным выступом в центре и снабжен эластичным уплотнительным кольцом 3.
Детали 1, 2, 4, 6, 7, 8 клапана выполнены из пластмассы (пластика).
Корпус 1 и гайка 8 выполнены ступенчатыми (с участками наружной поверхности разного диаметра) и снабжены наружными радиальными ребрами 18, 19 соответственно.
Клапан предназначен для установки в обсадной трубе 21 скважины под уровнем 22 зеркала воды, последовательно над водозаборным фильтром 23.
Клапан реализуется как пластиковый обратный клапан с выходом на трубу 20, выполняемую из ПНД (полиэтиленовая низкого давления).
Обратный клапан используется следующим образом.
Клапан устанавливается в обсадной трубе 21 скважины на трубопровод 20 всасывающей магистрали насоса так, чтобы стрелка на его корпусе 1 совпадала с номинальным осевым направлением движения перекачиваемой текучей среды. Конструкция клапана позволяет монтировать его корпус 1 выходным каналом соосно седлу 9, непосредственно на всасывающую трубу 20 насоса, уплотнив ее кольцом 5 круглого сечения и зафиксировав цанговым зажимом 7, обжимаемым гайкой 8, которая навинчивается на резьбу корпуса 1 резьбовым отверстием 12. Корпус 1 со стороны входного канала 10 имеет резьбовую часть для присоединения к насосам, водозаборным фильтрам и другим элементам систем водоснабжения. При поступлении текучей среды через фильтр из скважины во входной канал 10 затвор 11 со штоком 2 подняты над седлом 9 и среда через окна, образованные между перегородками 13 и имеющие минимальное гидравлическое сопротивление, поступает в трубу 20 и далее на всасывание насоса с минимальными потерями. При отсутствии расхода клапан закрывается под действием столба жидкости над клапаном во всасывающей трубе насоса, воздействующего на шток 2 и прижимающего его затвор 11 через уплотнитель 3 к седлу 9. Кольца 14 направляющих втулок 4 образуют своими отверстиями две опоры скольжения для перемещения штока 2, благодаря чему последний имеет возможность уверенного осевого смещения (без перекоса) для подъема затвора 11 с седла 9 при пропускании расхода и возврата затвора 11 с эластичным герметизирующим кольцом 3 в прижатое к седлу 9 состояние при отсутствии расхода воды.
Конструкция обеспечивает простой монтаж в гидравлическую магистраль - на трубу 20, ремонтопригодность и не требующую высокой квалификации сборку-разборку клапана, для чего достаточно развинтить резьбу в отверстии 12 соединения корпуса 1 с гайкой 9 (вращением вручную за разноокрашен-ные ребра 18, 19) и извлечь направляющие втулки 4 и шток 2 для ревизии их состояния и, при необходимости, замены. Направляющая база для штока 2 между отверстиями колец 14 втулок 4 имеет большую длину, но небольшую поверхность трения скольжения штока 2, что направлено на стабилизацию работы клапана. Благодаря отсутствию пружины при большой длине направления штока 2 снижается чувствительность к загрязнениям и к гидродинамическим воздействиям на затвор 11. Гидравлическое сопротивление заявляемого клапана минимально, т.к. пропускаемый поток не преодолевает усилие сжатия пружины. Сборка или ремонт клапана осуществляются с минимальным количеством операций, не требуется установки пружины, что снижает возможность ошибок сборщика и поломки клапана. Масса клапана минимальна. Также преимуществом данной конструкции является отсутствие металлических деталей и пружин и малая себестоимость.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Обратный клапан, содержащий выполненные как единое целое корпус (1) и седло (9) с входным каналом (10), размещенные в корпусе (1) направляющие (4), а также установленный в отверстиях направляющих соосно седлу (9) шток (2) с тарельчатым затвором (11), размещенным с возможностью осевого перемещения и взаимодействия с седлом (9) при воздействии потока со стороны выходного канала, который выполнен в виде трубы (20), причем одна из направляющих выполнена с кольцевой выемкой для размещения одного конца трубы (20), а обе направляющие выполнены в виде двух последовательно установленных в корпусе направляющих втулок (4), каждая из которых имеет наклонные перегородки (13) и окна, образованные между перегородками (13), сходящимися к центральному кольцу (14), в котором выполнено отверстие, образующее опору скольжения для штока (2), а также периферийный цилиндрический поясок (15) с наружной поверхностью для установки в корпусе (1), при этом направляющие втулки (4) установлены соосно и обращены друг к другу основаниями наклонных перегородок (13), соединенных с внутренней поверхностью периферийного пояска (15) радиальными ребрами (25).
2. Клапан по п.1, отличающийся тем, что на трубе (20) концентрично и соосно направляющим надеты цанговый зажим (7) и гайка (8), выполненная с конической расточкой, охватывающей цанговый зажим (7), и с резьбовым отверстием, сопряженным с резьбой, выполненной на корпусе (1).
3. Клапан по п.2, отличающийся тем, что между цанговым зажимом (7) и направляющими втулками (4) на трубу (20) выходного канала последовательно установлены запорное (6) и уплотнительное (5) кольца.
4. Клапан по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что на торце периферийного пояска (15) каждой направляющей втулки (4) выполнены выступы (16) и выемки (17) под ответные выемки (17) и выступы (16) на торце другой направляющей втулки (4).
5. Клапан по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что центральное кольцо (14) направляющих втулок (4) выполнено с пазами вокруг отверстия под шток (2).
6. Клапан по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что тарельчатый затвор (11) выполнен со стороны взаимодействия с седлом (9) со скругленным выступом в центре и снабжен эластичным уплотни-тельным кольцом (3).
7. Клапан по любому из пп.2, 3, отличающийся тем, что корпус (1) и гайка (8) выполнены ступенчатыми и снабжены наружными радиальными ребрами (18, 19).
8. Клапан по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что его детали (1, 2, 4, 6, 7, 8) выполнены из пластмассы.
1.
1.
1.
Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2
028497
- 1 -
028497
- 1 -
028497
- 4 -
028497
028497
028497
- 7 -
|
