RU2221952C2

RU2221952C2 - Ball valve

Info

Publication number: RU2221952C2
Application number: RU2002104330/06A
Authority: RU
Inventors: А.В. Камышев; Г.У. Жидецкий
Original assignee: Камышев Александр Владимирович
Priority date: 2002-02-18
Filing date: 2002-02-18
Publication date: 2004-01-20

Abstract

FIELD: mechanical engineering, instrument engineering. SUBSTANCE: invention relates to design of pump valve units, mainly, piston pumps, to provide reliable closing of mains at higher pressures. Proposed ball valve contains body, and ball arranged in pass- through channel. Pass-through channel is stepped. Ball pressed by coiled spring to conical seat. Ball is arranged in pass-through channel in one of its steps with minimum clearance. Spring interacts with ball through support member. Minimum clearance between walls of channels and ball is made over length 0.5-1 mm higher from diametric plane of ball. EFFECT: simplified technological process at provision of high centering of ball on conical seat, increased service life of valve. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения и приборостроения, в частности к конструкции клапанных узлов насосов, преимущественно поршневых. The invention relates to the field of engineering and instrumentation, in particular to the design of valve assemblies of pumps, mainly piston.

Устройство [1] содержит клапан двойного действия, где вместе с основным клапаном содержится дополнительный обратный клапан с запорным элементом в виде шарика. Шарик опирается на подпружиненный в направлении седла опорный элемент, установленный с образованием кольцевого зазора между наружной кольцевой поверхностью опорного элемента и поверхностью проходного канала. Выполнение обратного запорного элемента в виде шарика позволяет уменьшить массу, а следовательно, и инерционность подвижных частей клапана. В этом устройстве с целью устранения смещения шарика от оси клапана в процессе его перемещения в канале, в котором перемещается клапан, выполнены продольные пазы, а торцевые кромки пазов со стороны седла шарикового клапана расположены на расстоянии от седла внутри интервала, заданного положениями диаметральной плоскости шарикового клапана, в его крайних положениях, при этом шарик установлен в канале с минимальным зазором к его стенкам, обеспечивающим прямолинейное перемещение шарика вдоль продольной оси и точную посадку на седло. Недостатком данной конструкции является наличие пазов, что усложняет технологический процесс. The device [1] comprises a double-acting valve, where, together with the main valve, an additional non-return valve with a shut-off element in the form of a ball is contained. The ball rests on a support element spring-loaded in the direction of the saddle, mounted to form an annular gap between the outer annular surface of the support element and the surface of the passage channel. The implementation of the inverse locking element in the form of a ball allows to reduce the mass, and therefore the inertia of the moving parts of the valve. In this device, in order to eliminate the displacement of the ball from the axis of the valve during its movement in the channel in which the valve moves, longitudinal grooves are made, and the end edges of the grooves on the side of the ball valve seat are located at a distance from the seat inside the interval defined by the positions of the diametrical plane of the ball valve , in its extreme positions, while the ball is installed in the channel with a minimum clearance to its walls, providing rectilinear movement of the ball along the longitudinal axis and precise fit on the saddle. The disadvantage of this design is the presence of grooves, which complicates the process.

Известен обратный клапан [2], который состоит из корпуса, запорного элемента, пружины, нажимной крышки и проставочного калиброванного кольца, установленного между корпусом и нажимной крышкой, тоцовые поверхности которого притерты с контактируемыми поверхностями корпуса и нажимной крышки. Недостатком данной конструкции является то, что шарик свободно поднимается и опускается на седло, т. е. диаметр отверстия для отвода среды больше диаметра шарика. При опускании на седло шарик может смещаться относительно оси клапана. Это приводит к неустойчивой работе запорного элемента. Known check valve [2], which consists of a housing, a locking element, a spring, a pressure cap and a spacer calibrated ring installed between the body and the pressure cap, the end surfaces of which are ground with the contact surfaces of the body and the pressure cap. The disadvantage of this design is that the ball freely rises and falls on the saddle, that is, the diameter of the hole for venting the medium is larger than the diameter of the ball. When lowered onto the seat, the ball may move relative to the axis of the valve. This leads to unstable operation of the locking element.

Известен обратный клапан [3], содержащий корпус, в полости которого размещен запорный орган, взаимодействующий с одним из двух соосно выполненных седел, а со стороны одного из седел и соосно с ним на длине, большей диаметра запорного органа, выполнена сообщенная с указанной полостью кольцевая расточка, диаметр которой равен диаметру запорного органа. Кольцевая расточка в данном случае предназначена для получения герметичности клапана, когда сбрасывают давление во входной магистрали клапана. Known check valve [3], containing a housing in the cavity of which is located a locking body interacting with one of two coaxially made seats, and on the side of one of the seats and coaxially with it for a length greater than the diameter of the locking body, an annular communicated with the specified cavity is made boring, the diameter of which is equal to the diameter of the locking organ. The annular bore in this case is designed to obtain valve tightness when the pressure in the valve inlet line is released.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является нагнетательный клапан [4] топливного насоса высокого давления для бескомпрессорных дизелей, в котором в качестве запорного элемента применен шарик, прижимаемый винтовой пружиной к коническому седлу и расположенный с минимальным зазором в цилиндрическом углублении корпуса, на внутренней стенке которого выполнены предназначенные для прохода топлива продольные каналы, не доходящие до дна углубления. Недостатком данного клапана является наличие продольных каналов на внутренней стенке цилиндрического углубления. Если эту конструкцию применить на, скажем, клапанах ручных поршневых насосов, то при малых размерах шарика пазы получаются тоже очень малыми. Диаметр их много меньше длины и трудно выполним. Closest to the proposed invention is the discharge valve [4] of the high pressure fuel pump for uncompressed diesels, in which a ball is used as a locking element, pressed by a helical spring to the conical seat and located with a minimum clearance in the cylindrical recess of the housing, on the inner wall of which are designed for fuel passage, longitudinal channels not reaching the bottom of the recess. The disadvantage of this valve is the presence of longitudinal channels on the inner wall of the cylindrical recess. If this design is applied on, say, valves of manual piston pumps, then for small ball sizes, the grooves are also very small. Their diameter is much less than length and difficult to accomplish.

Целью предлагаемого изобретения является упрощение технологического процесса при обеспечении высокой центровки шарика на коническое седло, увеличение времени эксплуатации клапана. The aim of the invention is to simplify the process while ensuring high alignment of the ball on the conical seat, increasing the valve operating time.

Цель достигается тем, что в шариковом клапане, содержащем корпус, шарик, расположенный в проходном канале, выполненном ступенчатым, при этом шарик прижат винтовой пружиной к коническому седлу и размещен в проходном канале с минимальным зазором в одной из его ступеней, а пружина взаимодействует с шариком через опорный элемент, минимальный зазор между стенками канала и шариком выполнен по длине выше от диаметральной плоскости шарика на 0,5-1 мм. The goal is achieved in that in a ball valve containing a housing, a ball located in the passage channel made of a step, while the ball is pressed by a helical spring to the conical seat and placed in the passage channel with a minimum clearance in one of its stages, and the spring interacts with the ball through the support element, the minimum gap between the walls of the channel and the ball is made along the length higher from the diametrical plane of the ball by 0.5-1 mm.

Цель достигается еще и тем, что опорный элемент шарикового клапана выполнен со сквозным проходным отверстием с конической поверхностью в месте сопряжения с шариком. Новым и существенным является выбор размера длины зазора между шариком и стенками канала оптимальным. Этот размер выбран расчетным и опытным путем. Он определяет ход шарика, обеспечивающий высокую точность центровки шарика как при работе клапана, так и при сборочном технологическом процессе, когда пробивается коническое седло. Опорный элемент, на который насажена пружина и сопрягаемый с шариком, также помогает центровке шарика на конической поверхности седла. Выполненное в нем проходное отверстие уменьшает гидравлическое сопротивление шарового клапана. The goal is also achieved by the fact that the supporting element of the ball valve is made with a through hole with a conical surface in the place of interfacing with the ball. New and significant is the optimal choice of the size of the gap length between the ball and the channel walls. This size is selected by calculation and empirically. It determines the course of the ball, providing high accuracy of centering the ball both during the operation of the valve and during the assembly process, when a conical seat breaks through. The support element, on which the spring is mounted and mating with the ball, also helps align the ball on the conical surface of the seat. The passage opening made therein reduces the hydraulic resistance of the ball valve.

Пример конструкции шарового клапана по предлагаемому изобретению изображен на чертеже. An example of the design of a ball valve according to the invention is shown in the drawing.

Устройство содержит корпус 1, проходной канал 2, выполненный ступенчатым, шарик 3, размещенный в одной из ступеней канала 4 с минимальным зазором. Шарик 3 прижат к коническому седлу 5 пружиной 6, которая расположена между втулкой 7 и опорным элементом 8, сопрягаемым конической поверхностью 9 с шариком 3. Опорный элемент 8 и втулка 7 выполнены сквозными. Минимальный зазор Н выполнен по высоте от диаметральной плоскости шарика на 0,5-1 мм. При повышении давления рабочей среды со стороны подвода в корпусе 1 шарик 3 приподнимается, обеспечивая расход среды через клапан. При понижении давления шарик 3 закрывает подвод среды. Такая конструкция клапана обеспечивает высокую центровку шарика в клапане на седло, сохранение герметичности при закрытии клапана при более длительных сроках эксплуатации. The device comprises a housing 1, a passage channel 2, made stepwise, a ball 3, placed in one of the stages of the channel 4 with a minimum clearance. The ball 3 is pressed against the conical seat 5 by a spring 6, which is located between the sleeve 7 and the support element 8, the mating conical surface 9 with the ball 3. The support element 8 and the sleeve 7 are made through. The minimum clearance H is made in height from the diametrical plane of the ball by 0.5-1 mm. With increasing pressure of the working medium from the supply side in the housing 1, the ball 3 rises, providing a flow rate of the medium through the valve. When the pressure decreases, the ball 3 closes the supply of medium. This valve design provides a high centering of the ball in the valve on the seat, maintaining tightness when closing the valve for longer periods of operation.

ЛИТЕРАТУРА
1. RU 2052653, F 02 M 59/46.LITERATURE
1. RU 2052653, F 02 M 59/46.

2. AC 419676, F 16 K 15/04. 2. AC 419676, F 16 K 15/04.

3. RU 2059138, F 16 K 15/04. 3. RU 2059138, F 16 K 15/04.

4. AC 109108, F 02 M 59/46. 4. AC 109108, F 02 M 59/46.

Claims

1. A ball valve comprising a housing, a ball located in the passage channel made of a step, while the ball is pressed by a helical spring to the conical seat and placed in the passage channel with a minimum clearance in one of its stages, and the spring interacts with the ball through the support element, characterized in that the minimum gap between the walls of the channel and the ball is made along the length higher from the diametrical plane of the ball by 0.5 - 1 mm.

2. Ball valve according to claim 1, characterized in that the supporting element is made with a through longitudinal hole with a conical surface at the interface with the ball.