Псп клапан из сантехники своими руками
Добавил пользователь Валентин П. Обновлено: 19.09.2024
Контроль объёма выпускаемого воздуха из резервуара в ствол является одной из наиболее сложных задач при конструировании винтовок на сжатом воздухе. В идеале объём выпускаемого воздуха должен быть таким, чтобы сообщать пуле абсолютно одинаковую скорость, несмотря на падение давления в резервуаре.
Выпускные клапаны и редукторы в пневматическом оружии, их описание,
схемы и принцип работы на РСР-оружии
В мультикомпрессионной винтовке стабильность скорости, как правило, обеспечивается одинаковым количеством качков при сжатии воздуха. То же самое относится и к воздушным патронам, когда их накачивают ручным насосом.
Первые пневматические винтовки имели очень сложную систему выпускного клапана. Нередко их приходилось взводить специальным ключом, или же взводить ударник почти как кремень в кремневых замках первых огнестрельных образцов. Сжатая листовая пружина затем разжималась, через систему рычагов заставляя открываться клапан. Механизм был весьма сложный, требующий большого времени на изготовление и настройку, соответственно, сейчас он уже не используется. Однако следует отметить, что и в таком механизме присутствовала некоторая автоматическая регуляция - по мере падения давления воздуха в резервуаре оно закрывало клапан всё медленнее, позволяя большему количеству воздуха пройти в ствол.
Рис. 1
На рис. 1 резервуар A содержит воздух высокого давления, закачанный через однонаправленный заправочный клапан. Выпускной клапан С герметично прижимается пружиной В и давлением в резервуаре. При взведении ударник D отводится назад, сжимая пружину Е , а при нажатии на спуск ударник под действием пружины движется вперёд, ударяет по штоку клапана, открывая путь потоку воздуха из резервуара в ствол для разгона пули.
В большинстве конструкций ударник взводится с помощью болтового затвора, который одновременно открывает доступ к зарядному окну. В задней точке взведении ударник цепляется за шептало, а болтовой затвор можно вернуть в переднее положение. Такая конструкция обеспечивает неплохую безопасность - практически невозможно выстрелить, не закрыв затвор.
Даже если нажать на спуск при открытом затворе, то ударнику придётся при движении вперёд тащить за собой весь затвор, что приведёт к бешеному падению его скорости и удар по клапану будет очень слабый, возможно, вообще недостаточный для его открытия. Кроме того, воздух, который пойдёт в ствол при открытии клапана будет большей частью утекать в атмосферу через незакрытый затвор, вместо того, чтобы толкать пулю по стволу.
В случае реального использования приведённой на рисунке упрощённой схемы, о стабильности скорости не может быть и речи. Как правило, при использовании такой схемы скорость вылета пули сначала несколько нарастает, достигает максимума и начинает понемногу спадать, по мере опустошения резервуара.
Некоторые производители немного изменяют приведённую выше схему, чтобы достичь большей стабильности по скорости вылета пули. Изменяя вес ударника, его пробег, силу пружин и прочие параметры можно добиться достаточно неплохой стабильности скорости вылета пули даже для такой схемы выпускного клапана. Ниже, на рис. 2 показан график изменения скорости вылета пули от числа выстрелов.
Видно, что скорость сначала нарастает, достигает максимума при некотором оптимальном давлении в резервуаре, а затем начинает спадать. Правильная конструкция, настройка и расположение выпускного клапана определяются особенностями быстро движущегося потока воздуха. Как правило, это результат не столько расчётов, сколько опыта и метода проб и ошибок.
Успех винтовки на сжатом воздухе во многом зависит от материала, из которого изготовлена торцевая поверхность штока выпускного клапана. С одной стороны, она должна быть достаточно мягкой, чтобы обеспечивать плотную и герметичную посадку на седло клапана, когда он закрыт. С другой стороны, она не должна быть избыточно мягкой, чтобы обеспечить надёжное и быстрое открывание клапана ударником. Таким образом, получается, что при высоком давлении в резервуаре предпочтительней использовать достаточно твёрдый материал, а при относительно низком давлении - мягкий материал. Экспериментальным путём мы пришли к выводу, что фторопласт является наиболее подходящим материалом для достаточно большого диапазона давлений, он обеспечивает надлежащую герметичность, кроме того, он может вбирать в себя небольшое количество мелкого мусора, типа случайно попавших песчинок, не нарушая при этом герметичности.
Рис. 2
Кроме всего прочего, этот же материал должен прочно соединяться с самим штоком, иначе при открытии возможен вариант, когда сам шток под действием ударника подвинется, а его торцевая поверхность останется прижатой высоким давлением к седлу клапана. На нашей схеме рис. 1 шток клапана С сделан в виде металлической чаши, внутри которой лежит уплотнитель, хотя иногда шток и уплотнитель изготавливаются в виде одного целого из какого-либо одного материала.
В нашем случае края чаши немного загнуты вовнутрь, чтобы удерживать уплотнитель, поэтому для обеспечения герметичности седло клапана имеет небольшой выступ. Если же воздух попадёт в стык между металлической чашей и уплотнителем, то последний будет тут же вырван из чаши при очередном выстреле. Например, если диаметр штока будет дюйма, а давление в резервуаре будет 3000 PSI, то для открывания клапана нужна сила около 600 Lbs.
То есть диаметр штока 0.95см, давление 204 атм., сила на отрыв 1417 Н (в два раза меньше, чем указано в оригинале, т.е. вроде там 300 Lbs должно быть). Именно эту силу должен преодолеть ударник при открытии клапана и, очевидно, что такой удар может разрушить клапан, если изготовить его из недостаточно прочного материала.
Если пружина будет достаточно сильной, а ударник достаточно лёгким, то возможен вариант с пересиливанием закрывающей пружины В в случае пустого резервуара. Это неминуемо приводит к необходимости взводить ударник перед заправкой резервуара. Также существует вероятность, что шток С под действием пружины В и давления в резервуаре отбросит ударник достаточно далеко, что приведёт ко второму выстрелу при однократном нажатии на спусковой крючок. Теоретически на таком принципе можно получить полностью автоматический огонь очередями.
С другой стороны, если взять достаточно тяжёлый ударник и относительно слабую пружину, то может потребоваться увеличение пробега ударника для получения нужного момента движения для открытия клапана. Дело в том, что при удвоении массы ударника при неизменной силе пружины момент движения увеличивается лишь на 50%. Кроме того, это может привести к тому, что удар будет ощущаться уже на всей винтовке. Тем не менее, подбор компромисса между массой ударника и силой пружины не такая уж сложная задача, мы довольно быстро находили оптимальные значения, даже если исходно выбирали совершенно неправильные характеристики.
В течение многих лет мы проводили различные исследования и установили, что наиболее простым и эффективным методом регулировки мощности винтовки на сжатом воздухе является изменение расстояния, на которое ударник открывает клапан. Мы встраивали специальный регулировочный винт в ударник таким образом, чтобы штока клапана касался только самый кончик винта, после чего мощность винтовки можно было легко регулировать, изменяя этого винта относительно ударника. Кроме того, вокруг штока клапана мы прикрепили резиновое кольцо, которое принимало на себя избыток энергии ударника при открытии клапана. Таким образом, мы получили конструкцию, которая позволяла легко регулировать мощность винтовки, не внося существенных изменений в механизм.
Рис. 3
После выстрела для перезарядки резервуара С сжатым воздухом надо нажать на кнопку перезарядки N и вдавливать её до тех пор, пока поперечный подпружиненный винт L не повернётся, попав в паз М, и не зафиксирует шток К в переднем положении. В это же время шток К выдвигает обратно вперёд чашку Н вместе с деталью G и штоком Е, позволяя подняться подпружиненному шепталу Н. Кроме того, под действием пружины деталь G выдвигается из чашки Н и толкает шток Е, который в свою очередь открывает перепускной клапан В. Воздух начинает заполнять резервуар С и при достижении некоторого давления воздух снова отжимает шток Е, сжимая пружину в чашке F, и перепускной клапан В закрывается, при этом давление в резервуаре С остаётся неизменным от выстрела к выстрелу. Выпускной клапан, состоящий из штока Е и детали G, сейчас находится в положении равновесия между давлением воздуха с одной стороны и пружиной, упирающейся в чашку F , с другой стороны. Чашка F пока всё ещё удерживается штоком К, который в свою очередь зафиксирован поперечным винтом L.
В этот момент времени винтовка снова заряжена сжатым воздухом и готова к выстрелу, как только в казённик будет вложена пуля и закрыт затвор. Соответственно 204 атм. и 102 атм. Нажатие на подпружиненный винт L освобождает шток К и кнопку N, которые возвращаются назад под действием лёгкой пружины, скрытой внутри кнопки N . В этот момент детали Е , G и Н сдвигаются назад, пока чашка F не упрётся в шептало Н. В результате образуется небольшой зазор между штоком выпускного клапана Е и штоком перепускного клапана В, что гарантирует отсутствие протекания воздуха из резервуара А в резервуар С до следующего цикла перезарядки. Теперь все детали вернулись в своё исходное положение, и далее цикл выстрела и перезарядки повторяется.
Разумеется, давление воздуха в резервуаре А потихоньку снижается, но это не влияет на мощность выстрела, поскольку исходное давление в нём намного больше, чем давление, накапливаемое в резервуаре С перед выстрелом.
Суммируя всё вышесказанное, можно отметить, что в этой конструкции шток Е имеет четыре основных положения:
• зарядка резервуара С воздухом из резервуара А
• резервуар С полностью заряжен (шток К ещё в переднем положении)
• готовность к выстрелу (шток К отведён назад)
• выстрел (шток Е в заднем положении).
На рис. 4 схематически изображён редуктор. Если сейчас вернуться к схеме на рис. 1, то этот редуктор может быть встроен прямо в резервуар, перед выпускным клапаном С так, чтобы торцевая пробка L была недалеко от конца пружины A . Кольцевое уплотнение D необходимо для исключения утечки воздуха между корпусом редуктора и внутренней поверхностью резервуара.
Задача редуктора обеспечить стабильное давление перед выпускным клапаном, несмотря на падение давления в резервуаре. Вполне очевидно, что редуктор будет функционировать, пока давление в основном резервуаре не опустится ниже некоторого порога, определяемого конструкцией редуктора. Перейдём теперь к описанию работы редуктора. Воздух высокого давления протекает через впускной клапан В и перепускной канал F во вторичный резервуар перед выпускным клапаном. По мере повышения давления во вторичном резервуаре, поршень G сдвигается вправо, сжимая пружину J. Клапан В через винтовое соединение прикреплён к поршню G , поэтому движение поршня G направо приводит к закрытию клапана В путём его прижатия к уплотнению С . Поршень G ещё немного продвигается за счёт наличия внутри него небольшого количества несжатого воздуха, удерживаемого гофрированной манжетой К.
Как только клапан В закрылся, воздух в редуктор больше не поступает и при этом получается, что воздух во вторичном резервуаре имеет постоянное, определяемое конструкцией давление. Регулировка этого давления производится балансом между давлением на поршень и пружиной J, соответственно, этот баланс может быть настроен путём изменения силы пружины. Регулировочный винт A предназначен именно для этой цели - при его завинчивании происходит сжатие пружины J и, соответственно, повышается давление на выходе из редуктора.
Вместо гофрированной мембраны К можно было бы использовать обычное кольцевое уплотнение в желобке между поршнем и корпусом редуктора. Выбор же именно мембраны обусловлен требованием лёгкого перемещения поршня, чего было бы очень трудно добиться в случае кольцевого уплотнения, которое под давлением стало бы сильно тормозить движение поршня и приводить к нестабильности давления на выходе из редуктора.
Кроме того, подобное кольцевое уплотнение приведено на схеме в точке С , для герметизации клапана В. Разумеется, это тоже не идёт на пользу стабильности выходного давления редуктора и в идеале надо бы использовать более сложную конструкцию впускного клапана, однако, не следует забывать, что приведённый рисунок всего лишь принципиальная схема, а не исполнительный чертёж.
Рис. 4
Наши эксперименты показали, что редуктор работает лучше и точнее, если воздух через него протекает относительно медленно, именно поэтому при описании конструкции винтовки GC2 на рис. 3 следует отметить, что воздух проходит но виткам пружины, которая удерживает клапан В в закрытом состоянии. Такое ограничение позволяет гарантировать, что резервуар С будет наполняться достаточно медленно и точно до заданного давления. По той же причине подобный ограничитель на впускном клапане редуктора, изображённого на рис. 4 также улучшит его характеристики.
Видимо, нет нужды говорить, что наличие редуктора приводит к удорожанию винтовки в целом, соответственно, обычно редуктора ставят только в дорогие винтовки, предназначенные для соревнований. Тем не менее, надо отметить, что и винтовки без редуктора при правильном конструировании и настройке выпускного клапана могут выдавать неплохое количество выстрелов с небольшим разбросом скоростей, вполне приемлемым для нужд среднестатистического стрелка.
Практически всегда имеется пружина, которая закрывает клапан на низких давлениях.
Запирание Конус по Конусу.
Запирание Конус по Плоскости
и второй вариант
Запирание плоскость по плоскости
Это эскиз клапана применяемого в узле заправки системы подачи кислорода летчикам (кислород 250атм). Запирание Плоскость по Плоскости. Диаметр запирающего элемента клапана 3мм. На входе стоит латунная сетка-фильтр, далее жиклер, который ограничивает проходное сечение, и не позволяет баллону слишком быстро (ударно) заправлятся. Клапан изготовлен из полупрозрачного пластика. Пружина его подпирающая очень слабая.
2. Клапана так называемого пейнтбольного типа
Повсеместно используется в пейнтбольном оборудовании, а также в PCP ПНЕВМАТИКЕ, например BAM-50/51
3. Клапана нипельного типа
ВВД попадает в резервуар по резьбе винта, (в некоторых случаях на винте можно снять лыску). Запирающий элемент - резиновое кольцо.
Данный обзор не претендует на истину в последней инстанции. Дополнения и поправки приветствуются.
Использованны материалы конференций посвященных пневматике.
11-2005
Hans
Пожалуйста, подскажи - почему у меня не производится заправка с баллона через идущий в комплекте заправочный клапан? Насосом - качаю. Присоединяю к баллону Walter - ничего. ( В чем проблема?
Читайте также: