Предохранительный клапан Советский патент 1982 года по МПК F16K17/14 

(54) ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫЙ КЛАПАН

Изобретение относится к предохранительной арматуре одноразового действия. Известны предохранительные клапаны одноразового действия, содержащие разры ной стержень и поршень, воспрттмающий давление рабочей среды 1 . Недостатками этого клапана являются малая надежность и низкое быстродействие. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является предохранительный клапан, содержащий корпус, разрушаемый элемент в виде штока с ослабленным наружной проточкой сечением и устройство для принудительного разрушения штока, внутри которого выполнен несквозной канал, связанный с предохраняемой системой С2 . Недостатком известного клапана явля ется то, что его конструкции не позволяе получить максимальной скорости падения давления рабочей среды. Цель изобретения - увеличе1ше скорое ти падения давления в предохраняемой сггстеме без увеличения габаритов клапана. Цель достигается тем, что длина не- сквозного канала в разрушаемом элементе выполнена меньше дхганы штока до начала ослабленного сечения и диаметром меньше диаметра упомянутой наружной проточки, у основания которой в теле разрушаемого элемента выполнена галтель с минимальным радиусом. Кроме того, в предохранительном клапане диаметр у основания засверловочного конуса при вершине несквозного канала, также заканчивающегося минимальной галтелью, выполнен не более 1/3 величины ном1гаального значения упомянутого канала, который в свою очередь выполнен с диаметрюм меньше диаметра наружной проточки на величину, равную 0,250,6 разницы длины канала и штока до начала ослабленного сечетгя, а наружная проточка разрушаемого элемента выполнена с односторонним конусом . 00°, вершина которого распсложена со стороны несквозного канала. Такое конструктивное выполнение разрушаемого элемента обеслеч:шзает возмож ность создания в зоне ослабленного сечетет сложной деформации сдвига-растяжв ния-сжатияг воздействие которой на разрушаемый эЛЕмент дополняется воздсйстч БИем концентраторов нацряжетгия, и потому, U предлагаемом нредохранитсльном клапане при тех же усилиях пакета тарел чатых пружин, что и в известном клалане обеспеч1-гоается разрыв разрушаемого элемента со значительно болззшей ллошадью поперечного сечения, что в свою очередь позволяет без увеличения габаритов клапана значительно повысить скорость сброса давления в предохраняемой системе. На фш. 1 схематически изображен предлагаемый предохранительный клапан, продольный разрез; фиг. 2 - узел 1 на фиг. 1, . Предохранительный клапан состоит из корпуса 1, в ктюром вьтопнены полость 2 и пслость 3, разделенные между собой перегородкой 4. В лалости 2 расположен сильфон-сигнализатор 5 устройства для принудительного разрушения разрушаемого элемента, который выполнен в виде штока 6, соединенного с сердечником 7 и диском 8, и расположен в полости 3 совместно с стотовой частью разрушающег устройства. Разрушаюшее- устройство представляет собой пакет тарельчатых пружин 9, размешенных между диском 8 и корпусом 1 и настроенных на определенное усилие. Пакет тарельчатых пружин 9 до срабатыватш удерживается в сжатом состоянии посредством пластинчатых вставок 10, которые с одной стороны замкнуты на огратгчитель 11, жестко связанный непо движной перегородкой корпуса 1, а с другой - на скользяший упор 12, удерживаемый подвижной скобой 13 посредством ее папьда 14, Шток 15, жестко связанный со скобой 13, подпружинен пружиной 16 относительно корпуса 1 через кольцо 17, по которому он загерметизирован скльфоном-сигнализатором 5, образующим рабочую полость 18. связанную с несквоз ным каналом 19 и с предохранительной системой 20. Несквозпой канал. 19 выполнен в теле штока 6 с расчетным недоходом к до начала наружной ослабляющей пр(5точки 21, у основашш которой выполне концентра7ор на1гряжо}ШЙ в виде галтели 22 с минимальным радиусом, а с противоположной стороны - односторонний конус 90° с верштшой внутри несквозного канала, диаметр которого меньше диаметра наружной проточки 21 на величину 0,25-0,6 разнтасы длины несквозного канала и штока 6 до начала проточки 21 (или величины недохода К ). Кроме того, канал 10 OvieeT при вершине засверловочный конус 23, диаметр d,, основания которого не более 1/3 диаметра Э несквозного канала. Предохранительный клапан работает следуюшим образом. Разрушаюл1ее устройство включается в работу тогда, когда контролируемая величина давления в предохраняемой системе 2О достчп ает Bejra4HHbi давлотпш срабатыва1Шя и начинаегг сжимать, сильфонсигнализатор 5. В результате шток 15, сжав пружину 16, передвинется в верхнее положеш1е вместе со скобой 13 и пальцем 14, который тем самым выходит из зацепления со скользяцлгм упором 12. Под действием составляющих от от пакета тарельчатых пружкп О, освободтгвшийся скользяший утюр 12, выходтст из зацепления с плacти гчaтьг /ш вставками 10 и позволяет последним развернуться вокруг оси, после чего употие от пакета 9 действует на диск 8, но }чже находя:яийся в свободном состоятш (т.е. не упертым в корпус 1), и через сердечник 7 нагружает шток 6. Под воздействием этой нагрузки в районе ослаблегпгого сечения 21 возникает сложная деформация сдвига-растяжения-сжатия дополняемая деформациями в местах расположения концентратов напряжения и шток 6 разрывается. Причем, выигрыш в потребной разрушающей силе составляет при этом 30-40% по сравнению с известным устройством. Это дает возможность значительно увеличить диаметр несквозного канала 19 в штоке 6 без соответствуюдцего увеличешга числа пружин в пакете 9, а, следовательно, и без увеличения габар1ггов клапана в целом. Технико-экономический з41фект от внедрения изобретения обеспечивается тем, что с повьш1ением важного расходного параметра габариты и вес его остаются неизменными, т.е. снижается удельная металлоемкость изделия. Формула изобретения 1. Предохранительный клапан, содержаяшй корпус, разрушаемый элемент в 59 виде штока с ослаблеш1ым })аружиой проточкой сечением и устройство для прттнуДИТСЛ1.НОГО разрушения штока, В1{утри которого выполнен itecKiioaiioft канал, связанный с предохраняемой системой, отличающийся тем, что, с уваггичения скорости паде1гая давлет1я в предохраняемой системе без увеличеття габаритов клалана, дггана несквозного канала в разрушаемом элементе выполнена меньше длины шток i до начала ослабленного сечения и диаметром меньше диаметра упомянутой наружной проточки, у основания которой в теле разрушаемого эл:емента вьшолиена галтель с минимальным радиусом. 2. Клапан по п. 1, отличаю - щ и и с я тем, что засверловочный конус при вершине несквозного канала выполнен с галтелью минимального радиуса п П4 имеет гщамг-тр у ослювштя но Гкллео /,Ч петпгчини 1оминпл7,ного значения гтамотра Н{х:ква ного канала. 3. KjranQH по 1ТП. 1 и 2, о т л и ч а ю 1U и и с я том, что шшметр нсскпозиого канала мош.ше диаметра наружной проточки на ВО.-ТИЧ1ПЛ, равную 0,25-0,0 раз}шад дтпп,1 неск;-,азиого канала и штока до начала ос таблопюго сечен1 я. 1. Клапан по п. 1, о т л и ч а ю Щ и и с я тем, что наружная проточка разрушаемого элеме1гга выполнена с односторошпгм конусок . 00, веритга которого расположена со стороны не :кпозного канала. Источтпши ипформашш, принятые во Bira.Maime при эксперп1зе 1. Лт1тор1:кое свид(ельство СССР № 2П403П, кл. F 16 к 13/04, 3968. 2 Авторское свидетолх тво CCCF 750780, кл. F 10 к 17/14, 1080.