Предохранительный клапан Советский патент 1982 года по МПК F16K17/02 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства для предохранения пневмогидросистем машин и механизмов от превышения давления рабочей среды выше допустимого.

Известен предох анительный кла-. пан, содержащий корпус с входным и выходным отверстиями, внутри которого размещена контактирующая с седлом подпружиненная тарель, установленная на штоке со шлицевым каналом и соединенная с корпусом посредством сильфона 1.

Недостатком известного устройства является низкая надежность ввиду высокой чувствительности тарели к вибрационным колебаниям, передаваемым от корпуса клапана.

Целью изобретения является повышение надежности работы за счет уменьшения внешних вибрационных воздействий , передаваемых на тарель через корпус.

Поставленная цель достигается тем, что в предохранительном клапане соосно штоку тарели установлены резьбовой стержень, жестко закрепленный в корпусе и секторообразный

торовый поршень с поводком, входящим в шлицевой канал, причем шток выполнен полым с резьбовой нарезкой на внутренней поверхности, образующей резьбовую пару со стержнем, секторообразный поршень нагружен контролируемым давлением, а пружина тарели одним концом закреплена на поводке торбвого секторообразного

10 поршня, а другим - на резьбовом стержне.

На фиг. 1 приведен предохранительный клапан в разрезе, рбший вид; на фиг. 2 - разрез Л-А на фиг. I;

15 на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 2; на фиг. 5 - узел шлицевого канала.

Предохранительный клапан содержит корпус 1 с фланцем 2, входным 3 и

20 выходным 4 отверстиями, внутри которого размещена контактирующая с седлом 5 и нагруженная пружиной 6 тарель 7. Тарель 7 установлена на штоке 8 с продольным шлицевым каналом 9

25 и соединена с корпусом 1 посредством сильфонов 10 и 11. В клапане соосно штоку тарели 8 установлен размещенный в торовом кожухе 12 секторообразный торовый поршень 13, связан30ный посредством закрепленного на нем поводка 14 с шлицевым каналом 9 што ка 8. Шток тарели 8 выполнен полым с правой резьбовой нарезкой 15 на внутренней поверхности, контактирую щей с ответной правой резьбовой нарезкой 16 резьбового стержня 17, жестко установленного в корпусе 1. Внутри торового кожуха 12 размещена перегородка 18, образующая с внутре ними стенками 19 торового кожуха 12 и секторообразным торовым поршнем 13 две замкнутые полости 20 и 21. Одна полость 20 сообщается с источником контролируемого давления через отверстие 22 в кожухе 12 и вспомогательный трубопровод 23. Другая полость 21 сообщается с окружающей ср дой через отверстие 24 и трубопровод 25. Пружина 6 тарели 7 выполнена в виде пружины кручения и закреп лена одним концом 26 на резьбовой втулке 27 с левой резьбой, навинченной на ответной левой резьбе 28 резьбового стержня 17 и законтренной гайкой 29. Другим концом 30 пру жина кручения 6 закреплена на повод ке 14 торового секторообразного пор ня. Предохранительный клапан работает следующим образом. Устанавливается предохранительны .клапан на емкость, где необходимо поддерживать определенное давление рабочей среды с помощью крепех ного фланца 2 так, чтобы входные отверстия 3 находились внутри емкости, п выходные отверстия 4 снаружи емкости. Рабочая среда из емкости (не показана) поступает в полость под тарелью 7 клапана через .входные отверстия 3 . Площадь тарели 7 снизу, ограниченная седлом 5 и сильфоном 10, равна эффективной площади сильфона 10, поэтому усилия создаваемые давлением рабочей среды за счет этих площадей взаимно компенсируются. Кроме того, рабочая среда проникает через вспомогательный трубопровод 23 и отверстие 22 в торовом кожухе 12 в замкнутую полость 20, образованную перегородкой 18, внутренними стенками 19 кожуха 12 и секторообразным торовым поршнем 13, и воздействует на секторообразный торовый поршень 13. При достижении в полости 20 давлени рабочей среды, равного давлению открытия клапана, секторообразный торовый поршень 13 начинает перемещаться внутри торового кожуха 12, преодолеваяг усилие кручения пружины ё. При этом поводок 14, контактирующий с шлицевым каналом 9 штока 8, вращает шток 8 относительно неподвижного резьбового стержня 17, закрепленного в корпусе 1. Полый шток 8с правой резьбовой нарезкой 15 на внутренней поверхности, контактирующей с ответной правой резьбовой нарезкой 16 резьбового стержня 17, вращаясь относительно стержня 17, одновременно за счет резьбы перемещается вверх, приподнимая тарель 7 над седлом 5. Пружина кручения 6 при этом закручивается. Через образовавшийся зазор между тарелью 7 и седлом 5 рабочая среда из полости под тарелью 7 истекает в полость над. тарелью 7 и далее через I выходные отверстия 4 уходит в окружающую среду. Площадь кольца тарели 7, ограниченная периферийной цилиндрической поверхностью тарели 7 и сильфоном 11, равна эффективной площади сильфона 11, и поэтому давление истекающей рабочей среды в полости над тарелью 7 не оказывает на нее существенного влияния. При движении секторообразного торового поршня 13 воздух из полости 21 через отверстие 24 в кожухе 12 и трубопровод 25 вытесняет- ся в окружающую среду. Трубопровод 25 выведен из емкости в окружающую среду. Во время истечения рабочей среды из емкости в окружающую среду через зазор мелуду тарелью 7 и седлом 5 в полости под тарелью 7 резко падает давление, но это не приводит к появлению автоколебаний тарели 7 клапана, так как усилие, поднимающее тарель 7 над седном 5, создается давлением рабочей среды, поступающей по вспомогательному трубопрово- ду 23 в полость 20. Входной конец вспомогательного трубопровода 23 удален от входных отверстий 3, поэтому давление в нем не зависит от давления рабочей среды в зазоре тарелью 7 и седлом 5 и уменьшается плавно по мере сброса излишнего количества рабочей среды из емкости. В результате уменьшения давления рабочей среды в емкости до номинального пружина кручения 6, раскручиваясь, перемещает секторообразный. торовый поршень 13 внутри торового кожуха 12 в исходное положение. При этом поводок 14, вращаясь вокруг резьбового стержня 17, за счет резьбы на штоке 8 опускает его вниз. Шток 8 тянет вниз тарель 7 и прижимает ее к седлу 5. В результате чего клапан оказывается закрытым. При новом повышении давления в емкости работа клапана повторяется. Во время всего цикла работы клапана от емкости через корпус 1 на тарель 7 передаются вибрации, но так как в осевом направлении тарель 7 может перемещаться только благодаря резьбовой паре - шток 8 резьбовой стер жень 17 - то вибрации не усиливают колебания тарели 7 в осевом направлении, возникающие от колебания давления истекающей рабочей среды в зазоре тарелыэ 7 и седлом 5. Настройка пружины кручения б осущестляется вращением резьбовой втулки 27 с левой резьбой, навинченной на ответной левой резьбе 28 резьбового стержня 17. При вращении резьбовой, втулки 27 в ту или другую сторону пруисина 6, закрепленная на этой втул.ке одним концом 26, а другим концом 30 на поводке 14, либо скручивается больше, либо деформация кручения уменьшается. В результате чего увеличивается или ослабляется усилие прджатия тарелки 7 к .седлу 5. Резьбо вая втулка 27 законтрена гайкой 29. Для обеспечения сборки кожух 12 выполнен составным.

Таким образом, клапан способен длительное время надежно работать с агрессивными высокотемпературными средами и сохранять герметичность при внешних вибрационных воздействиях за счет устранения автоколебаний тарели в осевом направлении под действием внешних вибраций, передаваемых на тарель через корпус клапана, путем обеспечения осевого перемещения тарели со штоком при одновременном винтовом движении штока по резьбе неподвижного, резьбового стержня.

Формула изобретения

Предохранительный клапан, содержащий корпус с входным и выходным отверстиями, внутри, которого размещена контактирующая с седлом нагруженная пружиной тарель, усгановленная на штоке со шлицевым каналом и соединенная с корпусом посредством сильфона, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности в работе за счет уменьшения внешних вибрационных воздействий, передаваемых на тарель через корпус в нем соосно штоку тарели установлены резьбовой стержень, жестко закрепленный в корпусе и секторообразный торовый поршень с поводком, входящим в шлицевый канал, причем шток выполнен полым с резьбовой нарезкой на внутренней поверхности, образующей резьбовую пару со стержнем, секторообразный поршень нагружен контролируемым давлением, а пружина тарели одним концом закреплена на поводке секторообразного поршня, а другим - на резьбовом стержне.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 500403, кл. F 16 К 17/02, .1974.

гз-Ц

Pue.i