Предохранительный клапан Советский патент 1983 года по МПК F16K17/04 

Изобретение относится к арматуре строению и может быть использовано в системах .гидропневмоавтоматики, . ,где необходим многократный сброс избыточного давления рабочей среды с высокой надежностью, Известны предохранительные клапаны, содержащие клапанную пару, подвиж ный запорный орган которых нагружен регулируемой пружиной,и открывающиеся при достижении заданного настрой кой пружины давления L13Недостатком известных клапанов является постоянная деформация мате риала клапанной пары (смятие ее) ка во время хранения,так и при нахожде НИИ в системе в нерабочем состоянии что приводит к залипанию клапанно пары после длительного хранения, а также к потере со временем уплотняющих свойств ее материала. Кроме того в таких клапанах рабочая пружина находится в сжатом состоянии с предварительным натягом., определяемым ее настройкой . При длительном хранении клапана или нахождении его в системе в нерабочем состоянии в пружине накапливаются остаточные деформации, изменяющие силовые характе ристики пружины, что сказывается на точности срабатывания клапана. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является предохранительный клапан, содержащий размещенные в корпусе запорный орган имеющий шток и нагруженный рабочей пружиной, регулирующий элемент которой выполнен в виде втулки, охватывакяцей шток, и фиксатор, ограничивающий усилие прижатия запорного органа к седлу 2Д. Недостаток известного клапана дополнительная к предварительному натягу деформация пружины при длительном хранении на величину зазора в клапанной паре, чтоприводит к увеличению остаточных деформаций ее и снижению точности срабатывания кла пана и надежности его работы. Цель изобретения - повышение надежности работы клапана. Указанная цель достигаетсятем, что в предохранительном клапане, содержащем размещенные в корпусе запорный орган, имеющий шток и нагру женный рабочей-пружиной, регулирующий элемент которой выполнен в виде втулки, охватывающей шток, и фиксатор, ограничиваквдий усилие прижатия запорного органа к седлу, указанная втулка установлена с возможностью осевого перемещения в корпусе и снаб жена хвостовиком для настройки клапа на, между корпусом и втулкой размещена поджимная пружина с жесткостью большей жесткости рабочей пружины, причем во втулке выполнены радиальнн отверстия, на корпусе и штоке кольцевой паз и проточка соответственно, а фиксатор выполнен в виде шариков, размещенных в радиаль1ных отверстиях и входящих в кольцевой паз в нерабочем режиме и в проточку на штоке в рабочем режиме. Кроме того, втулка может быть выполнена из трех частей, связанных между собой резьбовым соединением, причем радиальные отверстия выполнены на одной из крайних частей и на ней, а также на другой крайней части, взаимодействующей с рабочей пружиной, выполнены выступы и ответные им глухие отверстия. На чертеже изображен предлагаемый клапан. Клапан состоит из корпуса 1 с упором 2, входным 3 и выходным 4 штут церами, клапанной пары, состоящей из-седла 5, запорного органа 6, под-, жимаемого к седлу стаканом 7, взаимо- . действующим со штоком 8, име.ющим проточку 9, осевое резьбовое отверстие 10 и нагруженным рабочей пружиной 11,регулируемой при помощи втулки 12,Втулка 12 установлена с возможностью осевого перемещения в корпусе, снабжен хво.стовиком 13 для настройки клапана и выполнена их трех частей, связанных между собой резьбо- вым соединением, в одной из крайних частей 14, связанной с хвостовиком, вьшолйены радиальные отверстия 15 и выступы 16, а на другой крайней части 17, взаимодействующей с рабочей пружиной, выполнены ответные выступам глухие отверстия 18. Между корпусом и втулкой 12 размещена поджимная пруг жина 19 с жесткостью, большей жесткости рабочей пружины, нагружаквдая втулку в направлении к седлу. В радиальных отверстиях 15 размещены шарики 20, входящие в кольцевой паз 21, выполненный на корпусе в нерабочем режиме и в проточку 9 на штоке в рабочем режиме. Клапан работает следующим образом. В исходном состоянии рабочая пружина 11, предварительно настроенная на требуемое давление срабатывания клапана, расслаблена за счет смещения втулки 12 в сторону, противоположную седлу 5 и фиксации ее в этом положении. Уменьшение предварительного натяга рабочей пружины соответствует зазору между торцом втулки 12 и упором 2 корпуса и определяется условиями, в которых находится клапан, а именно при хранении клапана или нахождении его в системе без давления пружину можно полностью освободить и при этом полностью снимается усилите с клапанной пары и исключается дефор -. мация ее материала. При .нахождении клапана в системе, которая находится в нерабочем режиме, но под некоторым консервационным давлением, значительно меньшим рабочего, предварительный натяг пружины может быть уменьшен до величины, обеспечивающей герметичность клапана, исключающей утечку консервационной среды.

При появлении давления в системе,раного рабочему или близкого к нему все зависит от величины уменьшения предварительного натяга) запорный орган б под воздействием давления рабочей среды перемещается в направлении от седла, сжимая пружину 11. Совместно с ним перемещается и шток 8. При совмещении проточки 9 с шариками 20, которые под действием радиальной составлягадей усилия поджимной пружины 19 выталкиваются в проточку, втулка 12 освобождается от фиксации и под дейтсивем пружины 19, жесткость которой больше жесткости пружины 11, перемещается в направлении к седлу до взаимодействия с упором 2, восстанавливая при этом предварительный натяг пружины 11. КЛапан готов к работе. При повышении давления в системе выше предельно допустимого и равного давлению срабатывания клапана запорный орган, преодолевая уси.|лие рабочей пружины 11, перемещается в сторону ее сжатия. Клапан открыт. Рабочая среда стравливается через выходной штуцер 4.

При падении давления в системе до величины, при которой усилие пружины 11 становится достаточным для преодоления давления рабочей среды на запорный орган, а также для поджатия его к седлу с усилием, достаточным для обеспечения герметичности клапанной пары, клапан закрывается. Регулировка величины уменьшения предварительного натяга рабочей пружины 11 осуществляется в зафиксированном положении крайней части 14 втулки 12 путем вращения при помощи ключа хвостовика 13, которая ввинчивается или вывинчивается из средней части втулки. При этом изменяется расстояние между торцом втулки и упором 2, а следовательно, и величина уменьшения предварительного натяга.

Для ручного приведения клапана в рабочее положение используется резьбовое отверстие 10 штока 8, позволяющее сочленить шток с приспособлением, дающим возможность приложить к штоку усилие и переместить его до совмещения проточки 9 с шариками 20. Для этой цели шток можно выполнить выступающим за предел хвостовика 13 и непосредственно к нему

приложить усилие, перемещающее его. Для регулировки пружины 11, в ее рабочем положении без разборки клапана, крайняя часть 14 втулки завинчивается до выхода ее резьбовой

поверхности и совмещени:я ее выступов 16с отверстиями 18 другой крайней части втулки. Затем совместным вращением обеих крайних частей втулки изменяется предварительный натяс рабочей пружины.

Для повторной фиксации втулки 12 необходимо приложить к хвостовику 13 усилие, достаточное для преодоления усилия поджимной пружины 19. Так как шарики 20.находятся в зацеплении с проточкой 9 штока 8, то он тоже перемещается совместно с хвостовиком до совмещения шариков 20 с кольцевым пазом 21 корпуса 1. При этом шток освобождается от зацепления с шариками и смещается к седлу, зафиксировав своей цилиндрической наружной поверхностью шарики 20 в пазу 21. Втулка 12 зафиксирована относительно

корпуса, а пружина 11 расслаблена.

Снятие или значительное уменьшение предрарительного натяга рабочей пружины снимает или уменьшает усилие

в клапанной -паре, а следовательно, и деформацию ее материала, что исключает залипание клапанной пары после длительного хранения, улучшает герметичность. Кроме того,

сама пружина избавляется от остаточных деформаций,которые имели бы место после длительного хранения рабочей пружины в сжатом состоянии, что сохраняет неизменными ее силовые харак1теристики, а следовательно, повышаieT и точность срабатывания, клапана.

О. t

w

1. ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫЙ КЛАПАН, содержащий размещенные в корпусе запорный орган, имеющий шток и нагруженный рабочей пружиной, регулирую щий элемент которой выполненв виде втулки, охватывающей иток, и фиксатор, ограничивающий усилие прижатия запорного органа к седлу, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства, указанная втулка установлена с возможностью осевого перемещения в корпусе и снабжена хвостйриком для настройки клапана, между корпусом и втулкой размещена поджимная пружина с жесткостью, большей жесткости рабочей пружины, причем во втулке выполнены радиальные отверстия, на корпусе и-штоке - кольцевой паз и проточка соответственно, а фиксатор выполнен в виде шариков, размещенных в радиальных отверстиях и входящих в кольцевой паз в нерабочем режиме и в проточку на мтоке в рабочем режиме. 2. Клапан по пЛ, о тли ч а ющ и и с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет регулировки усилия рабочей и поджимающих пружин, втулка выполнена ИЗ трех частей,связанных между собой (Л резьбовым соединением, причем радиальные отверстия выполнены на одной с из крайних частей и на ней, а также ка другой крайней части |) взаим9Действующей с рабочей пружиной, выполнены выступы и ответные им глухие отверстия.