Предохранительный клапан Советский патент 1991 года по МПК F16K17/04 

Изобретение относится к арматуро- строению и может использоваться в энергетической, химической и других отраслях промышленности для защиты систем от повышения в них давления среды сверх допу- стимого.

Цель изобретения - повышение надежности работы за счет увеличения подъемной силы на запорном органе.

На фиг. 1 изображен клапан, общий вид в разрезе; на фиг. 2 - узел, формирующий оптимальное направление потока среды в проточной части при частично- и полностью открытом клапане; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2.

Предохранительный клапан содержит корпус 1 с седлом 2, к которому пружиной 3 поджат запорный орган 4 со штоком 5. На последнем установлен ограниченно подвижный стакан 6, размещенный в расточке крышки 7. Между стаканом 6 и седлом 2 образован кольцевой зазор 8. В стакане 6 выполнены прорези 9 с наклонными поверхностями оснований 10. а на торце крышки 7 - фаска 11с углом наклона «2, меньшим угла а наклона оснований 10. На седле выполнена проточка 12.

Клапан работает следующим образом.

В закрытом положении запорный орган 4 поджат к седлу 2 пружиной 3. Верхняя кромка фаски 11 крышки 7 находится на одном уровне с наружной кромкой поверхностей оснований 10 прорезей 9. При повышении давления среды перед клапаном сверх установленного, действие давления под за- порный орган 4 приподнимает его совместно со стаканом 6 над седлом 2, в результате чего возникает расход среды через седло 2. При этом распределение потока среды происходит следующим образом. Часть потока проходит через прорези 9 стакана 6 и, отражаясь от поверхностей оснований 10 и поверхности фаски 11 крышки 7, отклоняется под углом к вертикали, вследствие чего возникает дополнительная реактивная сила по- тока, под действием которой стакан 6 поднимается до упора в бурт штока 5. Остальная часть потока, отражаясь вертикально вниз от нижней поверхности запорного органа 4, направляется в кольцевой зазор 8 между седлом 2 и стаканом 6, в результате чего возникает реактивная сила потока среды, действующая на запорный орган 4 в направлении его подъема.

Количество прорезей 9 в стакане 6, ве- личины углов d и с&, а также геометрические размеры седла 2, запорного органа 4 и стакана 6 подобраны таким образом, что величина реактивной силы, возникающей в

момент открытия клапана и действующей на запорный орган 4 и стакан 6 в направлении их подъема, минимальна, но вполне достаточна для преодоления возрастающего усилия сжимаемой пружины 3 и необходимость в постоянном увеличении давления среды с целью дальнейшего открытия клапана отпадает. При перемещении стакана 6 вверх наружная кромка основания 10 прорези 9 смещается относительно верхней кромки фаски 11 в том же направлении, в результате этого поверхность цилиндрической расточки крышки 7 образует на выходе на выходе из прорезей 9 стакана 6 бурт высотой h, который меняет направление потока среды, отклоняя его к вертикали, вследствие чего происходит увеличение подъемной силы на запорном органе 4 и стакане 6 за счет увеличения реактивной смлы потока. При этом по мере подъема стакана 6 происходит увеличение высоты бурта h и, как следствие, все большее отклонение потока среды вертикали, поэтому реактивная сила потока, действующая в направлении подъема, все больше увеличивается, в результате этого преодолевается растущее по мере подъема запорного орган: 4 усилие сжимаемой пружины 3 и стакан 6 с запорным органом 4 резко поднимаются, отжимая вверх шток 5, поджатый пружиной 3, происходит полное открытие клапана, причем разница между давлением начала открытия и давлением полного открытия клапана составляет минимальную величину.

При снижении давления среды перед клапаном подъемная сила, действующая на запорный орган 4, уменьшается и клапсн начинает закрываться. При этом по мере опускания стакана 6 происходит все большее отклонение потока среды к горизонтали и реактивная сила потока, препятствующая посадке стакана 6 и запорного органа 4 на седло 2, уменьшается, что обеспечивает резкую посадку от пружины 3 запорного органа 4 на седло 2 с отсечкой протекающей среды при давлении среды в защищаемой системе, незначительно отличающемся от номинального рабочего давления системы.

Формула изобретения Предохранительный клапан, содержащий корпус с седлом, нагруженный пружиной через шток запорный орган, крышку с цилиндрической расточкой и ограниченно подвижный относительно штока стакан, охватывающий запорный орган и размещенный в расточке крышки, отличзющий- с я тем, что, с целью повышения надежности работы, на торцевой.поверхности расточки крышки выполнена фаска, а в стенке

б

Изобретение относится к арматуростро- ению и может быть использовано в энергетической, химической и других отраслях промышленности для защиты систем от повышения в них давления среды сверх допустимого. Цель изобретения - повышение надежности з работе за счет увеличения подъемной силы на запорном органе. При открытии клапана часть потока проходитчерез прорези 9 стакана 6 и, отражаясь от поверхностей оснований 10 и фаски 11 крышки-7, отклоняется под углом к вертикали, создавая дополан-ительную подъемную силу на стакане 6. Другая часть потока, отражаясь от запорного орпч ia 4, иапоавляет- ся в кольцевой зазор 8, создавая тем самым дополнительную подъемную силу на запорном органе 4. Созданные дпе дополнительные подъемные силы обеспечивают полное открытие клапана. 3 ил. (Л С о N5 Ю О XI О