АВТОМАТИЧЕСКИЙ ЗАПОРНЫЙ КЛАПАН Российский патент 2014 года по МПК F16K7/17 F16K21/04 F16K17/04 

Изобретение относится к области арматуростроения, в частности к запорным клапанам.

Известны запорные краны, которые автоматически закрываются при понижении давления газа в сети, состоящие из корпуса, поворотного пробкового элемента, входного и выходного штуцеров, отсечного клапана, закрепленного на подпружиненной мембране. Данные устройства имеют ограниченные функциональные возможности. В частности, имеют небольшую газопропускную возможность, отключаются при увеличении расхода газа, нестабильно работают при колебании давления.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является автоматический запорный кран (а.с. №887862), состоящий из входного и выходного штуцеров, поворотного пробкового элемента, отсечного клапана, выполненного в виде установленной в корпусе подпружиненной мембраны с запорным органом, взаимодействующим с седлом, проходной канал которого связывает подмембранную полость с входным штуцером, а запорный пробковый элемент установлен между подмембранной полостью и выходным штуцером с возможностью перекрытия последнего при сообщении входного штуцера с подмембранной полостью.

В данном прототипе приходится пружину, прижимающую мембрану с клапаном, делать достаточно жесткой, чтобы клапан ложился на седло достаточно плотно в целях предотвращения самопроизвольного отхода клапана от седла или пропускания газа, при последующей подаче давления газа. Т.е. при жесткой пружине клапан отсекает газ слишком рано, а при слабой есть опасность самопроизвольного отхода клапана и пропускания газа. Если же делать отверстие меньше в седле, то увеличивается сопротивление газовому потоку и клапан отключается при увеличении расхода газа.

Учитывая значительные колебания в наших газовых сетях, приходится делать устройство, свободное от этих недостатков, т.е. чтобы клапан не отсекал газ, при котором газовые приборы могут стабильно работать, а уже закрытый клапан должен гарантированно отсекать газ и не пропускать при максимальном скачке давления. Визуально должно быть видно по ручке закрытое или открытое положение клапана.

Поставленная цель достигается тем, что проходной канал через седло увеличивается до максимального диаметра, а надмембранную пружину делаем слабее, чтобы она еле прижимала мембрану вместе с клапаном к седлу при минимальном давлении, где газ должен отсекаться. Подмембранная полость непосредственно соединяется с выходным штуцером отверстием меньшим чем, что проходит через седло. Дополнительно вводится подпружиненная поворотно-распорная ручка, которая установлена на общей оси мембраны с клапаном. На крышке, прикрывающей мембрану, имеется прямоугольное отверстие, куда заходят кулачки поворотно-распорной ручки в момент, когда клапан открыт и ручка не может повернуться вокруг своей оси, пока клапан не опустится на седло, вместе с ним и ручка, кулачки которой в последний момент срываются с упора на крышке, и ручка, поворачиваясь вокруг оси на четверть оборота, фиксирует клапан в прижатом состоянии.

На фиг.1 показан сборочный чертеж автоматически запорного клапана.

На фиг.2 и 3 вид крышки без поворотно-распорной ручки. Участок 1 - наклонная направляющая по которой скользят кулачки поворотно-распорной ручки. Участок 2 отгибается вовнутрь и служит как упор в обратном направлении ручки.

Автоматически запорный клапан состоит из корпуса 1, отсечного клапана 3, выполненного в виде запорного органа, закрепленного на мембране 2, нагруженной пружиной 6. Винтом 13 и гайкой 10 стягивают вместе клапан 3, диафрагму 2, тарельчатую шайбу 8 и поворотно-распорную ручку 9 с возможностью поворота вокруг винта 13, служащего еще и осью для этой ручки 9. Клапан 3 взаимодействует с седлом 4, проходной канал которого связывает подмембранную полость с входным штуцером 11.

При наличии давления газа во входном штуцере 11 газ через отверстие в седле уже открытого клапана попадает в подмембранную полость, и давление газа на площадь мембраны отодвигает клапан 3 вместе с мембраной 2 и ручкой 9, пока тарельчатая шайба 8 не упрется в крышку 5. Далее газ из подмембранной полости попадает на выходной штуцер. В независимости от расхода газа в этом положении будет оставаться клапан 3, пока во входном штуцере будет давление.

При снижении давления газа ниже минимального порога прижимаемый надмембранной пружиной клапан 3 опускается на седло 4, при этом срывается с упора и поворачивается на оси 13 поворотно-распорная ручка 9 под действием пружины 7 на четверть оборота. Поворачиваясь, кулачки поворотно-распорной ручки 9 скользят по наклонной направляющей на крышке 5, прижимая клапан 3 к седлу 4. Тем самым поворотно-распорная ручка становится в распор между клапаном 3 и крышкой 5, гарантированно удерживая клапан 3 на седле 4 в прижатом состоянии, а наружная часть поворотно-распорной ручки, служащей еще и для ручного открытия и закрытия клапана, становится в поперечном положении по отношению к газопроводной трубе, показывая тем самым что клапан закрыт.

Чтобы открыть клапан достаточно вручную повернуть поворотно-распорную ручку в противоположном направлении на четверть оборота, до упора. Если давление нормальное, клапан сам откроется, а если давление газа меньше нормы, то ручку следует слегка вытянуть, чтобы газ попал в подмембранную полость. При этом клапан останется в открытом положении, если же давление меньше минимального порога, клапан снова закроется.

На практике предлагаемое устройство может быть любого размера, на любое давление, на жидкую или газообразную среду и химический состав. В зависимости от давления необходимо будет подбирать жесткость пружин, а в зависимости от химии, материалы изготовления. В бытовом варианте это может заменить газовый краник, также можно отключать и включать газ, а при снижении давления газа в газопроводной трубе автоматически отключает газ и не пропускает при последующей подаче давления.

Технико-экономическая эффективность достигается за счет расширения функциональных возможностей.

1. Автоматически запорный клапан, в корпусе которого с входным и выходным штуцерами снабженный отсечным клапаном, выполненным в виде установленной в корпусе подпружиненной мембраны с запорным органом, взаимодействующий с седлом, проходной канал которого связывает подмембранную полость с входным штуцером, отличающийся тем, что с целью повышения надежности и расширения функциональных возможностей, он снабжен подпружиненной поворотно-распорной ручкой, установленной между мембраной с клапаном и крышкой, прикрывающей мембрану с возможностью поворота вокруг оси, и становиться в распор между ними, а подмембранная полость непосредственно соединяется с выходным штуцером.

2. Отличающийся тем, что с целью дистанционного закрытия клапана он снабжен электромагнитным устройством, прижимающим мембрану.

Автоматически запорный клапан служит для отсечения газа на случай снижения давления в газопроводной трубе ниже минимального уровня. Автоматически запорный клапан, корпус которого с входным и выходным штуцерами снабжен отсечным клапаном, выполненным в виде установленной в корпусе подпружиненной мембраны с запорным органом, взаимодействующим с седлом, проходной канал которого связывает подмембранную полость с входным штуцером. Клапан снабжен подпружиненной поворотно-распорной ручкой, установленной между мембраной с клапаном на их общей оси с одной стороны и крышкой, прикрывающей мембрану, с другой стороны, с возможностью поворота на этой оси и становиться в распор между ними, выходной штуцер связан с подмембранной полостью непосредственно. 3 ил.

Автоматически запорный клапан, корпус которого с входным и выходным штуцерами снабжен отсечным клапаном, выполненным в виде установленной в корпусе подпружиненной мембраны с запорным органом, взаимодействующим с седлом, проходной канал которого связывает подмембранную полость с входным штуцером, отличающийся тем, что с целью повышения надежности и расширения функциональных возможностей он снабжен подпружиненной поворотно-распорной ручкой, установленной между мембраной с клапаном на их общей оси с одной стороны и крышкой, прикрывающей мембрану, с другой стороны, с возможностью поворота на этой оси и становиться в распор между ними, выходной штуцер связан с подмембранной полостью непосредственно.