RU209967U1

RU209967U1 - PRESSURE RELIEF VALVE

Info

Publication number: RU209967U1
Application number: RU2021137267U
Authority: RU
Inventors: Владислав Октябревич Свещинский; Антон Владимирович Звягин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью Управляющая компания "Алтайский завод прецизионных изделий"
Priority date: 2021-12-15
Filing date: 2021-12-15
Publication date: 2022-03-24

Abstract

Полезная модель относится к запорной арматуре и может быть использована при гидравлических испытаниях изделий в различных областях техники. Клапан сброса остаточного давления включает корпус с отверстием, в котором установлены стержень, запорный элемент, седло, пружина, поджимающая запорный элемент к седлу, причем на корпусе выполнена внутренняя резьба, по которой устанавливается элемент, сдвигающий запорный элемент с седла для открытия клапана. В качестве запорного элемента используется отдельная деталь сферической формы, предпочтительно - стандартный шарик. Стержень играет роль элемента, сдвигающего запорный элемент с седла для срабатывания клапана. Седло для запорного элемента выполнена непосредственно в корпусе. Полость над седлом запорного элемента соединена с полостью, откуда необходимо сбросить остаточное давление, каналом, ось которого пересекает ось седла; предпочтительно угол между осями равен 90°. Отвод рабочей среды из полости под седлом запорного элемента организовано через канал, ось которого пересекает ось седла запорного элемента; предпочтительно угол между осями равен 90°. Предпочтительной формой седла со стороны запорного элемента является внутренний конус.The utility model relates to valves and can be used in hydraulic testing of products in various fields of technology. Residual pressure relief valve includes a body with a hole in which a rod, a shut-off element, a seat, a spring are installed, which presses the shut-off element to the seat, and the body has an internal thread, along which an element is installed that shifts the shut-off element from the seat to open the valve. As a locking element, a separate spherical part is used, preferably a standard ball. The rod plays the role of an element that shifts the shut-off element from the seat to actuate the valve. The seat for the locking element is made directly in the body. The cavity above the seat of the locking element is connected to the cavity, from where it is necessary to relieve the residual pressure, by a channel, the axis of which intersects the axis of the seat; preferably the angle between the axes is 90°. The removal of the working medium from the cavity under the seat of the locking element is organized through a channel, the axis of which intersects the axis of the saddle of the locking element; preferably the angle between the axes is 90°. The preferred seat shape on the closure side is an internal cone.

Description

Полезная модель относится к запорной арматуре и может быть использована при гидравлических испытаниях изделий в различных областях техники.The utility model relates to valves and can be used in hydraulic testing of products in various fields of technology.

Известен автоматический клапан, включающий корпус с расположенным в нем запорным органом, ниппель и деталь, находящуюся в резьбовом соединении с корпусом, причем в корпусе выполнено коническое гнездо для размещения запорного элемента (А.С. №205464, опубл. 13.11.1967. Бюл. №23). Запорный элемент представляет собой тело грибовидной формы, жестко соединенное с плоской капроновой деталью. Деталь, находящаяся в резьбовом соединении с корпусом, выполнена в виде накидной гайки. При вращении гайки по резьбе, она перемещает ниппель, который, в свою очередь толкает запорный элемент, сдвигая его с конического седла и открывая тем самым проход рабочей среде - воздуху, по известному решению. Закрывание клапана происходит давлением рабочей среды при обратном вращении накидной гайки.An automatic valve is known, including a housing with a shut-off element located in it, a nipple and a part that is in a threaded connection with the housing, and in the housing there is a conical seat for accommodating the shut-off element (AS No. 205464, publ. 11/13/1967. Bull. No. 23). The locking element is a mushroom-shaped body rigidly connected to a flat nylon part. The part, which is in a threaded connection with the housing, is made in the form of a union nut. When the nut rotates along the thread, it moves the nipple, which, in turn, pushes the locking element, shifting it from the conical seat and thereby opening the passage of the working medium - air, according to a well-known solution. The valve is closed by the pressure of the working medium during the reverse rotation of the union nut.

К недостаткам известного решения относятся нетехнологичная конструкция запорного элемента, требующая не только выполнения сложной пространственной - грибовидной - формы детали, но последующего соединения ее с капроновой деталью.The disadvantages of the known solutions include the low-tech design of the locking element, which requires not only the implementation of a complex spatial - mushroom - shape of the part, but its subsequent connection with a nylon part.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков - прототипом заявляемой полезной модели - является клапан, включающий корпус с отверстием, в котором установлены стержень, запорный элемент, седло, пружину, поджимающую запорный элемент к седлу, причем на корпусе выполнена резьба, по которой устанавливается элемент, сдвигающий запорный элемент с седла для открытия клапана (Клапан Шрадера. [Электронный ресурс]. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Клапан_Шрадера (дата обращения: 03.12.2021)).The closest in terms of the set of essential features - the prototype of the claimed utility model - is a valve that includes a body with an opening in which a rod, a locking element, a seat, a spring are installed, which presses the locking element to the seat, and the body is threaded, along which an element is installed that shifts a locking element from the seat to open the valve (Schrader valve. [Electronic resource]. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Schrader_Valve (date of access: 03.12.2021)).

По известному решению, запорный элемент жестко связан со стержнем, а седло представляет собой тонкостенную деталь в виде тела вращения, имеющую цилиндрическую и коническую части. Резьба на корпусе выполнена внешней.According to the well-known solution, the locking element is rigidly connected to the rod, and the saddle is a thin-walled part in the form of a body of revolution, having cylindrical and conical parts. The carving on the case is executed external.

К недостаткам известного решения относится жесткое соединение запорного элемента со стержнем, что усложняет изготовление. К недостаткам известного решения относится также ограниченность его применения, в основном, заправкой сосудов средой под высоким давления, в частности, накачкой шин транспортных средств или заправкой резервуаров холодильных агрегатов. По особенностям конструкции известного решения, выпуск рабочей среды при смещении запорного элемента с седла происходит через центральное отверстие. Это осложняет применение клапана при гидравлических испытаниях, где часто требуется не подача рабочей среды в сосуд высокого давления, а выпуск ее из сосуда. Конструкция седла в известном решении не позволяет применять ее при высоких остаточных давлениях рабочей среды - свыше 1000 кг/см².The disadvantages of the known solutions include a rigid connection of the locking element with the rod, which complicates the manufacture. The disadvantages of the known solution also include the limitation of its application, mainly by filling vessels with a medium under high pressure, in particular, by inflating vehicle tires or filling reservoirs of refrigeration units. According to the design features of the known solution, the release of the working medium when the locking element is displaced from the saddle occurs through the central hole. This complicates the use of the valve in hydraulic testing, where it is often required not to supply the working medium to the high-pressure vessel, but to release it from the vessel. The design of the saddle in the known solution does not allow its use at high residual pressures of the working environment - over 1000 kg/cm ² .

Технической задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является создание технологичной конструкции клапана для сброса остаточного давления в системах, где величина этого давления превышает 1000 кг/см².The technical problem to be solved by the proposed utility model is the creation of a manufacturable valve design for relieving residual pressure in systems where this pressure exceeds 1000 kg/cm ² .

Поставленная техническая задача решается за счет совокупного применения следующих технических решений:The set technical problem is solved through the combined application of the following technical solutions:

использования в качестве запорного элемента отдельной детали сферической формы, предпочтительно - стандартного шарика заданного диаметра;use as a locking element of a separate part of a spherical shape, preferably a standard ball of a given diameter;

использования стержня в качестве элемента, сдвигающего запорный элемент с седла для срабатывания клапана;use of the rod as an element that shifts the locking element from the seat to actuate the valve;

установки стержня, нажимающего на запорный элемент для срабатывания клапана, по внутренней резьбе, выполненной в корпусе клапана;installation of a rod that presses the locking element to actuate the valve, along the internal thread made in the valve body;

выполнения седла для запорного элемента непосредственно в корпусе клапана;making a seat for the shut-off element directly in the valve body;

сообщения полости над седлом запорного элемента с полостью в системе или испытуемом изделии, откуда необходимо будем сбросить остаточное давление, каналом ось которого пересекает ось седла; предпочтительно угол между осями равен 90°;communication of the cavity above the seat of the locking element with the cavity in the system or the product under test, from where it will be necessary to release the residual pressure, the channel whose axis intersects the axis of the seat; preferably the angle between the axes is 90°;

выполнения отвода рабочей среды из полости под седлом запорного элемента через канал, ось которого пересекает ось седла; предпочтительно угол между осями равен 90°.performing the removal of the working medium from the cavity under the seat of the locking element through the channel, the axis of which intersects the axis of the saddle; preferably the angle between the axes is 90°.

Конструкция предлагаемого в качестве настоящей полезной модели клапана сброса остаточного давления поясняется чертежом (фиг. 1) и включает корпус 1 клапана, подводящие штуцеры 2, запорный элемент 3, пружину 4, заглушку 5, стержень 6 и отводящий штуцер 7.The design of the residual pressure relief valve proposed as a real useful model is illustrated by the drawing (Fig. 1) and includes a valve body 1, inlet fittings 2, a locking element 3, a spring 4, a plug 5, a rod 6 and a discharge fitting 7.

Полость «Б» через подводящие штуцеры 2 связана с полостью в системе или испытуемом изделии (на фиг. 1 не показаны), где, по условиям эксплуатации или испытаний, имеется высокое остаточное давление, которое требуется сбросить.The cavity "B" through the inlet fittings 2 is connected with the cavity in the system or the product under test (not shown in Fig. 1), where, according to the conditions of operation or testing, there is a high residual pressure that needs to be relieved.

К одному из подводящих штуцеров 2 может быть подключен прибор для измерения давления в полости «Б» (на фиг. 1 не показан).One of the inlet fittings 2 can be connected to a device for measuring the pressure in the cavity "B" (not shown in Fig. 1).

Полость «В» через отводящий штуцер 7 связана с полость системы или испытуемого изделия, где существует низкое давление. Такой полостью в системе или изделии может быть, например, бак для топлива, технологической жидкости и т.п. (на фиг. 1 не показан).The cavity "B" through the outlet fitting 7 is connected with the cavity of the system or the product under test, where there is a low pressure. Such a cavity in a system or product can be, for example, a tank for fuel, process fluid, and the like. (not shown in Fig. 1).

Полость «Б» изолирована от полости «В» запорным элементом 3, прижатым к седлу 31 совокупным действием усилия пружины 4 и давления рабочей среды, существующего в полости «Б» при закрытом положении клапана.Cavity "B" is isolated from cavity "C" by a locking element 3 pressed against the seat 31 by the combined action of the force of the spring 4 and the pressure of the working medium that exists in the cavity "B" when the valve is closed.

Запорный элемент 3 выполнен в виде сферической детали. Предпочтительным является применение в качестве запорного элемента 3 стандартного шарика, например, стального или керамического. Диаметр запорного элемента 3 определяется величиной остаточного давления в полости «Б» перед открытием клапана: с увеличением величины давления в полости «Б» осевое усилие для смещения запорного элемента 3 с седла будет возрастать пропорционально квадрату диаметра запорного элемента 3.The locking element 3 is made in the form of a spherical part. It is preferable to use as a locking element 3 a standard ball, for example, steel or ceramic. The diameter of the locking element 3 is determined by the value of the residual pressure in the cavity "B" before opening the valve: with an increase in the pressure in the cavity "B", the axial force to displace the locking element 3 from the seat will increase in proportion to the square of the diameter of the locking element 3.

Предпочтительной, но не исключающей другие варианты исполнения, формой седла 31 со стороны запорного элемента 3 является конус, который более технологичен в обработке, чем плоский торец.Preferably, but not excluding other versions, the shape of the seat 31 on the side of the locking element 3 is a cone, which is more technologically advanced than a flat end.

Пружина 4, поджимающая запорный элемент 3 к седлу 31, необходима для установки запорного элемента 3 на седло 31 в то время, когда избыточное давление рабочей среды в полости «Б» упадет в результате срабатывания клапана до заданного уровня, например, до нуля.The spring 4, which presses the locking element 3 to the seat 31, is necessary to install the locking element 3 on the seat 31 at a time when the excess pressure of the working medium in the cavity "B" drops as a result of the valve actuation to a predetermined level, for example, to zero.

Пружина 4 центрируется на выступающем элементе 51 заглушки 5. Выступающий элемент 51 является одновременно ограничителем хода запорного элемента 3, исключая посадку пружины 4 на витки. Это позволяет избежать сокращения ресурса клапана из-за возможной поломки пружины 4.The spring 4 is centered on the protruding element 51 of the plug 5. The protruding element 51 is at the same time the travel limiter of the locking element 3, excluding the landing of the spring 4 on the coils. This avoids reducing the valve life due to a possible breakage of the spring 4.

Стержень 6 установлен в корпус 1 клапана по резьбе до упора одним своим концом в запорный элемент 3. На другом конце стержня 6 выполнен конструктивный элемент 61, позволяющий вручную повернуть стержень 6 для открытия или закрытия клапана. В качестве примера, не исключающего другие варианты исполнения элемента 61, на фиг. 1 он показан в виде радиального отверстия, куда может быть вставлена деталь, например, вороток, для поворота стержня 6 вокруг оси. Вместо радиального отверстия на стержне 6 может выполнен наружный или внутренний шестигранник для поворота ключом, или шпоночный паз для установки через шпонку маховика (штурвала), или иное.The rod 6 is installed in the body 1 of the valve along the thread until it stops with one of its ends in the locking element 3. At the other end of the rod 6, a structural element 61 is made, which allows you to manually turn the rod 6 to open or close the valve. By way of example, not excluding other embodiments of element 61, FIG. 1 it is shown as a radial hole, where a part, for example, a knob, can be inserted to rotate the rod 6 around the axis. Instead of a radial hole on the rod 6, an external or internal hexagon can be made for turning with a key, or a keyway for installation through the flywheel (handwheel) key, or otherwise.

Предлагаемый клапан для сброса остаточного давления работает следующим образом.The proposed valve to relieve residual pressure operates as follows.

В полости «Б» находится рабочая среда под остаточным давлением.In cavity "B" there is a working medium under residual pressure.

Вращением стержня 6 обеспечивают его осевое перемещение. При этом стержень 6 сдвигает с седла 31 запорный элемент 3. Угол или количество поворотов стержня 6 определяется шагом резьбы, по которой он соединен с корпусом 1 клапана.The rotation of the rod 6 provides its axial movement. In this case, the rod 6 shifts the locking element 3 from the saddle 31. The angle or number of turns of the rod 6 is determined by the thread pitch along which it is connected to the valve body 1.

При смещении запорного элемента 3 с седла 31 начинается истечение рабочей среды из полости «Б» в полость «В» и - далее - через отводящий штуцер 7 в полость низкого давления, например, в топливный бак.When the locking element 3 is displaced from the seat 31, the outflow of the working medium from the cavity "B" into the cavity "C" begins and - further - through the outlet fitting 7 into the low-pressure cavity, for example, into the fuel tank.

После сброса давления в полости «Б» до заданной величины, поворотом стержня 6 возвращают его и поджатый к его торцу пружиной 4 запорный элемент 3 в исходное положение.After the pressure in the cavity "B" is relieved to a predetermined value, by turning the rod 6 return it and the locking element 3 pressed to its end by the spring 4 to its original position.

Техническим результатом осуществления настоящей полезной модели является возможность ручного сброса высокого остаточного давления при одновременном обеспечении технологичности конструкции клапана.The technical result of the implementation of this utility model is the possibility of manual release of high residual pressure while ensuring the manufacturability of the valve design.

Предлагаемая конструкция клапана сброса остаточного давления применена в установке для гидравлических испытаний компонентов топливных систем Common Rail на Алтайском заводе прецизионных изделий.The proposed design of the residual pressure relief valve was used in the installation for hydraulic testing of Common Rail fuel system components at the Altai Precision Products Plant.

Claims

1. Клапан сброса остаточного давления, включающий корпус с отверстием, в котором установлены стержень, запорный элемент, седло, пружина, поджимающая запорный элемент к седлу, причем на корпусе выполнена резьба, по которой устанавливается элемент, сдвигающий запорный элемент с седла для открытия клапана, отличающийся тем, что в качестве запорного элемента используется отдельная деталь сферической формы; стержень выполнен с возможностью сдвигать запорный элемент с седла для срабатывания клапана; резьба на корпусе для установки стержня, нажимающего на запорный элемент для срабатывания клапана, выполнена внутренней; седло для запорного элемента выполнена непосредственно в корпусе; полость над седлом запорного элемента соединена с полостью, откуда необходимо сбросить остаточное давление, каналом ось которого пересекает ось седла; отвод рабочей среды из полости под седлом запорного элемента организовано через канал, ось которого пересекает ось седла запорного элемента.1. Residual pressure relief valve, including a body with a hole in which a rod, a shut-off element, a seat, a spring are installed that presses the shut-off element to the seat, and a thread is made on the body, along which an element is installed that shifts the shut-off element from the seat to open the valve, characterized in that a separate spherical part is used as a locking element; the rod is configured to move the locking element from the seat to actuate the valve; the thread on the body for installing the rod that presses the locking element to actuate the valve is made internal; the seat for the locking element is made directly in the body; the cavity above the seat of the locking element is connected to the cavity, from where it is necessary to relieve the residual pressure, the channel axis of which intersects the axis of the seat; the outlet of the working medium from the cavity under the seat of the locking element is organized through a channel, the axis of which intersects the axis of the seat of the locking element.

2. Клапан по п. 1, отличающийся тем, что в качестве запорного элемента применяется стандартный шарик.2. The valve according to claim 1, characterized in that a standard ball is used as a locking element.

3. Клапан по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что угол между осью седла запорного элемента и каналом, соединяющим полость над седлом запорного элемента с полостью, откуда нужно сбросить давление, равен 90°.3. A valve according to any one of the preceding claims, characterized in that the angle between the axis of the valve seat and the channel connecting the cavity above the valve seat with the cavity from which pressure is to be relieved is 90°.

4. Клапан по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что угол между осью седла запорного элемента и каналом, отводящим рабочую среду из полости под седлом запорного элемента, равен 90°.4. A valve according to any one of the preceding claims, characterized in that the angle between the axis of the seat of the locking element and the channel that discharges the working medium from the cavity under the seat of the locking element is 90°.

5. Клапан по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что седло со стороны запорного элемента выполнено с внутренним конусом.5. Valve according to any one of the preceding claims, characterized in that the seat on the side of the locking element is made with an internal cone.

6. Клапан по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что седло со стороны запорного элемента выполнено плоским.6. Valve according to any one of the preceding claims, characterized in that the seat on the side of the locking element is made flat.