Результат интеллектуальной деятельности: Запорный клапан для установки датчиков

Изобретение относиться к устройствам, обеспечивающим нормальную эксплуатацию топливных, масляных и других систем машин с жидкой средой, в частности к запорным клапанам для установки датчиков, например, в топливных баках тепловозов для обеспечения быстрой замены датчиков без слива жидкой среды из системы.

В системах с жидкой средой из-за необходимости проведения обслуживания, ремонта, поверки датчиков постоянно возникает необходимость замены датчиков. Замена датчиков возможна или путем слива жидкости из системы или установки вентильного блока, перекрывающего доступ к датчику. Зачастую оба варианта невозможны из-за условий эксплуатации машины или конструктивных особенностей системы и требуется установка обратного клапана перед датчиком.

Известны обратные клапаны, в которых затвором служит шаровой элемент (ru.m/wikipediaja.org/wiki/Обратный_клапан). Эти клапаны предназначены для перекрытия жидкой или газообразной среды. Конструкция указанных обратных клапанов предусматривает расположение шарового затвора по центральной оси клапана, что делает невозможным их применение в случае установки датчиков давления в системы, т.к. при их установке происходит надавливание датчика через чувствительный элемент - мембрану на шар обратного клапана, что приведет к повреждению мембраны.

Известен клапан обратный картриджного монтажа, корпус которого состоит из двух взаимодействующих между собой частей - наружной и внутренней, при этом наружная часть корпуса клапана выполнена в виде глухой пробки, имеющей внутреннюю опорную площадку для осевой пружины запорного органа, наружную резьбу для установки в сплошной плите и внутреннюю резьбу, для установки внутренней части корпуса клапана, размещенную внутри указанной пробки, при этом внутренняя часть корпуса клапана выполнена в виде полого цилиндра с профилированным центральным каналом, состоящим, как минимум, из двух частей разного диаметра и образующим уступ с кромкой седла клапана в месте перехода одной части в другую, при этом в полости большего диаметра размещен подпружиненный запорный орган. Подводящий и отводящий каналы клапана выполнены в сплошной плите и соединяются с центральным каналом корпуса и радиальными каналами в стенке внутренней части корпуса клапана соответственно.

Недостатком данной конструкции является невозможность установки датчика давления (RU патент 2612520 С1, МПК F16K 15/02, F16K 17/04, опубл. 09.03.2017).

Известно быстроразъемное соединительное устройство со встроенным обратным клапаном. Обратный клапан в нем расположен в отходящем от основного проходного участка открытом наружу дополнительном ответвлении, а клапанный элемент обратного клапана выполнен с возможностью его перемещения доступным снаружи толкателем против возвращающего усилия из закрытого положения, в котором он запирает путь для прохода текущей среды, в открытое положение, в котором он освобождает путь для прохода текущей среды.

Недостатком этого устройства является центральное расположение клапанного элемента внутри полости дополнительного ответвления толкателя. Это исключает установку измерительных устройств с чувствительным элементом, находящимся посередине датчика. Кроме того, конструкция клапана в форме тройника неприемлема для установки измерительных приборов в ряде мест, особенно на подвижном составе и, в частности в топливном баке тепловоза (RU патент 2336453 С2, МПК F16K 15/02, опубл. 20.10.2008).

Техническим результатом предлагаемого изобретения является создание компактного клапана, позволяющего осуществлять замену датчиков давления без предварительного слива жидкой среды из топливной или масляной системы и препятствующего протеканию жидкой среды при отсутствии датчика.

Указанный технический результат достигается тем, что в запорном клапане для установки датчиков, содержащем корпус, состоящий из двух частей, внутренней и внешней, размещенных одна в другой, причем внешняя часть выполнена в виде полого цилиндра с фланцем, на внутренней стенке внешней части со стороны фланца выполнена резьба для установки датчика давления, с другого конца выполнен выступ для посадки с натягом внутренней части корпуса, представляющей собой обратный клапан с шаровым затвором, включающий шар, пружину и регулировочный винт с двумя отверстиями, дополнительно установлен поршень в виде цилиндра, на одной торцевой поверхности которого выполнена кольцеобразная канавка, с образованием наружной стенки поршня и внутренней цилиндрической части - толкателя, на другой торцевой поверхности поршня – днище, выполнено вертикальное несквозное осевое отверстие, сообщающееся со сквозным горизонтальным отверстием, выполненным в нижней части толкателя с возможностью сообщения с полостью обратного клапана, поршень обращен торцом с кольцеобразной канавкой в сторону обратного клапана, причем ширина кольцеобразной канавки такова, что наружная стенка поршня входит в зазор между внутренней поверхностью внешней части корпуса и внешней поверхностью внутренней части корпуса, глубина канавки подбирается из условия обеспечения хода поршня, который толкателем опирается на шар, а диаметр толкателя равен диаметру отверстия в шаровом затворе.

На днище поршня может быть выполнена цилиндрическая выточка для лучшего подвода жидкой среды к датчику. В наружной стенке поршня могут быть выполнены дренажные отверстия для выхода воздуха при движении поршня.

На фиг. 1 изображен запорный клапан для установки датчиков (далее клапан) в исходном состоянии с установленным датчиком давления. На фиг. 2 изображен клапан после снятия датчика давления.

Клапан для установки датчиков содержит корпус, состоящий из двух частей, внутренней 1 и внешней 2, размещенных одна в другой, причем внешняя часть выполнена в виде полого цилиндра с фланцем 3, на внутренней стенке внешней части 2 со стороны фланца выполнена резьба 4 для установки датчика 5 давления, с другого конца выполнен выступ 6 для посадки с натягом внутренней части 1 корпуса, представляющей собой обратный клапан с шаровым затвором, включающий шар 7, пружину 8 и регулировочный винт 9 с двумя отверстиями 10. Клапан содержит поршень 11 в виде цилиндра, на одной торцевой поверхности которого выполнена кольцеобразная канавка 12, с образованием наружной стенки 13 поршня и внутренней цилиндрической части - толкателя 14, на другой торцевой поверхности поршня - днище 15, выполнено вертикальное несквозное осевое отверстие 16, сообщающееся со сквозным горизонтальным отверстием 17, выполненным в нижней части толкателя 14 с возможностью сообщения с полостью 18 обратного клапана, поршень 11 обращен торцом с кольцеобразной канавкой 12 в сторону обратного клапана, причем ширина кольцеобразной канавки 12 такова, что наружная стенка 13 поршня входит в зазор между внутренней поверхностью внешней части 2 корпуса и внешней поверхностью внутренней части 1 корпуса, глубина канавки подбирается из условия обеспечения хода поршня 11, толкатель 14 опирается на шар 7, а диаметр толкателя 14 равен диаметру отверстия в шаровом затворе. На днище 15 поршня 11 может быть выполнена цилиндрическая выточка 19 для лучшего подвода жидкой среды к датчику 5 давления. В наружной стенке 13 поршня 11 могут быть выполнены дренажные отверстия 20 для выхода воздуха при движении поршня 11.

Клапан работает следующим образом.

В исходном состоянии во внешнею часть 2 корпуса, выполненную в виде полого цилиндра с фланцем 3, со стороны конца с резьбой 4 устанавливается датчик 5 давления, который воздействует на днище 15 поршня 11. При ввертывании датчика давления во внешнюю часть 2 корпуса поршень 11, перемещаясь, воздействует толкателем 14 на шар 7 обратного клапана, при этом горизонтальное отверстие 17, выполненное в нижней части толкателя 14, сообщается с полостью 18 обратного клапана, заполненной жидкой средой из системы через отверстия 10 в регулировочном винте 9, тем самым обеспечивая поступление жидкой среды через горизонтальное 17 и вертикальное 16 отверстия в толкателе 14, в цилиндрическую выточку 19 к датчику 5 давления.

При снятии датчика 5 давления поршень 11 перестает надавливать на шар 7 обратного клапана, который под действием пружины 8 перекрывает выход жидкой среды из системы (см. фиг. 2). После этого датчик 5 давления может быть заменен с минимальными потерями жидкой среды.

Клапан предназначен для установки в топливный бак тепловоза или специального подвижного состава совместно с датчиками избыточного давления типа LMK в системах измерения количества топлива в баках АСИУТ и АСК, а также может быть применен в системах учета энергоресурсов. При установке датчиков давления в системы с жидкой средой с запорными клапанами повышается эффективность обслуживания систем.