SU1763779A1 - Two step direct action overflow valve - Google Patents

Description

1one

(21)4847982/29(21) 4847982/29

(22) 28.05.90(22) 05.28.90

(46) 23.09.92. Бюл. NS 35(46) 09/23/92. Bul NS 35

(71)Центральный научно-исследовательский институт автоматики и гидравлики(71) Central Research Institute of Automation and Hydraulics

(72)Ю.С.Демидов и В.А.Кондратьев (56) Авторское свидетельство СССР N: 1408147, кл. F 16 К 17/04, 1987.(72) Yu.S. Demis and V.A. Kondratyev (56) USSR Author's Certificate N: 1408147, cl. F 16 K 17/04, 1987.

Авторское свидетельство СССР № 1590800, кл. F 16 К 17/04, 1988. (54) ДВУХСТУПЕНЧАТЫЙ ПЕРЕЛИВНОЙ КЛАПАН ПРЯМОГО ДЕЙСТВИЯUSSR Author's Certificate No. 1590800, cl. F 16 K 17/04, 1988. (54) TWO-PERFORMANCE VALVE DIRECT ACTION VALVE

(57) Использование: в арматуростроении дл  поддержани  посто нного давлени  рабочей жидкости в гидросистеме. Сущность изобретени : рабочие окна в корпусе имеют трапециевидную форму с возможностью одновременного открыти  запорно-регулиру- ющим элементом окон в плунжере. Меньшее основание трапеции соответствует началу открыти  окон, а большее-полному открытию. 3 ил.(57) Usage: in the valve industry to maintain a constant pressure of the working fluid in the hydraulic system. SUMMARY OF THE INVENTION: The working windows in the housing have a trapezoidal shape with the possibility of simultaneously opening the shut-off and regulating element of the windows in the plunger. The smaller base of the trapezoid corresponds to the beginning of the opening of the windows, and the larger opening to the full. 3 il.

Изобретение относитс  к арматурост- роению и предназначено дл  поддержани  посто нного давлени  рабочей жидкости в гидросистеме.The invention relates to reinforcement and is intended to maintain a constant pressure of the working fluid in the hydraulic system.

Известны переливные клапаны пр мого действи , имеющие корпус, полый плунжер с пр моугольными окнами, подпружиненный запорно-регулирующий элемент (авт. св. СССР № 1408147, кл. F 16 К 17/04, 1987; авт. св. СССР № 958756, кл. F 16 К 17/04, 1978), в которых дл  получени  горизонтальной расходно-напорной характеристики на торцах корпуса и запорно-регулирующего элемента выполнены кольцевые профилированные канавки, создающие гидродинамические силы, действующие на запорно-регулирующий элемент.Direct-flow relief valves are known to have a housing, a hollow plunger with rectangular windows, a spring-loaded shut-off and regulating element (ed. St. USSR № 1408147, cl. F 16 K 17/04, 1987; ed. St. USSR № 958756, Cl. F 16 K 17/04, 1978), in which to obtain a horizontal flow-discharge characteristic at the ends of the housing and the locking and regulating element, annular shaped grooves are made, which create hydrodynamic forces acting on the locking and regulating element.

Недостатком этих клапанов  вл ютс  относительно большие габариты и масса и низка  динамическа  устойчивость клапанов при больших перепадах давлени . Увеличение габаритов и массы клапанов вызваны утолщением стенок плунжера (т.е. увеличением диаметра плунжера), обусловленным прочностными требовани ми, а также увеличением габаритов пружины из-за увеличени  диаметра плунжера и больших перепадов давлени ,The disadvantage of these valves is the relatively large size and weight and the low dynamic stability of the valves with high pressure drops. The increase in the size and weight of the valves is caused by thickening of the plunger walls (i.e. an increase in the diameter of the plunger), due to the strength requirements, as well as an increase in the spring dimensions due to an increase in the diameter of the plunger and large pressure drops

Динамическа  устойчивость клапана ухудшаетс  в св зи с тем. что С по вышением перепада давлени  происходит увеличение скорости истечени  потоков рабочей жидкости из окон плунжера, сопровождающеес  понижением давлени  и развитием кавитации на выходе из рабочих окон.The dynamic stability of the valve is impaired due to that. that with an increase in pressure drop, an increase in the rate of flow of working fluid from the plunger windows occurs, accompanied by a decrease in pressure and the development of cavitation at the outlet of the working windows.

Известен также двухступенчатый переливной клапан пр мого действи , имеющий корпус с рабочими окнами, перекрываемыми расположенным внутри корпуса запор- но-регулирующим элементом второй ступени дросселировани , св занным с подпружиненным запорно-регулирующим элементом первой ступени дросселировани  и имеющим отверстие, сообщающее промежуточную между первой и второй ступен ми дросселировани  камеру с полостью , в которой расположена пружинаAlso known is a two-stage direct-flow overflow valve, having a housing with working windows, shut off by a second throttle control element located inside the housing, connected to a spring-loaded locking control element of the first throttling stage and having an opening intermediate between the first and second by throttling the chamber with the cavity in which the spring is located

СОWITH

сwith

XJ о со чXJ about with h

XIXi

юYu

клапана (авт. св. СССР № 1590800, кл. F 16 К 17/04, 1988). valve (ed. St. USSR № 1590800, CL F 16 K 17/04, 1988).

Этот клапан имеет малые габариты и хорошую динамическую устойчивость вследствие применени  в клапане двойного дросселировани  рабочей жидкости, истекающей из напорной полости клапана в сливную гидролинию.This valve has small dimensions and good dynamic stability due to the use in the valve of double throttling of the working fluid flowing from the pressure chamber of the valve into the drainage line.

Недостатком этого переливного клапана  вл етс  то, что дл  получени  горизон- тальнойрасходно-напорнойThe disadvantage of this overflow valve is that to obtain a horizontal flow-pressure

характеристики необходимо на торцах корпуса и запорно-регулирующего элемента выполн ть кольцевые профилированные канавки . Кроме того, дл  получени  горизон- тальнойрасходно-напорнойCharacteristics It is necessary to perform annular grooves on the ends of the casing and the locking control element. In addition, to obtain a horizontal flow-pressure

характеристики необходимо обеспечить равенство жесткостей пружины и гидродинамической силы: в этом клапане при заданном перепаде давлени  может быть применена пружина только одной жесткости , что определ ет в конечном счете габариты пружины и клапана в целом.the characteristics must ensure that the spring stiffness and hydrodynamic force are equal: in this valve, for a given pressure drop, a spring of only one stiffness can be applied, which ultimately determines the dimensions of the spring and the valve as a whole.

Цель изобретени  - упрощение конструкции при получении горизонтальной рас- ходно-напорной характеристики.The purpose of the invention is to simplify the design in obtaining a horizontal flow-pressure characteristic.

Цель достигаетс  тем, что в двухступенчатом переливном клапане пр мого действи , имеющем корпус с рабочими окнами, полый плунжер с пр моугольными рабочи- ми окнами, подпружиненный запорно-регу- лирующий элемент, перекрывающий рабочие окна в корпусе и плунжере и имеющий отверстие, сообщающее камеру между первой и второй ступен ми дросселирова- ни  с полостью, в которой расположена пружина , рабочие окна в корпусе выполнены трапециевидной формы с возможностью одновременного открыти  запорно-регули- рующим элементом окон в плунжере, при- чем меньшее основание трапеции соответствует началу открыти  окон, а большее - полному открытию,The goal is achieved by the fact that in a two-stage overflow valve of direct action, having a housing with working windows, a hollow plunger with rectangular working windows, a spring-loaded locking-regulating element that overlaps the working windows in the housing and plunger and has an opening that connects the chamber between the first and second stages of throttling with the cavity in which the spring is located, the working windows in the housing are made of a trapezoidal shape with the possibility of simultaneously opening the locking and regulating element of the windows in the plunger, the smaller base of the trapezium corresponds to the beginning of the opening of the windows, and the larger to the full opening,

На фиг, 1 показана конструкци  клапана; на фиг. 2 - вид А фиг. 1; на фиг. 3вариант выполнени  клапана.Fig. 1 shows the valve structure; in fig. 2 - view A of FIG. one; in fig. 3 embodiment of the valve.

Переливной клапан имеет корпус 1 с двум  рабочими окнами 2 трапециевидной формы и запрессованный в него полый плунжер 3 с двум  рабочими окнами 4 пр - моугольной формы. На плунжере 3 установлен запорно-регулирующий элемент 5, на котором, в свою очередь, установлена втулка 6. Запорно-регулирующий элемент 5 с втулкой 6 поджимаетс  пружиной 7, котора  закреплена в корпусе 1 с помощью упорной шайбы 8 и стопорного кольца 9. Полость 10 с одной стороны поршн  и полость 11 с другой стороны сообщены отверсти ми 12 во втулке 6. Дл  устранени  утечек рабочейThe overflow valve has a housing 1 with two working windows 2 of a trapezoidal shape and a hollow plunger 3 pressed into it with two working windows of 4 rectangular shapes. The plunger 3 is fitted with a locking and regulating element 5, on which, in turn, is installed the sleeve 6. The locking and regulating element 5 with the sleeve 6 is pressed by a spring 7, which is fixed in the housing 1 by means of the thrust washer 8 and the locking ring 9. The cavity 10 on the one hand, the piston and the cavity 11, on the other hand, are connected by openings 12 in the sleeve 6. To eliminate leakage of the working

жидкости из полости 11 на упорной шайбе 8 установлено уплотнительное кольцо 13. Внутренн   полость 14 плунжера 3 сообщена с напорной гидролинией, а через отверстие 15 - с управл ющей камерой 16. Отверстие 15 одновременно служит демпфером клапана. Рабочие окна 2 в корпусе 1 сообщены со сливной гидролинией. Дл  обеспечени  одновременного открыти  окон плунжера 4 и окон корпуса 2 между запорно-регулирующим элементом 5 и втулкой 6 имеетс  регулировочна  шайба 17.the fluid from the cavity 11 on the thrust washer 8 is installed the sealing ring 13. The inner cavity 14 of the plunger 3 communicates with the pressure line, and through the hole 15 - with the control chamber 16. The hole 15 simultaneously serves as a damper valve. The working windows 2 in the housing 1 are in communication with the drainage line. To ensure the simultaneous opening of the windows of the plunger 4 and the windows of the housing 2, an adjusting washer 17 is provided between the locking and regulating element 5 and the sleeve 6.

Переливной клапан работает следующим образом. При достижении давлени  в напорной гидролинии и полости 14 выше установленного запорно-регулирующий элемент 5 вместе с втулкой 6 поднимаетс  и рабоча  жидкость через окна 4 и 2 перепускаетс  в сливную гидролинию. Так как рабочие окна в корпусе имеют внизу ширину, равную ширине рабочих окон в плунжере, то давление в полости 10 в момент открыти  рабочих окон равно половине давлени  в напорной гидролинии и полости 14, и по мере дальнейшего открыти  рабочих окон, т.е. по мере увеличени  расхода жидкости через клапан, оно уменьшаетс . При этом перепад давлени  на запорно-регулирую- щем элементе с увеличением открыти  рабочих окон увеличиваетс , и в соответствии с этим увеличиваетс  сила статического давлени  жидкости, действующа  на запорно- регулирующий элемент против усили  пружины 7.Overflow valve works as follows. When the pressure in the pressure line and cavity 14 is reached above the installed stop valve 5, together with the sleeve 6, rises and the working fluid flows through the windows 4 and 2 into the drain line. Since the working windows in the housing have a width at the bottom equal to the width of the working windows in the plunger, the pressure in the cavity 10 at the time of opening the working windows is equal to half the pressure in the pressure line and the cavity 14, and as the working windows continue to open, i.e. as the flow through the valve increases, it decreases. At the same time, the pressure drop on the shut-off and control element increases with the opening of the working windows, and accordingly the force of the static pressure of the fluid acting on the shut-off and control element against the spring force 7 increases.

Помимо силы статического давлени  жидкости на запорно-регулирующий элемент , втомже направлении действуеттакжеисила гидродинамического давлени  струй жидкости , истекающих из рабочих окон плунжера, благодар  чему компенсируетс  приращение силы пружины, возникающее при подъеме запорно-регулирующего элемента. Тем самым обеспечиваетс  горизонтальна  рас- ходно-напорна  характеристика клапана.In addition to the static pressure of the fluid on the shut-off and regulating element, the same direction acts as a hydrodynamic pressure force of the liquid jets flowing from the working windows of the plunger, thereby compensating for the increment of the spring force that occurs when the shut-off and regulating member is raised. This ensures a horizontal flow-response characteristic of the valve.

При применении в клапане более жесткой пружины (что позвол ет уменьшить габариты пружины и самого клапана) следует увеличить вверху ширину трапециевидного окна в корпусе клапана.If a more rigid spring is used in the valve (which reduces the size of the spring and the valve itself), the width of the trapezoidal window in the valve body should be increased at the top.

Таким образом, выполнение в корпусе клапана рабочих окон трапециевидной формы позвол ет упростить конструкцию клапана и примен ть в клапане при заданном перепаде давлени  пружины различной жесткости .Thus, the implementation in the valve body of working windows of a trapezoidal shape makes it possible to simplify the design of the valve and to apply in the valve for a given differential pressure springs of different stiffness.

Следует отметить, что в предлагаемом двухступенчатом переливном клапане перва  ступень дросселировани  может выполн тьс  не только в виде плунжерной пары,It should be noted that in the proposed two-stage overflow valve, the first throttling stage can be performed not only in the form of a plunger pair,

как это изображено на фиг. 1, но и в виде конусного затвора (фиг. 2).as shown in FIG. 1, but also in the form of a conical shutter (Fig. 2).

Claims (1)

Формула изобретени  Двухступенчатый переливной клапан пр мого действи , содержащий корпус с рабочими окнами, полый плунжер с пр моугольными рабочими окнами, подпружиненный запорно-регулирующий элемент, перекрывающий рабочие окна в корпусе и плунжере и имеющий отверстие, сообщающее камеру между первой и второй ступен ми дроссели0Claims of Invention A two-stage direct-flow overflow valve, comprising a housing with working windows, a hollow plunger with rectangular working windows, a spring-loaded locking and regulating element that overlaps the working windows in the housing and plunger and has an opening that connects the chamber between the first and second stages of chokes 0 ровани  с полостью, в которой расположена пружина, отличающийс  тем, что, с целью упрощени  конструкции при получении горизонтальной расходно-напорной характеристики , рабочие окна в корпусе выполнены трапециевидной формы с возможностью одновременного открыти  за- порно-регулирующим элементом окон в плунжере, причем меньшее основание трапеции соответствует началу открыти  окон, а большее - полному открытию.With a cavity in which a spring is located, characterized in that, in order to simplify the design in obtaining a horizontal flow-pressure characteristic, the working windows in the housing are trapezoidal in shape with the possibility of simultaneously opening the porn control element of the windows in the plunger, and a smaller base trapezoid corresponds to the beginning of the opening of windows, and the larger - to the full opening. Фиг. IFIG. I Вид АType A фиг 2fig 2