двухступенчатый клапан давления

Формула изобретения

Двухступенчатый клапан давления, содержащий корпус с входной и выходной полостями, установленный в расточке корпуса запорно-регулирующий орган в виде пустотелого плунжера, поджатого пружиной к коническому седлу, организованного кольцевым буртом корпуса, и размещенный в полости плунжера поршень с ограничителем хода, образующий в ней с одной стороны демпферную камеру, сообщенную с входной полостью, а с другой - камеру управления, сообщенную с выходной полостью через дроссельный канал, выполненный в корпусе, отличающийся тем, что плунжер выполнен двухступенчатым с образованием на нем кольцевого уступа, площадь которого меньше площади поршня, а наружная поверхность дополнительно выполненной ступени образует с поверхностью бурта корпуса кольцевой канал переменного сечения, увеличивающегося со стороны уступа.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к гидравлическим агрегатам, в частности к клапанам, предназначенным для регулирования давления в гидросистемах.

Известен двухступенчатый клапан давления, содержащий корпус с входной и выходной полостями, установленный в расточке корпуса запорно-регулирующий орган в виде пустотелого плунжера, поджатого пружиной к коническому седлу, организованному кольцевым буртом корпуса, и размещенный в полости плунжера поршень с ограничителем хода, образующий в ней с одной стороны демпферную камеру, сообщенную с входной полостью, а с другой - камеру управления, сообщенную с выходной полостью через дроссельный канал, выполненный в корпусе (см. патент № 1751571 A1, кл. F16К 17/04).

Недостатком известного двухступенчатого клапана давления является то, что давление на входе, обеспечиваемое клапаном, нестабильно и зависит от величины пропускаемого через него расхода, т.к. входное давление, определяемое характеристикой пружины, зависит также и от воздействия на запорно-регулирующий орган перепада давления в дроссельном канале.

При увеличении пропускаемого расхода увеличивается перепад давления в дроссельном канале, вызывая увеличение усилия на запорно-регулирующий орган и его дополнительное перемещение, и как следствие уменьшение входного давления. В связи с этим диапазон расходов, при котором обеспечивается необходимое давление на входе, невелик.

Технический результат от использования предлагаемого изобретения заключается в обеспечении стабильного давления на входе независимо от величины расхода через клапан и тем самым расширение диапазона пропускаемого клапаном расхода.

Указанный результат достигается тем, что плунжер выполнен двухступенчатым с образованием на нем кольцевого уступа, площадь которого меньше площади поршня, а наружная поверхность дополнительной ступени образует с поверхностью бурта корпуса канал переменного сечения, увеличивающегося со стороны уступа.

На чертеже изображен двухступенчатый клапан давления в разрезе. Двухступенчатый клапан давления содержит корпус 1 с входной и выходной полостями 2 и 3, запорно-регулирующий орган 4 в виде двухступенчатого пустотелого плунжера 5, поджатого пружиной 6 к коническому седлу 7, организованного кольцевым буртом 8 корпуса 1, и расположенный в полости плунжера 5 поршень 9 с ограничителем хода 10.

Поршень 9 образует в полости плунжера 5 демпферную камеру 11, которая сообщена с входной полостью 2 каналом 12, и камеру управления 13, которая сообщена с выходной полостью 3 через канал 14 и дроссельный канал 15, выполненные в корпусе. Площадь кольцевого уступа 16, организованного на плунжере 5 ступенью 17, выполнена меньше площади поршня 9, а наружная поверхность 18 ступени 17 образует с поверхностью бурта 8 кольцевой канал 19 переменного сечения, увеличивающегося со стороны уступа 16. Настройка клапана осуществляется изменением усилия пружины при помощи регулировочного винта 20.

Двухступенчатый клапан давления работает следующим образом.

Рабочая жидкость поступает во входную полость 2 и, воздействуя на запорно-регулирующий орган 4 и поршень 9, прижимает последний к ограничителю хода 10. При повышении давления сверх заданной величины, устанавливаемой предварительным поджатием пружины 6, запорно-регулирующий орган 4 отходит от конического седла 7, обеспечивая проход рабочей жидкости по кольцевому каналу 19 и далее через дроссельный канал 15 в выходную полость 3.

С появлением потока рабочей жидкости статическое давление на входе в канал 12 уменьшается, а следовательно, уменьшается и давление в демпферной камере 11, вызывая увеличение усилия на дальнейшее перемещение запорно-регулирующего органа 4, при этом возникающий в дроссельном канале 15 перепад давления через канал 14 и камеру управления 13 также увеличивает усилие на перемещение запорно-регулирующего органа 4.

При минимальном расходе рабочей жидкости (при малом отходе запорно-регулирующего органа 4 от седла 7) перепад давления на кольцевом канале 19 имеет максимальное значение, что обеспечивает максимальное увеличение усилия в сторону перемещения запорно-регулирующего органа 4, так как перепад давления в дроссельном канале 15 при минимальном расходе имеет минимальное значение, и тем самым минимальное увеличение усилия на перемещение запорно-регулирующего органа 4.

С увеличением расхода перепад давления в дроссельном канале 15 увеличивается, вызывая увеличение усилия на перемещение запорно-регулирующего органа 4, при этом по мере перемещения запорно-регулирующего органа 4 сечение кольцевого канала 19 увеличивается, а следовательно, перепад давления на нем уменьшается, вызывая тем самым уменьшение давления в демпферной камере 11 и как следствие уменьшение усилия на перемещение запорно-регулирующего органа 4.

Таким образом, с увеличением расхода усилие на запорно-регулирующий орган 4 со стороны управляющей камеры 13 увеличивается, а со стороны демпферной камеры 11 - уменьшается, в связи с чем суммарное усилие на перемещение запорно-регулирующего органа 4 и давление на входе в клапан остается постоянным независимо от расхода. Таким образом, предложенное техническое решение обеспечивает стабильное давление на входе в клапан независимо от пропускаемого расхода в широком его диапазоне.