Предохранительный клапан Советский патент 1992 года по МПК F16K17/04 

Изобретение относится к арматурост- роению, а именно к устройствам гидропнее- моавтоматики, и может быть использовано для.перекрытия потока рабочей среды в случае аварийного разрушения выходного трубопровода.

Известно устройство для аварийного перекрытия трубопровода, содержащее корпус с входным и выходным патрубками и размещенные в нем контактирующие между собой запорный и чувствительный элементы, чувствительный элемент снабжен дроссельным отверстием, нагружен в сторону входного патрубка пружиной и расположен со стороны выходного патрубка, кроме того чувствительный элемент снабжен толкателем и нагружен в сторону выходного патрубка дополнительной пружиной, в корпусе размещен фиксатор открытого положения, а запорный элемент расположен со стороны входного патрубка и контактирует с чувствительным элементом через толкатель.

Недостатком этого устройства является отсутствие защиты от перекрытия потока среды во время ее предварительного нагнетания через это устройство в выходной трубопровод, в результате чего выходной трубопровод оказывается ложноизолиро- ванным от входной магистрали.

Наиболее близким к изобретению является предохранительный клапан, в снабженном входным и выходным каналами корпусе которого выполнена камера и размещен запорный орган, шток которого пропущен в камеру и соединен с установленным в нем поршнем, нагруженным пружиной в сторону открытия запорного органа и воспринимающим своим свободным торцом входное давление рабочей среды, причем штоковая полость камеры сообщена с выходным каналом корпуса, на боковбй поверхности поршня со стороны воспринимающего входное давление рабочей среды торца выполнена кольцевая канавка, а вдоль его оси - продольные канавки, каждая из которых сообщает кольцевую канавку со штоковой полостью камеры.

Недостатком известного предохранительного клапана является его нормальное функционирование при заведомо достигнутом рабочем давлении в выходной магистрали и срабатывание, а следовательно, пере крытие потока рабочей среды в период предварительного нагнетания среды в выходную магистраль. При использовании известного предохранительного клапана для предварительного нагнетания среды в выходной трубопровод требуются дополнительные средства.

Целью изобретения является повышение надежности в работе при предварительном нагнетании рабочей среды до требуемого значения давления в выходном трубопроводе путем обеспечения возможности использования для этого предохранительного клапана с зазорным органом, зафиксированном в открытом положении.

На чертеже представлен предохранительный клапан, общий вид

Предохранительный клапан содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 каналами, в котором выполнена камера 4, образующая в корпусе 1 напорную 5 и сливную 6 полости. Соосно с выходным каналом 3 в

сливной полости б размещен запорный орган 7, шток 8 которого пропущен в камеру 4 и соединен с установленным в ней поршнем 9, нагруженным пружиной 10 со стороны запорного органа 7. Торцом со стороны

входного канала 2 поршень 9 образует в камере 4 полость 11. Штоковая полость 12 камеры 4 сообщена со сливной полостью 6 через отверстие 13. Напорная 5 и сливная 6 полости корпуса 1 сообщены между собой

через дроссельные отверстия 14. Во вспомогательной камере 15, размещенной ради- ально на внешней поверхности корпуса 1, установлен дополнительный поршень 16, шток 17 которого пропущен в камеру 4 перпендикулярно оси поршня 9. Штоковая полость 18 вспомогательной камеры 15 сообщена со сливной полостью 6 через регулируемый дроссель 19, регулировочный винт 20 которого ввинчен через корпус 1

соосно отверстию регулируемого дросселя 19 и зафиксирован контргайкой 21. Напорная полость 5 и штоковая полость 18 вспомогательной камеры 15 сообщаются через обратный клапан 22, расположенный в корпусе 1. и далее через сливное отверстие 23 обратного клапана 22. Шарик 24 обратного

клапана 22 нагружен пружиной 25 и отверстием 26 канала штоковой полости 18 вспомогательной камеры 15. Торцом дополнительного поршня 16, который нагружен пружиной 27 во вспомогательной камере 15 образована полость 28, которая сообщена с внешней средой через отверстие 29. выполненное в торцевой части вспомогательной камеры 15.

В профильных канавках дополнитель- ного поршня 16 расположены уплотнения 30, взаимодействующие с внутренней поверхностью вспомогательной камеры 15.

Устройство работает следующим образом.

Во время подачи рабочей среды из напорной магистрали через входной чанал 2 в напорную полость 5 резко повышается давление в полости 11 камеры 4. При этом давление в штоковой полости 18 вспомога- тельной камеры 15 незначительно и дополнительный поршень 16 находится в положении, ограниченном профилем корпуса 1, когда шток 17 дополнительного поршня 16 пропущен в камеру 4 так, что боковая поверхность штока 17 препятствует движению поршня 9 в сторону выходного канала 3. Рабочая среда из напорной полости 5 через дроссельные отверстия 16 поступает в сливную полость 6 и далее через выходной канал 3 в выходную магистраль. При повышении давления в выходной магистрали рабочая среда через регулируемый дроссель 19 поступает в штоковую полость 18 вспомогательной камеры 15 и воздействует на дополнительный поршень 16 и шарик 24 обратного клапана 22. Шарик 24 остается в исходном положении, так как с противоположной стороны на него воздействует более высокое входное давление и пружина 25. а дополнительный поршень 16 при все более возрастающем давлении в штоковой полости 18, преодолевая усилие пружины 27, начинает движение в сторону отверстия 29. При этом вместе с дополнительным порш- нем 16 движется и его шток 17, При достижении требуемого значения давления в выходном трубопроводе шток 17 продвигается настолько, что делает возможным движение поршня 9 в камере 4. а следова- тельно, и соединенного с последним посредством штока 8 запорного органа 7 в сторону выходного канала 3, так как происходит расфиксация запорного органа. Но, так как на поршень 9 со стороны полости 11 действует входное давление, а со стороны штоковой полости 12 - сила пружины 10м давление рабочей среды в сливной полости 6. с которой штоковая полость 12 сообщена отверстием 13, причем входное давление в

это время практически равно выходному, то поршень 9 остается в исходном поможении. При аварийном разрушении трубопровода давление в сливной 6 и штоковой 12 полостях резко падает. Скорость нарастания и падения давления в штоковой полости 18 ограничена регулируемым дросселем 19, поэтому при резком снижении давления в выходной магистрали шток 17 дополнительного поршня 16 не успевает воспрепятствовать при определенном перепаде давлений на поршне 9 движению последнего в сторону выходного канала 3, При достижении такого перепада давлений выходной канал 3 перекрывается запорным органом 7, давление в выходном трубопроводе падает, утечка рабочей среды прекращается.

После прекращения подачи рабочей среды во входной канал 2, а следовательно, при снижении давления в напорной полости 5 происходит постепенное снижение давления в сливной полости 6, сообщенной с напорной полостью 5 дроссельньш отверстием 14, и в штоковой полости 12, сообщенной со сливной полостью отверстием 13. Из штоковой полости 18 рабочая среда поступает через обратный клапан 22 в напорную полость 5 и частично через регулируемый дроссель 19 в сливную полость б. При этом дополнительный поршень 16 со штоком 17 стремится под действием пружины 27 занять положение, когда шток 17 препятствует движению поршня 9. В то же время поршень 9 и соединенный с ним посредством штока 8 запорный орган 7 движутся в сторону напорной полости 5. Поршень 9 и шток 17 дополнительного поршня 16 занимают по отношению друг к другу исходное положение. Уплотнения 30 предназначены для герметичного разделения внешней среды с рабочей средой внутри предохранительного клапана.

Формула изобретения Предохранительный клапан, в снабженном входным и выходным каналами корпусе которого выполнена камера и размещен запорный орган, шток которого пропущен в камеру и соединен с установленным в ней поршнем, нагруженным со стороны запорного органа пружиной, причем полость камеры со стороны штока сообщена с выходным каналом, а с противоположной стороны - с входным каналом, о т л и ч а - ю щ и и с я тем, что, с целью повышения надежности а работе, он снабжен вспомогательной камерой, размещенной ради- ально на ангшней поверхности корпуса, а в корпусе выполнены каналы, сообщающие полость вспомогательной камеры соответственно с входным и выходным каналами, при этом в полости вспомогательной камеры размещен снабженный штоком дополнительный поршень, нагруженный пружиной в сторону оси клапана, в каналах, сообщающих полост ь вспомогательной камеры с выходным и входным каналами, установлены соответственно регулируемый дроссель и обратный клапан, а шток дополнительного поршня пропущен в камеру и контактирует с торцом поршня со стороны его штока.

Изобретение относится к арматуростро- ению, а именно к устройствам гидропневмоавтоматики, и может быть использовано для перекрытия потока рабочей среды в случае аварийного разрушения выходного трубопровода. Оно позволяет повысить надежность работы предохранительного клапана при предварительном нагнетании среды до требуемого значения давления за счет дополнительного снабжения клапана, состоящего из корпуса 1 с камерой 4, в которой расположен поршень 9, а шток 8 пропущен через отверстие в камере 4 и соединен с запорным органом 7, расположенным в сливной полости 6, сообщающейся с напорной полостью 5 через дроссельное отверстие 14, вспомогательной камерой 15. размещенной радиально на внешней повер