Устройство клапанов дозировочных агрегатов

В качестве нагнетательного и всасывающего клапанов в гидроцилиндрах и мембранных головках дозировочных агрегатов в зависимости от подачи применяются шаровые клапаны КШ05.200 (рисунок 1), КШ08.050, КШ10.050, КШ15.050 (рисунок 2), КШ08.550, КШ10.550, КШ15.550 (рисунок 3), КШ10.300, КШ10.350, КШ15.350 (рисунок 4), КШ15.000, КШ25.000, КШ32.000 (рисунок 5), КШ25.500 (рисунок 6) и тарельчатые клапаны КТ25.000, КТ32.000 (рисунок 7), КТ50.000, КТ55.000 (рисунок 8).

Технические характеристики и применяемость клапанов одноплунжерных насосов одностороннего действия приведены в таблице.

Примечание – По технологическим причинам некоторые гидроцилиндры (мембранные головки) с подачей до 10 л/ч могут комплектоваться вместо клапанов КШ05.200 клапанами КШ08.050 или КШ08.550.

Шаровые и тарельчатые клапаны имеют принципиально одинаковую конструкцию и различаются размерами, способом крепления их в цилиндре (мембранной головке) и креплением трубопроводов к ним. В общем случае клапан состоит из корпуса клапана, затвора и седла. Затвор клапана (в виде шара или тарелки) перемещается по направляющим корпуса и, садясь на седло, закрывает клапан.

Седло шарового клапана имеет приработанную рабочую кромку, на которую садится шарик. Приработке подвергаются клапаны агрегата в процессе его испытаний на заводе-изготовителе. Пара «приработанное седло – прирабатывавший шарик» в клапанах с диаметром седла по 15 мм применяется строго совместно.

Герметизация клапана происходит за счёт упругой деформации рабочей кромки седла и шарика (в общем случае – затвора) под действием перепада давления на клапане. В свободном состоянии затвор лежит на седле. Открытие клапана происходит поднятием затвора с седла при превышении давления под затвором давления над ним. Гидродинамические силы, создаваемые обтекающим потоком жидкости, удерживают затвор поднятым над седлом. Закрытие клапана осуществляется посадкой затвора на седло под действием силы тяжести (и пружины в тарельчатых клапанах) в момент, когда расход жидкости через клапан становится нулевым и исчезают удерживающие затвор гидродинамические силы. Это происходит при прохождении плунжером гидроцилиндра (мембранной головки) крайних («мёртвых») точек. Таким образом, рабочим положением всасывающего и нагнетательного клапанов является вертикальное. Чем ближе положение клапана к вертикальному, тем точнее происходит посадка затвора на рабочую кромку седла и, как следствие, меньше утечки через клапан.

В зависимости от предельного давления на выходе, клапан уплотняется набором прокладок:

• фторопластовых – до 100 кгс/см²;
• металлических или из композиции Ф4К20 – свыше 100 кгс/см².

Клапан КШ05.200 (рисунок 1) состоит из двух корпусов клапана 3, одного седла 1, двух шариков 2 и четырёх прокладок 4. На седле и нижнем корпусе клапана выполнены рабочие кромки, на которые садятся шарики 2. Нагнетательный клапан установлен в верхнее гнездо седлом внутрь цилиндра (мембранной головки). Всасывающий клапан установлен в нижнее гнездо седлом наружу. Прокладки 4, уплотняющие клапаны, зажаты затяжкой штуцера клапана 5.

Подключение всасывающего и нагнетательного трубопроводов к клапанам осуществляется по наружному конусу посредством штуцеров 5 – приваркой труб 11 к ниппелям 10 с креплением их накидными гайками 9 (рисунок 1, основной вариант и вариант 1 на виде А). По согласованию с заказчиком, штуцеры могут быть укомплектованы ниппелями 10 для подключения развальцованных по ГОСТ 13954-74 труб 11 (рисунок 1, вариант и вариант 2 на виде А).

Примечание - По согласованию с заказчиком, крепление клапанов КШ05.200 в цилиндре (мембранной головке) может осуществляться через гильзы 12, посредством штуцеров клапана 5, хомута 6, и вкрученного в него установочного винта 7. Прокладки 4, уплотняющие клапаны, зажаты затяжкой винта 7 с последующей его фиксацией гайкой 8 (рисунок 1, вариант).

Клапаны КШ08.050, КШ10.050 и КШ15.050 (рисунок 2) состоят из седла 1, шарика 2, корпуса клапана 3 и трёх прокладок 4. Корпус клапана 3 имеет на концах наружную резьбу М30×1,5 (КШ08.050, КШ10.050) или М36×1,5 (КШ15.050) и место под ключ размером 27 (КШ08.050, КШ10.050) или 36 мм (КШ15.050). Посредством резьбы корпусы клапана 3 вкручены в клапанные гнёзда цилиндра (мембранной головки). Корпус нагнетательного клапана 3 вкручен в верхнее гнездо, в которое предварительно установлены седло 1 с двумя прокладками 4 и шариком 2. Корпус всасывающего клапана 3 с надетой на него прокладкой 4 вкручен в нижнее гнездо. На выступающие из гнёзд концы корпусов навёрнуты накидные гайки 6, притягивающие патрубки 5, к которым приварены всасывающий и нагнетательный трубопроводы 7. Кроме того, накидная гайка 6, навёрнутая на корпус 3 всасывающего клапана, притягивает к корпусу клапана седло 1 с шариком 2 и двумя прокладками 4. Зажатие прокладок 4, уплотняющих клапаны, осуществляется затяжкой корпусов 3 в цилиндре (мембранной головке) и гаек 6 на корпусах 3.

Клапаны КШ08.550, КШ10.550 и КШ15.550 (рисунок 3) состоят из седла 1, шарика 2, корпуса клапана 3 и двух прокладок 4. Корпус клапана 3 имеет на концах наружную резьбу М30×1,5 (КШ08.550, КШ10.550) или М36×1,5 (КШ15.550) и место под ключ размером 27 (КШ08.550, КШ10.550) или 36 мм (КШ15.550). Посредством резьбы корпусы клапана 3 вкручены в клапанные гнёзда цилиндра (мембранной головки). Корпус нагнетательного клапана 3 вкручен в верхнее гнездо, в которое предварительно установлены седло 1 с прокладкой 4 и шариком 2. Корпус всасывающего клапана 3 с надетой на него прокладкой 4 вкручен в нижнее гнездо. На выступающие из гнёзд концы корпусов навёрнуты накидные гайки 6, притягивающие патрубки 5, к которым приварены всасывающий и нагнетательный трубопроводы 7. Кроме того, накидная гайка 6, навёрнутая на корпус 3 всасывающего клапана, притягивает к корпусу клапана седло 1 с шариком 2 и прокладкой 4. Зажатие прокладок 4, уплотняющих клапаны, осуществляется затяжкой корпусов 3 в цилиндре (мембранной головке) и гаек 6 на корпусах 3. Прокладки 4 рассматриваемой группы клапанов (в отличие от клапанов КШ08.050, КШ10.050 и КШ15.050 (рисунок 2) установлены «в замок», а в качестве материала для них металл не применяется.

Клапаны КШ10.300, КШ10.350 и КШ15.350 (рисунок 4) состоят из седла 1, шарика 2, корпуса клапана 3, штуцера 8, уплотнительного кольца 9 и двух прокладок 4. Корпус клапана 3 имеет на концах наружную резьбу М30×1,5 (КШ10.300, КШ10.350) или М36×1,5 (КШ15.350) и место под ключ размером 27 (КШ10.300, КШ10.350) или 36 мм (КШ15.350). Корпус клапана 3 вкручен в штуцер 8, в который предварительно установлены седло 1, шарик 2 и уплотнительное кольцо 9. Штуцер на конце имеет наружную резьбу М30×1,5 (КШ10.300, КШ10.350) или М36×1,5 (КШ15.350) и место под ключ размером 36 (КШ10.300, КШ10.350) или 41 мм (КШ15.350). На штуцере нанесена стрелка, показывающая направление движения жидкости. Зажатие кольца 9, уплотняющего седло 1, осуществляется затяжкой корпуса клапана 3 в штуцере 8. Собранные клапаны с надетыми прокладками 4 вкручены в цилиндр (мембранную головку): нагнетательный – в верхнее клапанное гнездо посредством резьбы на штуцере 8; всасывающий – в нижнее клапанное гнездо посредством резьбы на корпусе клапана 3. На выступающие из гнёзд концы корпуса 3 нагнетательного клапана и штуцера 8 всасывающего клапана навёрнуты накидные гайки 6, притягивающие патрубки 5, к которым приварены всасывающий и нагнетательный трубопроводы 7. Зажатие прокладок 4, уплотняющих клапаны, осуществляется: у нагнетательного клапана – затяжкой штуцера 8 в цилиндре (мембранной головке) и гайки 6 на корпусе 3; у всасывающего – затяжкой корпуса 3 в цилиндре (мембранной головке) и гайки 6 на штуцере 8.

Клапаны КШ15.000, КШ25.000 и КШ32.000 (рисунок 5) состоят из седла 1, шарика 2 и корпуса клапана 3. Нагнетательный клапан установлен в верхнем гнезде седлом 1 внутрь цилиндра (мембранной головки), и уплотнён в цилиндре (мембранной головке) надетой на седло 1 прокладкой 4. Всасывающий клапан установлен в нижнем гнезде седлом 1 наружу, и уплотнён в цилиндре (мембранной головке) надетой на корпус клапана 3 прокладкой 4. Седло 1 с шариком 2 всасывающего клапана притянуты к корпусу клапана 3 фланцем клапана 8. Уплотнён всасывающий клапан во фланце клапана 8 надетой на седло 1 прокладкой 4. Таким образом, уплотнение всасывающего клапана обеспечиваются двумя, а нагнетательного – одной прокладкой 4. Посредством фланцев клапана 8 нагнетательный и всасывающий клапаны крепятся в гнёздах цилиндра (мембранной головке) каждый четырьмя гайками 13, навинченными на вкрученные в цилиндр (мембранную головку) шпильки 11. Патрубок 5 с приваренным трубопроводом 9 притянут к клапану фланцем патрубка 6 гайками 12, накрученными на шпильки 10, которые, в свою очередь, вкручены во фланец клапана 8. К клапанам КШ15.000 и КШ25.000 патрубки крепятся двумя шпильками с гайками, к клапанам КШ32.000 – четырьмя. Уплотнение стыка клапана с патрубком 5 обеспечивается прокладкой 7. Стопорение гаек 12, 13 осуществляется пружинными шайбами 14, 15.

Клапан КШ25.500 (рисунок 6) состоит из седла 1, шарика 2, корпуса клапана 3 и прокладок 4, 7. Нагнетательный клапан установлен в верхнее гнездо седлом 1 внутрь цилиндра (мембранной головки). Всасывающий клапан установлен в нижнее гнездо седлом 1 наружу. Посредством штуцеров клапана 5 и фланцев клапана 8 нагнетательный и всасывающий клапаны крепятся в гнёздах цилиндра (мембранной головки) – каждый четырьмя шпильками 11, вкрученными в цилиндр (мембранную головку). Стопорение гаек 13 осуществляется пружинными шайбами 15. Две прокладки 4 уплотняют клапан в гнезде и в штуцере 5, одна прокладка 7 уплотняет стык корпуса 3 и седла 1. Штуцеры 5 имеют разъём для соединения по внутреннему конусу. На штуцеры навёрнуты накидные гайки 6, притягивающие ниппели 10, к которым приварены всасывающий и нагнетательный трубопроводы 9.

Клапаны КТ25.000 и КТ32.000 (рисунок 7) состоят из седла 1, тарельчатого затвора 2, корпуса клапана 3 и пружины 17. Затвор 2 перемещается в корпусе клапана 3 и, садясь на седло 1, закрывает клапан.

Нагнетательный клапан КТ25.000 (при предельном давлении на выходе не более 25 кгс/см²) и КТ32.000 установлен в верхнем гнезде седлом 1 внутрь цилиндра (мембранной головки) и уплотнён надетой на седло прокладкой 4. Всасывающий клапан установлен в нижнем гнезде седлом 1 наружу и уплотнён надетой на корпус клапана 3 прокладкой 4. Седло с затвором всасывающего клапана притянуты к корпусу 3 фланцем клапана 8. Уплотнён всасывающий клапан во фланце 8 надетой на седло прокладкой 4. Таким образом, уплотнение всасывающего клапана обеспечиваются двумя, а нагнетательного – одной прокладкой 4. Посредством фланцев клапана 8 нагнетательный и всасывающий клапаны крепятся в гнёздах цилиндра (мембранной головки) каждый четырьмя шпильками 11 с гайками 13, вкрученными в цилиндр (мембранной головки). Патрубки 5 служат для подключения нагнетательного и всасывающего трубопроводов к агрегату. Патрубок 5 с приваренным трубопроводом 9 притянут к клапану фланцем патрубка 6 гайками 12, накрученными на шпильки 10, которые, в свою очередь, вкручены во фланец клапана 8. Стопорение гаек 12, 13 осуществляется пружинными шайбами 14, 15. Уплотнение стыка клапана с патрубком 5 обеспечивается прокладкой 7.

Нагнетательный клапан КТ25.000 (при предельном давлении на выходе свыше 25 кгс/см²) установлен в верхнее гнездо седлом 1 внутрь цилиндра (мембранной головки) и уплотнён надетой на седло прокладкой 4. Всасывающий клапан установлен в нижнее гнездо седлом 1 наружу и уплотнён надетой на корпус клапана 3 прокладкой 4. Посредством штуцеров клапана 5 и фланцев клапана 8 нагнетательный и всасывающий клапаны крепятся в гнёздах цилиндра (мембранной головки) – каждый четырьмя шпильками 11, вкрученными в цилиндр (мембранной головки). Стопорение гаек 13 осуществляется пружинными шайбами 15. Уплотнение стыков клапанов со штуцерами 5 обеспечивается прокладками 4. Штуцеры 5 имеют разъём для соединения по внутреннему конусу. На штуцеры навёрнуты накидные гайки 18, притягивающие ниппели 19, к которым приварены всасывающий и нагнетательный трубопроводы 9.

Клапаны КТ50.000 и КТ55.000 (рисунок 8) состоят из седла 1, тарельчатого затвора 2, корпуса клапана 3 с упором 16 и пружины 17. Затвор 2, направляемый упором 16, перемещается в корпусе клапана 3 и, садясь на седло 1, закрывает клапан. Нагнетательный клапан установлен в верхнем гнезде седлом 1 внутрь цилиндра (мембранной головки) и уплотнён надетой на седло прокладкой 4. Всасывающий клапан установлен в нижнем гнезде седлом 1 наружу и уплотнён надетой на корпус клапана 3 прокладкой 4. Седло с затвором всасывающего клапана притянуты к корпусу 3 фланцем клапана 8. Уплотнён всасывающий клапан во фланце 8 надетой на седло прокладкой 4. Таким образом, уплотнение всасывающего клапана обеспечиваются двумя, а нагнетательного – одной прокладкой 4.

Посредством фланцев клапана 8 нагнетательный и всасывающий клапаны крепятся в гнёздах цилиндра (мембранной головки) каждый четырьмя шпильками 11 с гайками 13, вкрученными в цилиндр (мембранной головки). Патрубки 5 служат для подключения нагнетательного и всасывающего трубопроводов к агрегату. Патрубок 5 с приваренным трубопроводом 9 притянут к клапану фланцем патрубка 6 гайками 12, накрученными на шпильки 10, которые, в свою очередь, вкручены во фланец клапана 8. Стопорение гаек 12, 13 осуществляется пружинными шайбами 14, 15. Уплотнение стыка клапана с патрубком 5 обеспечивается прокладкой 7.

• По технологическим причинам гидроцилиндры (мембранные головки) могут комплектоваться тарельчатыми клапанами вместо шаровых. Некоторые исполнения тарельчатых клапанов имеют свободные (без пружины) затворы;
• Вариантом подключения нагнетательного и всасывающего трубопроводов к агрегату является исполнение, когда патрубки 5 (рисунки 5, 6, 7, 8 – вариант) клапанов притянуты непосредственно к клапанам фланцами клапана 8, а трубопроводы соединены с патрубками 5 сваркой, резьбой, фланцевым или иным соединением;
• Рабочая кромка седла клапана расположена: у КШ08.050, КШ10.050 – на торце более длинного конца; у КШ08.550, КШ10.550, КШ15.550, КШ15.000, КШ25.000, КШ32.000 – на плоском, без выступа, торце; у КШ05.200, КШ08.000, КШ15.050, КШ25.500 – на торце, имеющем малую шероховатость поверхности (приработанная кромка имеет зеркальную поверхность); у КШ10.300, КШ10.350, КШ15.350 – на обоих торцах седла; у КТ25.000, КТ32.000, КТ50.000, КТ55.000 – на торце, имеющем выступающий уплотняющий поясок с малой шероховатостью поверхности.

1 – седло; 2 – шарик; 3 – корпус клапана; 4 – прокладка; 5 – штуцер клапана; 6 – хомут; 7 – винт установочный; 8 – гайка; 9 – гайка накидная; 10 – ниппель; 11 – труба; 12 – гильза.

Рисунок 1 – Клапаны КШ05.200.

1 – седло; 2 – шарик; 3 – корпус клапана; 4 – прокладка; 5 –патрубок; 6 – гайка накидная; 7 – труба.

Рисунок 2 – Клапаны КШ08.050, КШ10.050, КШ15.050.

1 – седло; 2 – шарик; 3 – корпус клапана; 4 – прокладка; 5 – патрубок; 6 – гайка накидная; 7 – труба.

Рисунок 3 – Клапаны КШ08.550, КШ10.550, КШ15.550.

1 – седло; 2 – шарик; 3 – корпус клапана; 4 – прокладка; 5 – патрубок; 6 – гайка накидная; 7 – труба; 8 – штуцер; 9 – кольцо уплотнительное.

Рисунок 4 – Клапаны КШ10.300, КШ10.350, КШ15.350.

1 – седло; 2 – шарик; 3 – корпус клапана; 4 – прокладка; 5 – патрубок; 6 – фланец патрубка; 7 – прокладка; 8 – фланец клапана; 9 – труба; 10, 11 – шпилька; 12, 13 – гайка; 14, 15 – шайба пружинная.

Рисунок 5 – Клапаны КШ15.000, КШ25.000, КШ32.000.

1 – седло; 2 – шарик; 3 – корпус клапана; 4 – прокладка; 5 – штуцер (патрубок) клапана; 6 – гайка накидная; 7 – прокладка; 8 – фланец клапана; 9 – труба; 10 – ниппель; 11 – шпилька; 13 – гайка; 15 – шайба пружинная.

Рисунок 6 – Клапаны КШ25.500.

1 – седло; 2 – затвор; 3 – корпус клапана; 4, 7 – прокладка; 5 – патрубок; 6 – фланец патрубка; 8 – фланец клапана; 9 – труба; 10, 11 – шпилька; 12, 13 – гайка; 14, 15 – шайба пружинная; 17 – пружина; 18 – гайка накидная; 19 – ниппель.

Рисунок 7 – Клапаны КТ25.000, КТ32.000.

1 – седло; 2 – затвор; 3 – корпус клапана; 4 – прокладка; 5 – патрубок; 6 – фланец патрубка; 7 – прокладка; 8 – фланец клапана; 9 – труба; 10, 11 – шпилька; 12, 13 – гайка; 14, 15 – шайба пружинная; 16 – упор; 17 – пружина.

Рисунок 8 – Клапаны КТ50.000, КТ55.000.