предохранительный клапан

Формула изобретения

ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫЙ КЛАПАН, в корпусе которого выполнены входной и выходной патрубки и соосно установлены нагруженные пружинами настройки основной и управляющий затворы, каждый из которых взаимодействует с седлом, отличающийся тем, что он снабжен втулкой с каналом и седлом в ней по оси и фиксирующим ее на корпусе стержнями, а основной затвор выполнен в виде стакана, охватывающего втулку, с отверстиями в днище под фиксирующие стержни, причем между отверстиями и стержнями выполнены зазоры, суммарная площадь которых меньше площади канала втулки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к арматуростроению, а именно к устройствам пневмоавтоматики, предназначенным для защиты различного оборудования от аварийного повышения давления.

Одним из основных требований, предъявляемых к предохранительным клапанам, является надежность их работы, чувствительность и экономичность.

В качестве прототипа принято техническое решение, предохранительный клапан, содержащий управляющий затвор, установленный соосно с основным, управляющий затвор поджат к седлу нагружающей пружиной и снабжен толкателем, взаимодействующим с основным затвором.

Приведенное конструкторское решение имеет недостатки, которые выражаются в увеличенных габаритах пружины и соответственно клапана. Кроме того, обратная посадка как основного, так и управляющего затворов существенно зависит от габаритов, жесткости пружины, что, в свою очередь, оказывает влияние на чувствительность клапана.

Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что предохранительный клапан, в корпусе которого выполнены входной и выходной патрубки и соосно установлены нагруженные пружи- нами настройки основной и управляющий затворы, каждый из которых взаимодействует с седлом, снабжен втулкой с каналом и седлом в ней по оси и фиксирующими ее на корпусе стержнями, а основной затвор выполнен в виде стакана, охватывающего втулку, с отверстиями в днище под фиксирующие стержни, причем между отверстиями и стержнями выполнены зазоры, суммарная площадь которых меньше площади канала втулки.

Предложенное техническое решение позволяет усовершенствовать целый ряд трубопроводной арматуры, в которой будет обеспечено повышение надежности работы, чувствительности при срабатывании и упрощение их конструкций.

На чертеже представлен продольный разрез предохранительного клапана, где в левой части в положении "закрыто" и в правой части "открыто".

Предохранительный клапан содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 каналами и уплотнителем 4, контактирующим с седлом 5, расположенным на стакане 6, в днище 7 которого выполнены отверстия 8. Внутри стакана 6 установлен узел 9 разгрузки, по образующей которого расположено герметизирующее кольцо 10, а в осевом направлении выполнены управляющий канал 11, расточка 12, в которой выполнено седло 13 импульсного клапана 14 (управляющего затвора) с уплотнителем 15. Управляющий затвор поджат к седлу 13 калиброванной пружиной 16, замкнутой регулировочными шайбами 17, обеспечивающими калиброванное усилие пружины 16.

Узел 9 разгрузки фиксирован неподвижно относительно корпуса клапана шпильками 18, пропущенными с гарантированным зазором через отверстия 8, расположенные в днище 7 стакана 6 (основного затвора), который поджат к уплотнителю 4 пружиной 19, установленной между крышкой 20 корпуса клапана и стаканом 6.

Работает предохранительный клапан следующим образом.

При возникновении давления рабочей среды в напорном канале 2 ниже расчетного основной затвор 6 и управляющий затвор закрыты усилием пружин 19 и 16. Усилие калиброванной пружины 16 настраивается регулировочными шайбами 17 и выбирается из условия F_пр Р_вх X_к, где F_пр установочное усилие пружины, Н;

Р_вх давление, при котором происходит срабатывание клапана, Н/м²;

Х_к площадь управляющего канала, м².

Усилие пружины 19 определяется из расчета создания необходимого усилия уплотнения, а также преодоления сил трения стакана 6 и герметизирующего кольца 10 так как узел 9 разгрузки неподвижно зафиксирован с помощью шпилек 18, усилие давления рабочей среды прикладывается к корпусу и основной затвор является разгруженным от давления рабочей среды.

При повышении давления выше допустимого срабатывает импульсный (управляющий) затвор и открывает управляющий канал 11, сообщающий полости напорной магистрали и внутреннюю полость стакана 6, в которой по мере нарастания давления создается сила, достаточная для преодоления сил поджатия пружины 19, трения, залипания и т.д. Стакан 6 под действием этой силы поднимается вверх и открывает клапан.

Для обеспечения плавности открытия основного клапана, а также уменьшения давления при обратной посадке, отверстия 8, выполненные в днище 7 стакана 6, имеют гарантированный зазор по отношению к шпилькам 18, причем суммарное сечение выбирается меньше по отношению проходного сечения управляющего затвора 11.

Оперируя их соотношением можно обеспечить различные значения обратной посадки (закрытия клапана).

После уменьшения давления происходит последовательное закрытие управляющего затвора калибровочной пружиной 16 и главного клапана (основного затвора) пружиной 19.

Экономический эффект предлагаемого клапана будет получен у изготовителя за счет упрощения конструкции и снижения трудоемкости изготовления; у потребителя за счет повышения надежности работы предохранительного клапана, упрощения обслуживания и ремонтов.