RU2146024C1

RU2146024C1 - Check valve with sectional flexible diaphragm

Info

Publication number: RU2146024C1
Application number: RU97100690A
Authority: RU
Inventors: В.Н. Хабардин; Д.Н. Грищенко; А.В. Марченко; С.А. Прибылов
Original assignee: Иркутская государственная сельскохозяйственная академия
Priority date: 1997-01-10
Filing date: 1997-01-10
Publication date: 2000-02-27

Abstract

FIELD: mechanical engineering; handling of liquid and gaseous media. SUBSTANCE: proposed check valve has housing with diaphragm with concentric ports to pass working medium and peripheral flexible membrane. Diaphragm is installed square to axis of pipeline. Peripheral membrane has lobes for closing diaphragm ports at reverse flow of working medium. Central flexible membrane is installed in housing. Central membrane is arranged concentrically relative to peripheral flexible membrane and is provided with lobes to overlap the ports. Diaphragm is made in form of support disk with ports. The latter are arranged in peripheral and central parts of diaphragm. Peripheral is connected with diaphragm with diaphragm over its diameter by means of holder. It overlaps ports of peripheral part of diaphragm by its lobes and opens ports in direction from center. Central membrane is connected in center of diaphragm by rivet and washer. It closes ports in central part of diaphragm by its lobes and opens ports in direction towards center. With ports of diaphragm being opened, lobes of membranes form ring channel for passing the medium. EFFECT: enhanced service characteristics of valve: reduced resistance coefficient, increased flow capacity. 3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к механике, в частности к конструкциям обратных клапанов преимущественно для пропуска жидких и газообразных сред. Кроме того, оно может быть применено в средствах защиты органов дыхания, например, в клапанной коробке противогаза. The invention relates to mechanics, in particular to designs of non-return valves mainly for passing liquid and gaseous media. In addition, it can be used in respiratory protection, for example, in the valve box of a gas mask.

Обратные клапаны широко используются в гидравлических и пневматических машинах. Они устанавливаются на водопроводах и всасывающих линиях насосных устройств и предназначены для пропуска жидкости или газа в одном направлении. Известны следующие конструкции обратных клапанов: с шарнирно-подвижным запорным элементом /с поворотным диском или с захлопкой/ [1, 2, 3, 4], с запорным элементом золотникового типа [5], шариковые, пружинные, с дроссельным отверстием [6, 7, 8, 9, 10], а также с седлом [11]. Check valves are widely used in hydraulic and pneumatic machines. They are installed on water pipes and suction lines of pumping devices and are designed to pass liquid or gas in one direction. The following designs of check valves are known: with a pivotally-movable locking element / with a rotary disk or with a flap / [1, 2, 3, 4], with a spool-type locking element [5], ball, spring, with a throttle hole [6, 7 , 8, 9, 10], and also with a saddle [11].

Основными недостатками указанных устройств является то, что они сложны и недостаточно надежны в эксплуатации. The main disadvantages of these devices is that they are complex and not sufficiently reliable in operation.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является обратный клапан с составной эластичной мембраной, содержащий корпус, диафрагму с концентрично расположенными окнами для прохода рабочей среды, установленную перпендикулярно оси трубопровода, и эластичную мембрану, выполненную в виде лепестков для перекрытия окон при обратном направлении среды /патент США N 3807444, F 16 K 15/14, 1974 г./. The closest technical solution, selected as a prototype, is a non-return valve with a composite elastic membrane, comprising a body, a diaphragm with concentrically arranged windows for the passage of the working medium, mounted perpendicular to the axis of the pipeline, and an elastic membrane made in the form of petals for closing the windows in the opposite direction Wednesday / US patent N 3807444, F 16 K 15/14, 1974 /.

Недостатком известного клапана является то, что эффективность его работы недостаточна при малых скоростях подачи рабочей среды. A disadvantage of the known valve is that its efficiency is insufficient at low feed rates.

Задачей изобретения является упрощение конструкции клапана, а также улучшение эксплуатационных характеристик, в частности, снижение коэффициента сопротивления клапана и повышение его пропускной способности. The objective of the invention is to simplify the design of the valve, as well as improving operational characteristics, in particular, reducing the coefficient of resistance of the valve and increasing its throughput.

Сущность изобретения заключается в следующем. В корпусе установлена центральная эластичная мембрана с лепестками для перекрытия окон. Диафрагма выполнена в виде опорного диска с окнами, расположенными в ее периферийной и центральной частях. При этом периферийная мембрана соединена с диафрагмой с возможностью перекрытия лепестками окон периферийной части диафрагмы и открытия окон в направлении от центра, а центральная мембрана - с возможностью перекрытия лепестками окон центральной части диафрагмы и открытия окон в направлении к центру. В результате при открытии окон диафрагмы лепестками образован кольцевой канал, обеспечивающий свободный проход рабочей среды. Для создания более рациональной формы указанного канала окна диафрагмы симметричны, а отношение числа окон в периферийной части диафрагмы к их числу в центральной части равно двум. При этом ось симметрии каждого окна центральной части расположена по середине стыкового соединения окон периферийной части. В целом это обеспечивает снижение коэффициента сопротивления клапана и повышение его пропускной способности. The invention consists in the following. The body has a central elastic membrane with petals for closing the windows. The diaphragm is made in the form of a support disk with windows located in its peripheral and central parts. In this case, the peripheral membrane is connected to the diaphragm with the possibility of petals blocking the windows of the peripheral part of the diaphragm and opening the windows in the direction from the center, and the central membrane is capable of overlapping petals of the windows of the central part of the diaphragm and the windows open in the direction toward the center. As a result, when opening the windows of the diaphragm, an annular channel is formed by the petals, providing free passage of the working medium. To create a more rational form of the specified channel, the aperture windows are symmetrical, and the ratio of the number of windows in the peripheral part of the diaphragm to their number in the central part is two. Moreover, the axis of symmetry of each window of the central part is located in the middle of the butt joint of the windows of the peripheral part. In general, this provides a decrease in the coefficient of resistance of the valve and increase its throughput.

На фиг. 1, 2, 3 изображен обратный клапан с составной эластичной мембраной. Он состоит из цилиндрического корпуса 1, диафрагмы 2, двух эластичных мембран - периферийной 6 и центральной 7. Диафрагма 2 установлена перпендикулярно оси трубопровода и представляет собой опорный диск с концентрично расположенными в нем окнами для прохода рабочей среды. Окна диафрагмы симметричны и разделены между собой кромками на входе рабочей среды, а на выходе - контактными полосками для наложения лепестков. Отношение числа окон в периферийной части диафрагмы к их числу в центральной части равно двум. Ось симметрии каждого окна центральной части расположена по середине стыкового соединения окон периферийной части. В мембранах 6 и 7 имеются /вырезаны/ лепестки для перекрытия окон. Периферийная часть мембраны 6 соединена с диафрагмой 2 посредством обоймы 4 по диаметру диафрагмы 2 так, что лепестками перекрывает только периферийные окна. Центральная часть мембраны 7 установлена в центре диафрагмы 2 на заклепке 3 с шайбой 8 и перекрывает лепестками только центральные окна. Между периферийной 6 и центральной 7 частями мембраны имеется концентричный зазор. Клапанный блок /детали 2, 3, 4, 6, 7 и 8 в сборе/ зафиксированы в корпусе 1 стопорным кольцом 5. Под действием вакуума клапан работает следующим образом. В полости над мембраной /периферийной и центральной ее частями 6 и 7/ создается вакуум. Лепестки периферийной части 6 мембраны открываются в направлении от центра, лепестки центральной части 7 - к центру. В результате создается кольцевой канал и рабочая среда проходит через открытые лепестками окна. При создании в полости над мембраной избыточного давления лепестки закрывают окна, прижимаясь кромками к контактными полоскам диафрагмы 2, и не пропускают рабочую среду в обратном направлении. Под действием избыточного давления клапан работает следующим образом. Давление создается в полости над диафрагмой 2 - ее окна открываются лепестками таким же образом, как и при воздействии вакуума. При этом рабочая среда пропускается через окна. При создании в этой полости вакуума лепестки закрывают окна и рабочая среда не проходит в обратном направлении. In FIG. 1, 2, 3 shows a check valve with a composite elastic membrane. It consists of a cylindrical body 1, diaphragm 2, two elastic membranes - peripheral 6 and central 7. The diaphragm 2 is installed perpendicular to the axis of the pipeline and is a support disk with windows concentrically located in it for passage of the working medium. The windows of the diaphragm are symmetrical and separated by edges at the inlet of the working medium, and at the exit with contact strips for applying petals. The ratio of the number of windows in the peripheral part of the diaphragm to their number in the central part is two. The axis of symmetry of each window of the central part is located in the middle of the butt joint of the windows of the peripheral part. In membranes 6 and 7 there are / cut / petals for overlapping windows. The peripheral part of the membrane 6 is connected to the diaphragm 2 by means of a clip 4 along the diameter of the diaphragm 2 so that only the peripheral windows overlap with the petals. The central part of the membrane 7 is installed in the center of the diaphragm 2 on the rivet 3 with the washer 8 and covers only the central windows with the petals. Between the peripheral 6 and central 7 parts of the membrane there is a concentric gap. The valve block / parts 2, 3, 4, 6, 7, and 8 assembly / are fixed in the housing 1 by the retaining ring 5. Under the action of vacuum, the valve operates as follows. A vacuum is created in the cavity above the membrane / its peripheral and central parts 6 and 7 /. The petals of the peripheral part 6 of the membrane open in the direction from the center, the petals of the central part 7 - to the center. As a result, an annular channel is created and the working medium passes through the windows open by the petals. When creating excess pressure in the cavity above the membrane, the petals close the windows, pressing the edges against the contact strips of the diaphragm 2, and do not pass the working medium in the opposite direction. Under the action of excess pressure, the valve operates as follows. Pressure is created in the cavity above the diaphragm 2 - its windows are opened by the petals in the same way as when exposed to vacuum. In this case, the working environment is passed through the windows. When creating a vacuum in this cavity, the petals close the windows and the working medium does not pass in the opposite direction.

Предлагаемый обратный клапан универсален. Он работает как под действием вакуума, так и за счет избыточного давления. Клапан может быть установлен как вертикально, так и горизонтально. Он может пропускать в одном направлении различные среды: газы, жидкости, высоковязкие жидкости. Клапан имеет простую конструкцию и практически реализуется в виде клапанного блока. Его можно использовать в клапанной коробке противогазов. Улучшение эксплуатационной характеристики клапана /снижение коэффициента сопротивления, повышения пропускной способности/ обусловлено тем, что в его конструкции предусмотрена составная эластичная мембрана, а также предложена рациональная форма окон диафрагмы и запорных элементов. The proposed non-return valve is universal. It works both under vacuum and due to overpressure. The valve can be installed both vertically and horizontally. It can pass in one direction various media: gases, liquids, highly viscous liquids. The valve has a simple design and is practically implemented as a valve block. It can be used in the valve box of gas masks. Improving the valve’s performance / reducing the drag coefficient, increasing throughput / is due to the fact that its design provides for a composite elastic membrane, as well as a rational shape of the diaphragm windows and locking elements.

Источники информации, принятые во внимание
1. Циклаури Д.С. Гидравлика, сельскохозяйственное водоснабжение и гидросиловые установки. М.: Стройиздат, 1970, с.204.Sources of information taken into account
1. Tsiklauri D.S. Hydraulics, agricultural water supply and hydraulic power plants. M .: Stroyizdat, 1970, p.204.

2. Патент РФ N 2030670, F 16 K 15/03, 17.12.91. 2. RF patent N 2030670, F 16 K 15/03, 12/17/91.

3. А.с. СССР N 1611226, F 16 K 15/03, 19.11.86. 3. A.S. USSR N 1611226, F 16 K 15/03, 11.19.86.

4. А.с. СССР N 1583690, F 16 K 15/02, 29.03.88. 4. A.S. USSR N 1583690, F 16 K 15/02, 03/29/88.

5. А.с. СССР N 1643840, F 16 K 15/02, 26.05.88. 5. A.S. USSR N 1643840, F 16 K 15/02, 05.26.88.

6. А.с. СССР N 1571341, F 16 K 15/02, 02.11.87. 6. A.S. USSR N 1571341, F 16 K 15/02, 02.11.87.

7. А.с. СССР N 1638409, F 16 K 15/02, 29.07.88. 7. A.S. USSR N 1638409, F 16 K 15/02, 07.29.88.

8. А.с. СССР N 1656264, F 16 K 15/14, 06.03.89. 8. A.S. USSR N 1656264, F 16 K 15/14, 06.03.89.

9. А.с. СССР N 1676882, F 16 K 15/00, 22.08.89. 9. A.S. USSR N 1676882, F 16 K 15/00, 08.22.89.

10. А.с. СССР N 1560860, F 16 K 15/14, 07.06.88. 10. A.S. USSR N 1560860, F 16 K 15/14, 07/07/88.

11. Егоров П.Т., Шляхов И.А., Алабин Н.И. Гражданская оборона /Учебник. М.: Высшая школа, с.140, 141. 11. Egorov P.T., Shlyakhov I.A., Alabin N.I. Civil Defense / Textbook. M .: Higher school, p. 140, 141.

Claims

1. The non-return valve with a composite elastic membrane, comprising a housing with a diaphragm located therein with concentric windows for the passage of the working medium mounted perpendicular to the axis of the pipeline, and a peripheral elastic membrane made with petals for closing the windows in the opposite direction of the working medium, characterized in that a central elastic membrane is installed in the housing, concentric with the peripheral elastic membrane and made with petals to overlap the windows, and the diaphragm in It is made in the form of a support disk with windows located in the peripheral and central parts of the diaphragm, the peripheral membrane being connected to the diaphragm by a ferrule along its diameter so that the window petals can cover the peripheral part of the diaphragm and open the windows in the direction from the center, and the central membrane is connected in the center of the diaphragm by means of a rivet with a washer with the possibility of closing the windows of the central part of the diaphragm by the petals and opening the windows towards the center, while opening the windows of the petal diaphragm we formed an annular channel for the passage of the working medium.

2. The valve according to claim 1. characterized in that the diaphragm windows are symmetrical and separated by edges at the inlet of the working medium, and at the output by contact strips for applying the petals.

3. The valve according to claim 1, characterized in that the number of windows of the peripheral part of the diaphragm to their number in the central part is 2: 1, with the axis of symmetry of each window of the central part being located in the middle of the butt joint of the windows of the peripheral part.