Мембранный предохранительный клапан Советский патент 1989 года по МПК F16K17/16 

Изобретение относится к арматуро- строению и предназначено для одноразового предотвращения в системах давления свыше допустимого.

Цель изобретения - повышение точности срабатывания предохранительного клапана путем исключения влияния механических свойств разрушаемой мембраны на рабочие параметры чувствительного элемента.

На чертеже представлен мембранный предохранительный клапан, раз- ;рез.

Клапан содержит корпус 1, который снабжен входным 2, выходным 3 и сливным 4 патрубками. Входной патрубок 2 может быть связан трубопроводом с источником давления рабочей среды, выходной патрубок 3-е остальными агрегатами системы, а сливной патрубок 4 - с баком или входом насоса.

В полости корпуса 1 размещены разрушаемая мембрана 5 и нагруженный в сторону мембраны 5 с помощью пружины 6 прорывной элемент 7, установленный в направляющей втулке 8. Усилие сжатия пружины 6 может быть отрегулировано вращением упорного элемента 9. Перемещение прорывного элемента 7 застопорено с помощью шарикового фиксатора 10, составленного из двух коаксиально размещенных обойм, одной из которых является направляющей втулкой 8, а другая обойма 11 соединена с чувствительным элементом 12, воспринимающим давление рабочей среды и выполненным в виде двух коаксиально размещенных сильфо- нов 13 и 14, охватывающих прорывной элемент 7. Торцы сильфонов 13 и 14 попарно соединены крышками 15 и 16. При этом одна из них жестко связана с корпусом 1, а другая - с обоймой 11 шарикового фиксатора 10.

Полость чувствительного элемента 12 может быть сообщена трубкой с атмосферой. Прорывной элемент 7 выполнен в виде стержня с проточкой в верхней части и заостренным свободным концом, обращенным в сторону мембраны 5.

Мембранный предохранительный клапан работает следующим образом.

Во время запуска источника питания в работу и выхода его на рабочий режим в системе происходит рост давления рабочей среды, которая попадает в полость корпуса 1 через входной

патрубок 2, а через выходной патрубок 3 распространяется по всему объему системы. Рост давления рабочей среды приводит к росту перепада давления, действующего на чувствительный элемент 12. Сила давления рабочей среды через обойму 11 и упорный элемент 9 передается на пружи0 ну 6.

При изменениях величин давления в допустимом рабочем диапазоне на крышку 16 действует сила давления меньшая, чем величина силы предварительного сжатия пружины 6. Поэтому сила давления через прорывной элемент 7 и фиксаторы 10 передается на направляющую втулку 8 и далее на корпус 1, так как фиксаторы 10 стен0 ками обоймы 11 заперты в окнах на-1 правляющей втулки 8. Давление рабочей среды действует также и на мембрану 5, которая не разрушается, так как рассчитана на действие больших

5 по величине давлений. В этом режиме работы клапана сливной патрубок 4 корпуса 1 герметично перекрыт мембраной 5.

При аварийном режиме работы систе0 мы происходит повышение давления рабочей среды больше допустимой величины. Возросшая по величине сила давления рабочей среды на крышку 16 через упорный элемент 9 передается

5 на пружину 6, вызывая ее сжатие, так как величина силы давления рабочего тела з этом случае больше силы предварительного сжатия пружины 6 и сил упругости сильфонов 13 и 14. Это при0 водит к сжатию сильфонов 13 и 14, поступательному перемещению упорного элемента 9 с обоймой 11 вниз и к выходу из взаимодействия стенок обоймы 1 1 с фиксаторами 10.

5 I

Усилие сжатия пружины 6 передается

на прорывной элемент 7, который, воздействуя на фиксаторы 10, выталкивает их из направляющей втулки 8.

0 Происходит освобождение прорывного элемента 7, который под действием аккумулированной энергии в предварительно сжатой пружине 6 по направляющей втулке 8 устремляется к мем5 бране 5 и пробивает ее, так как заостренная форма элемента 7 имеет- очень маленькое пятно контакта с мембраной 5 и создает высокое контактное давление.

Пробивая мембрану 5, прорывной элемент 7 создает в ней отверстие - концентратор напряжения, и под действием давления рабочего тела мембрана 5 разрывается на отдельные лепестки, открывая сливной канал 4 для прохода рабочей среды.

После срабатывания клапана его подвижные элементы переводятся в исходное положение, а мембрана 5 заменяется на новую. Формула изобретения

Мембранный предохранительный клапан, в корпусе которого размещены разрушаемая мембрана и подпружиненный прорьюной элемент, установленный

в направляющей втулке и снабженный шариковым фиксатором, составленным из двух коаксиалъно размещенных обойм, причем одна из обойм шарикового фиксатора соединена с чувствительным элементом, воспринимающим давление рабочей среды, отличающийся тем, что, с целью повыше(ния точности срабатывания, чувствительный элемент выполнен в виде двух коаксиально размещенных силь- фонов, охватывающих прорывной элемент, причем торцы сильфонов попарно соединены крышками, одна из которых жестко связана с корпусом, а другая - с одной из обойм шарикового фиксатора.

Изобретение относится к арматуростроению. Целью изобретения является повышение точности срабатывания предохранительного клапана путем исключения влияния механических свойств разрушаемой мембраны на рабочие параметры чувствительного элемента. При подаче рабочей среды через патрубок 2 давление ее воздействует на чувствительный элемент 12, выполненный в виде двух коаксиально размещенных сильфонов 13 и 14. Перепад давлений на крышке 16, соединяющей торцы сильфонов 13 и 14, вызывает силу, которая через обойму 11, жестко связанную с крышкой 16, упорный элемент 9, пружину 6, прорывной элемент 7, фиксаторы 10 и направляющую втулку 8 передается на корпусе 1. В этом режиме работы клапана не происходит существенного перемещения обоймы 11. В случае аварийного роста давления возросший на крышке 16 перепад давлений через упорный элемент 9 преодолевает усилие сжатия пружины 6 и перемещает обойму 11. Фиксаторы 10 выходят из контакта со стенкой обоймы 11, и под действием усилия сжатия пружины 6 прорывной элемент 7 выталкивает фиксаторы 10 и движется с возрастающей скоростью к мембране 5. Своим острием прорывной элемент 7 прокалывает мембрану 5 и давлением рабочей среды мембрана 5 разрушается, обеспечивая при этом проход потоку рабочей среды. 1 ил.