Автоматическое отключающее устройство Советский патент 1991 года по МПК F16K17/22 

raja Фиг1

Изобретение относится к арматурост- роению, преимущественно к газовым системам энергетики.

Цель изобретения - повышение надежности в работе за счет бездроссельного протекания обратного потока и очистки потока газа от включений льда.

На фиг.1 представлено устройство при рабочем положении плунжера при нормальном рабочем режиме по расходу и прямотоке среды, общий вид; на фиг.2 - то же, при закрытом положении плунжера при срабатывании устройства и прямотоке среды; на фиг.З -то же, при открытом положении при противотоке среды; на фиг.4 и 5 - выполнение отверстий седла и лопаток цилиндра.

Устройство содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками, соединенные между собой плунжер 4 с тарелкой 5 и поршень 6. Поршень 6 размещен в цилиндре 7 и нагружен пружиной 8. В корпусе 1 размещено седло 9 и подвижный стакан 10, между которыми расположено кольцо 11 с буртом 12, Стакан 10 нагружен пружиной 13 и в нем выполнены проходные отверстия 14. В седле 9 выполнены отверстия 15. Цилиндр 7 имеет лопатки 16 и обратный клапан 17, а на его торце выполнено отверстие 18 Тарелка 5 плунжера 4 имеет уплотнительное кольцо 19, например, из полимерного мягкого материала, размещенное на торцовой поверхности плунжера. Плунжер 4 одним концом установлен в стакане 10, другим (поршнем 6) - в цилиндре 7. Цилиндр 7 установлен в корпусе 1 в районе расширения проточной части. Между цилиндрической поверхностью 20 плунжера 4 и буртом 12 образован зазор 21. Между уплотнитель- ным кольцом 22 седла 9 и кольцом 19 имеется зазор 23. На поршне 6 имеется лабиринтное уплотнение 24.

Устройство работает следующим образом.

Среда подается в устройство через патрубок 2. Газ проходит через отверстия 14, зазор 21, зазор 23 и далее через межреберное пространство и патрубок 3. Равновесие плунжера 4 в положении, приведенном на фиг.1, определяется соотношением рабочих усилий пружин 13 и 8. Пружина 13 создает большее усилие, поэтому стакан 10 прижат к кольцу 11. При увеличении расхода газа через устройство сверх величины, определяемой усилием пружины 8 (например, вследствие разгерметизации трубопровода за устройством), в дросселирующем зазоре 21 увеличивается скорость потока и перепад давлений на плунжере 4 возрастает.Под действием разницы давлений плунжер 4 перемещается к седлу 9 (фиг.2), и утечки через разгерметизированный трубопровод прекращаются. В случае, если яо условиям эксплуатации требуется гарантированная

протечка газа при закрытом устройстве, в седле выполняются отверстия 15, обеспечивающие строго фиксированный расход газа, При этом отсутствие протечек через уплотнение седла и тарелки обеспечивается при0 менением мягкого, например, полимерного кольца 19.

Если устройство применяется в системах, требующих продувки противотоком или заправки газом источника газа за счет

5 противодавления, подачу газа осуществляют со стороны выходного патрубка 3. При этом под действием противодавления плунжер 4 перемещается в сторону патрубка 2, воздействует на стакан 10, сжи0 мая пружину 13. Стакан 10 перемещается до упора в торец проточки корпуса (фиг.З). Таким образом, при этом режиме использования устройства обеспечено существенное увеличение зазора между буртом

5 12 и плунжером 4, что сокращает гидравлическое сопротивление устройства и позволяет обеспечить повышенный расход газа. При этом режиме бурт 12 находится в районе конусной поверхности тарелки 5

0 плунжера 4.

Условия эксплуатации устройства часто требуют задержки времени закрытия плунжера для исключения ложных срабатываний при кратковременных бросках

5 давления или расхода в системах и сокращения времени открытия при заправке противотоком, пои поодувке. С этой целью устройство дополнительно оснащено обратным клапаном, позволяющим при дви0 жении поршня 6 в цилиндре 7 на закрытие запирать отверстие 18, а при открытии открывать проход через это отверстие. В первом случае время движения определяется малым расходом среды через зазор

5 между поршнем 6 и цилиндром 7 с лабиринтным уплотнителем 24. Во втором случае обеспечивается большой расход открытием дополнительного отверстия 18.

При использовании устройства для подQ ачи газа повышенного влагосодержания, высокого давления, при температуре, близкой к точке росы, для удаления из потока твердой фазы (льда) отверстия 15 выполняют под углом к оси седла. Возникающая при.

5 этом инерционная сила отбрасывает частицы льда к периферии внутренней полости канала, где замерзшая влага оседает на с,тенку в виде инея в зоне, обеспечивающей теплообмен с внешней средой. Это же достигается и закруткой потока газа на лопатках 16, установленных под углом к сечению канала. Выполнение канала в этой зоне с расширением обеспечивает снижение скорости потока и повышение площади контакта инея с металлом, что способствует испарению инея за счет теплообмена с окружающей средой. Для интенсификации теплообмена целесообразно корпус устройства в районе расширения канала выполнить с оребрением. Лопатки 16 цилиндра 7 также способствуют стабилизации потока среды и обеспечивают центровку цилиндра 7 в канале.

Формула изобретения 1, Автоматическое отключающее устройство, содержащее корпус, размещенный между входным и выходным патрубками корпуса подпружиненный плунжер с торцевой, цилиндрической и конической поверхностями, взаимодействующий с седлом и жестко соединенный с расположенным в цилиндре поршнем, подпружиненный стакан с отве стиями, размещенный со сторо0

5

0

ны входного патрубка в цилиндрической проточке корпуса с возможностью совместного с плунжером осевого перемещения, и неподвижно размещенное в корпусе между седлом и стаканом дроссельное кольцо с буртом, причем перемещение стакана ограничено торцом проточки и дроссельным кольцом, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности в работе, взаимодействующая с седлом площадь плунжера расположена на его торцевой поверхности, между его цилиндрической поверхностью и буртом дроссельного кольца образован дросселирующий зазор, а его коническая поверхность расположена с возможностью образования бездроссельного зазора при контакте стакана с торцом проточки.

2. Устройство поп.1,отличающее- с я тем, что в седле выполнены сквозные отверстия, сообщающие входной и выходной патрубки, причем радиус их расположения со стороны входного патрубка меньше, чем со стороны выходного.

Изобретение относится к арматуростроению, преимущественно к газовым системам энергетики. Цель изобретения - повышение надежности работы за счет бездроссельного проникания обратного потока и очистки его от включений льда. В исходном положении пружина 13 прижимает стакан 10 к кольцу 11. При увеличении расхода среды в дросселирующем зазоре 21 увеличиваются скорость движения среды и перепад давления на тарелки 5, под действием которого она садится на седло 9, перекрывая поток среды. Для обеспечения гарантированного малого потока через устройство в седле 9 выполнены наклонные отверстия 15, обеспечивающие так же очистку потока от льда. При движении среды в противоположном направлении под действием потока стакан 10 перемещается до упора в торец проточки корпуса 1, при этом бурт 12 находится в районе конуса тарелки 5, что обеспечивает беспрепятственный проток среды. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

4&.2

т

10

11

t

фигЗ

Фиг Л

7