Предохранительное клапанное устройство Советский патент 1982 года по МПК F16K31/165 

(54) ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОЕ КЛАПАННОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к предохранительным устройствам, предназначенным для защиты от чрезмерной нагрузки перепадом давления оболочек и переборок, герметично разделякмцих различные полости, например для защиты обшивки приборных шкафов судовых систем автоматики.

Известно предохранительное клапанное устройство, обеспечиваквдее соединение двух герметично разделенных полостей при достижении перепадом давления между ними определенного предельного значения содержащее мембраны, воспринимающие перепад между полостями и воздействующие на запорный орган, открывгш его при заданном предельном значении перепада давления Cl .

Недостатком его является то, что оно обеспечивает открытие запорного органа при повышении давления только в одной из герметичных полостей, разделяемых переборкой, т.е. обеспечивает только одностороннюю защиту переборки. Кроме того, поскольку принцип их действия основан на сравнении усилий опорного и возникакядего на мембране давлений, то при некоторых значениях перепада давления.

близких к предельному, усилие прижима запорного органа к седлу оказывается весьма vtajnat, а то и равным нулю. При этом не обеспечивается надежная герметизация разделяеKUX полостей..

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, содержащее защемленную в

10 корпусе хлопающую мембранх, воздействующую на запорный орган клапана 123.

При достижении давлением, под запорншл органом клапана предельного

15 значения усилия на запорном opraiie выравниваются, последний приподнимается над седлом, и мембрана под воздействием штока запорного органа охлопывается в противоположное

20 устойчивое положение, обеспечивая полное открытие клапана. Таким образом, недостатком известного устройства является одностороннее пропускание поилшениого давления и отсут25ствие надежной герметизации хлапаиа при перепаде давления, близком к предельному.

Целью изобретения является повышение надежности герметизации его

30 внутренней полости за счет обеспечения двухсторонней защиты оболочки объекта от перепада давления. Поставленная цель достигается те что предохранительное клапанное устройство снабжено двумя симметрич но расположенными продольно сжатыми и радиально нагруженными пружиной в разные стороны упругими пластинами , у каждой из которых, один кО нец зажат неподвижно, а другой опирается на призматическую опору и за вершается консолью, связанной со штоком одного из запорных органов, при этом в обеих пластинах на одинаковом расстоянии от места их защемления выполнены отверстия, а упругая мембрана снабжена связанным с ней штоком, проходящим через указанные отверстия и имеющим два буртика, на которые и одновременно на корпус установлены шайбы, противопо ложный торец которых выполнен выпуклым и к которому усилием пружины прижаты упругие пластиныi На фиг. 1 схематично показано устройство, общий вид; на фиг. 2 сечение по оси призматической опоры упругой пластины; на фиг. 3 - кинематическая схема работы отдельной упругой пластины с возвратной цилиндрической пружиной. Устройство содержит корпус 1, в котором защемлена мембрана 2 со што ком 3 и выполнены седла входного 4 и выходного 5 запорных органов, ыто ки которых соединены с консолями 6 и 7 упругих.пластин 8 н 9. Пластины 8 и 9 расположены симметрично относительно оси штока 3. Один конец каждой из пластин жестко защемлен, а другой завершается консолью, имею щей меньшую ширину и проходящую сквозь отверстие в призматической. опоре 10 (11), на которую опирается пластина (фиг. 2)„ Вследствие того, что расстояние между местами защемления и призматическими опорами мен ше свободной длины пластин 8 и 9, они, будучи установлены в опорах, оказываются продольно сжатыми. Длин штоков запорных органов 4 и 5 взята такой, что консоли б и 7 пластин .8 и 9 несколько отогнуты от своего свободного положения, в результате чего возникает некоторое постоянное усилие поджатия каждого запорного органа к седлу. В пластинах 8 и 9 на одинаковом расстоянии от мест их защемления (Бна фиг. 1 и 3) выпол иены отверстия, сквозь которые прох дит шток 3, имеющий два буртика 12 и 13. На эти буртики и одновременно на уступы корпуса 1 (что достигается предусмотренной возможностью регулировочного смещения буртиков вдоль штока, при рборке устройства) опираются плоские торцы шайб. 14 и 15, к выпуклым торцам которых прижа ты с помощью надетой на шток 3 предварительно сжатой цилиндрической пружины 16 выгнутые поверхности пластин 8 и 9. Устройство работает следующим образом. При возрастании давления снаружи корпуса 1 до некоторого значения, зависящего от размеров предварительного сжатия пружины 16, ме.мбрана 2 прогибается вверх. При этом шток 3 через буртик 12 и шайбу 14 воздействует на пластину 8, деформируя ее.. Шайба 15 и пластина 9 остаются без движения, так как шток 3 при движении вверх свободно проходит сквозь отверстия в них. Далее для пояснения принципа работы устройства с упругими продольно сжатыми пластинами следует рассмотреть кинематическую схему раЬоты отдельно взятой упругой пластины в сочетании с возвратной цилиндрической прухсиной, звеном запорного органа и штоком мембраны (фиг. 3). Пластина 8, учитывая сближение точки ее защемления и призматической опоры 10, заняла бы положение кривой а, однако, с учетом воздействия на нее штока 3 (с усилием Р), пружины 16 и запорного элемента 4 (на консоль 6 пластины), исходная форма пластины будет соответствовать кривой 5. При этом вследствие деформации консоли 6 пластины 8 возникает усилие О. поджатия запорного органа 4 к седлу. Перемещаясь, шток 3 постепенно переведет пластину 8 в форму а, которая является первой высшей формой равновесия упругой пластины, которая характеризуется неустойчивостью и неспособностью противодействия со стороны упругой пластины поперечным нагрузкам. Поэтому дальнейшее перемещение штока 3 в том направлении вызовет мгновенное прощелкивание. пластины 8, которая примет форму г, зеркальную к форме б. При этом до момента прощелкивания усилие Q сохраняется неизменным, поскольку оно создается не за счет поперечных сил упругой пластины, продольно сжатой на участке между опорами. В момент прощелкивания пластины 8 запорный орган 4 перейдет из положения д в положение е, полностью открыв клапан. При снижении усилия Р возвратная пружина 16 постепенно переведет пластину 8 в положение; соответствующее кривой (не показана), зеркальной к кривой в, после чего произойдет мгновенное прощелкивание пластины 8 в положение 5, а запорный орган вернется в положение 3, создав сразу же усилие Q и закрыв входной клапан. Аналогично работает пластина 9