четырехходовой распределитель

Формула изобретения

Четырехходовой распределитель, содержащий две крышки, перегородки, образующие полости для управляемой жидкости, и две мембраны, расположенные между перегородкой и крышками, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен корпусом, сетками с отверстиями с размерами, равными толщине мембраны, проставками и управляющими двухходовыми кранами, при этом перегородки в корпусе выполнены одна вертикальной, а другая диагональной и соединены друг с другом в стык, образуя три полости, причем в корпусе первой полости выполнен сквозной выход на обе стороны корпуса, а в двух других - на одну из противоположных сторон корпуса, причем в корпусе каждой полости выполнены отверстия для подвода или отвода управляемой жидкости и дополнительно выполнено отверстие со стороны полости, имеющей сквозной выход на обе стороны корпуса, соединенное трубопроводом через тройник с управляющими двухходовыми кранами.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и предназначено для промышленных предприятий, использующих разветвленную воздухопроводную сеть, таких как горнодобывающие предприятия, металлообрабатывающие заводы и так далее.

Известен кран надувной для трубопроводов с дистанционным управлением, содержащий корпус с фланцем и двумя проходными, подводящим и отводящим, патрубками, крышку со штуцером для управляющей среды и зажатую между фланцем корпуса и крышкой мембрану (см. патент RU №2152551, МПК⁸ F16К 7/17, опубл. 10.07.2000 г.).

Недостатками данного устройства являются сложность изготовления корпуса, большой ход мембраны, низкая надежность и малый срок службы, а также необходимость наличия дополнительной управляющей среды.

Известно диафрагменное запорное устройство, содержащее две крышки, перегородки, образующие полости для управляемой жидкости, и две мембраны, расположенные между перегородкой и крышками (см. патент RU №2053427, МПК ⁸ F16К 7/17, опубл. 27.01.1996 г.).

Недостатками прототипа являются сложность изготовления корпуса и крышек, большой ход мембран, необходимость наличия дополнительной управляющей среды.

Задачей предлагаемого технического решения является создание надежного, простого в изготовлении и эксплуатации, долговечного четырехходового распределителя.

Решение технической задачи достигается тем, что в известном четырехходовом распределителе, содержащем две крышки, перегородки, образующие полости для управляемой жидкости, и две мембраны, расположенные между перегородкой и крышками, согласно изобретению он дополнительно снабжен корпусом, сетками с отверстиями с размерами, равными толщине мембраны, проставками и управляющими двухходовыми кранами, при этом перегородки в корпусе выполнены одна вертикальной, а другая диагональной и соединены друг с другом встык, образуя три полости, причем в корпусе первой полости выполнен сквозной выход на обе стороны корпуса, а в двух других на одну из противоположных сторон корпуса, причем в корпусе каждой полости выполнены отверстия для подвода или отвода управляемой жидкости, и дополнительно выполнено отверстие со стороны полости, имеющей сквозной выход на обе стороны корпуса, соединенное трубопроводом через тройник с управляющими двухходовыми кранами.

Данное устройство позволит повысить надежность, упростить конструкцию, снизить трудоемкость при изготовлении и эксплуатации и увеличить срок его службы.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показан вид сверху, разрез Б-Б на фиг.2. На фиг.2 - разрез вдоль распределителя, разрез А-А на фиг.1. На фиг.3 - разрез В-В на фиг.2. На фиг.4 - внешний вид (фото) распределителя.

Четырехходовой распределитель состоит из корпуса 1, сеток 2, 3, проставок 4, 5, мембран 6, 7 и крышек 8, 9, соединенных между собой болтами 10. Корпус имеет три изолированных друг от друга полости 11, 12, 13, причем одна полость 11 имеет сквозной выход на обе стороны корпуса 1, а две других 12 и 13 - на одну из противоположных сторон корпуса 1, и между собой разделены диагональной перегородкой 14 и вертикальной перегородкой 15. В корпусе каждой полости выполнены отверстия 16, 17, 18 для подвода или отвода управляемой (коммутируемой) жидкости. В крышках 8, 9 выполнены отверстия 19, 20. Эти отверстия в корпусе 1 полости 11 соединены трубопроводами с дополнительным отверстием 23 через управляющие краны 21, 22, которые между собой соединены тройником 24 (см. фиг.4).

Четырехходовой распределитель работает следующим образом.

Четырехходовой распределитель может полностью перекрыть поток жидкости или газа; распределять поток в двух направлениях одновременно; распределять поток в двух направлениях попеременно; соединять потоки (смешивать) одновременно; направлять потоки из двух направлений в один трубопровод попеременно.

Например, четырехходовой распределитель предназначен для коммутации потока сжатого воздуха, который подведен к отверстию 16. Чтобы перекрыть поток сжатого воздуха необходимо управляющие краны 21 и 22, соединенные между собой с помощью тройника 24 трубопроводами, открыть так, чтобы соединить отверстие 23 в полости 11 с отверстиями 19 и 20 в крышках 8, 9. Тогда сжатый воздух, заполняя полость 11, одновременно будет заполнять полости 12, 13 в крышках 8, 9 распределителя. Мембраны 6 и 7 начнут прогибаться за счет действующих на них сил к соответствующим сеткам 2 и 3 и перекроют отверстия в них, что в свою очередь остановит начавшееся движение сжатого воздуха из полости 11 в полости 12 и 13 корпуса 1. Прогиб мембран 6 и 7 в сторону сеток в данном случае произойдет за счет того, что площадь мембран 6 и 7 со стороны крышек 8 и 9 больше, чем со стороны сеток 2 и 3. Площадь воздействия сжатого воздуха на мембраны 6 и 7 со стороны сеток равна сумме площадей отверстий в сетках 2 и 3, а площадь воздействия сжатого воздуха на мембраны 6 и 7 со стороны крышек 8 и 9 равна площади всей крышки, поэтому сила воздействия на мембрану со стороны крышек 8, 9 будет больше.

Чтобы обеспечить подачу сжатого воздуха, например, только в правое отверстие 17 (см. фиг.3 и фиг.4), необходимо обеспечить доступ сжатого воздуха в полость 12, оставив управляющий кран 22 в прежнем положении. С этой целью необходимо управляющим краном 21 (см. фиг.4) перекрыть доступ сжатого воздуха по трубопроводу из полости 11 через отверстие 23 к отверстию 19 в крышке 8 и выпустить остатки сжатого воздуха из полости крышки 8. Тогда сжатый воздух по трубопроводу из полости 11 через отверстия в сетке 2 отодвинет мембрану и попадет в полость 12 и далее в отверстие 17 распределителя.

Чтобы обеспечить подачу сжатого воздуха в левое отверстие 18 (см. фиг.3 и фиг.4), необходимо обеспечить доступ сжатого воздуха в полость 13 и перекрыть подачу воздуха в полость 12. Для этого необходимо поменять положение управляющих кранов 21 и 22 на противоположные. Управляющий кран 21 открывают, соединив отверстие 23 с отверстием 19 в крышке, а с помощью управляющего крана 22 (см. фиг.4) перекрывают доступ сжатого воздуха из полости 11 через отверстие 23 к отверстию 20 в крышке 9 и выпускают остатки сжатого воздуха из полости крышки 9. Тогда мембрана 6 прижмется к сетке 2, перекрывая отверстия в ней и, таким образом, доступ сжатого воздуха через нее из полости 11 в полость 12. Мембрана 7, напротив, отклонившись к крышке 9, даст возможность сжатому воздуху попасть через отверстия в сетке 3 из полости 11 в полость 13 и далее в отверстие 18 распределителя.

Чтобы обеспечить подачу сжатого воздуха и в правое отверстие 17, и в левое отверстие 18 (см. фиг.3 и 4) одновременно, необходимо с помощью управляющих кранов 21 и 22 (см. фиг.4) перекрыть доступ сжатого воздуха из полости 11 через отверстие 23 к отверстиям 19 и 20 в крышках 8 и 9 и выпустить остатки сжатого воздуха из полостей крышек 8 и 9. Мембраны 6 и 7, отклонившись к крышкам 8, 9, дадут возможность сжатому воздуху попасть через отверстия в сетках 2 и 3 из полости 11 одновременно в полости 12 и 13 и далее в отверстия 17 и 18 распределителя.

Чтобы обеспечить одновременное или разновременное смешение потоков, подводимых к отверстиям 17 и 18, необходимо заглушить отверстие 23 в полости 11 и обеспечить связь полости 12 с отверстием 19 в крышке 8 через кран 21 и полости 13 с отверстием 20 в крышке 9 через кран 22. При одновременном смешении краны 21 и 22 должны быть перекрыты и обеспечивать связь полостей крышек 8 и 9 с атмосферой. Смешанные потоки соединятся в отверстии 16. При разновременном (попеременном) смешении потоков необходимо, чтобы один из кранов был открыт, а второй закрыт и наоборот.

Четырехходовой распределитель может быть выполнен практически любого размера и конфигурации. Полости в крышках 8 и 9 небольшого объема, поэтому краны 21 и 22 могут быть небольшого проходного сечения, как и трубопроводы, связанные с ними, могут иметь небольшой диаметр, размером которых можно регулировать время срабатывания распределителя.

Проставки 4 и 5 служат для создания одинаковых условий для прогиба мембран в обе стороны, что очень важно для мембран, поработавших некоторое время.

Четырехходовой распределитель используют для коммутации не только воздуха, но и любых газов и однородных жидкостей, если обеспечить соответствующую утилизацию управляющей среды после кранов 21 и 22 при выпуске остатков среды в атмосферу либо в случае использования для управления четырехходового распределителя сжатого воздуха. Тогда краны 21 и 22 соединяют с источником сжатого воздуха, имеющим давление, равное давлению коммутируемой среды, а отверстие 23 в корпусе необходимо заглушить.

Использование предлагаемого четырехходового распределителя позволит по сравнению с прототипом повысить надежность, упростить конструкцию, снизить трудоемкость при изготовлении и эксплуатации и увеличить срок его службы.