Запорное устройство

 

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в комбинированных регуляторах давления и предохранительных запорных клапанах, срабатывающих при повышении и понижении давления газа свыше заданных пределов. Достигаемым техническим результатом является повышение точности и надежности срабатывания в настроенном диапазоне давлений за счет уменьшения погрешности от трения в механической передаче. Запорное устройство содержит корпус, мембрану с тягой, закрепленную на корпусе крышкой, пружинный орган настройки диапазона срабатывания, подпружиненные толкатель и отсечной клапан со штоком и узел установки клапана в открытое положение. Между тягой и толкателем введены кронштейн, Т-образный рычаг, установленный на оси в кронштейне, и серьга, закрепленная на толкателе. Длинное плечо рычага связано с тягой, а короткие плечи выполнены со сферическими профилями с регулируемым межцентровым расстоянием между ними и взаимодействуют с плоскостью серьги. 2 ил.

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в комбинированных регуляторах давления и предохранительных запорных клапанах, срабатывающих при повышении и понижении давления газа свыше заданных пределов.

Известны пружинно-мембранные предохранительные запорные устройства, применяемые в системах газоснабжения [1]. Недостатками таких устройств являются сложность конструкции и низкая точность срабатывания.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому решению является запорный механизм в устройстве для регулирования давления газа [2].

Запорный механизм содержит корпус, подпружиненную мембрану, орган настройки диапазона срабатывания, кулачок, подпружиненный толкатель, шток с подпружиненным отсечным клапаном и узел установки клапана в открытое положение.

К недостаткам такого отсечного механизма относятся низкая точность и надежность срабатывания в настроенном диапазоне давлений. Это обусловлено тем, что усилие мембраны, необходимое для перемещения толкателя, уменьшается при передаче через кулачковую передачу в sin² α раз, где α - угол подъема кулачка, и, следовательно, возрастает влияние трения в подвижных соединениях передачи.

Цель изобретения - повышение точности и надежности срабатывания в настроенном диапазоне давлений за счет уменьшения погрешности от трения в механической передаче.

Поставленная цель достигается тем, что в запорное устройство введены кронштейн, Т-образный рычаг, установленный на оси в кронштейне, и серьга, закрепленная на толкателе, причем длинное плечо рычага связано с тягой, а короткие плечи выполнены со сферическим профилем с регулируемым межцентровым расстоянием и взаимодействуют с плоскостью серьги.

На фиг. 1 схематически изображено предлагаемое устройство; на фиг.2 - схема его механической передачи.

Запорное устройство содержит корпус 1, чувствительный элемент 2 с тягой 3, закрепленный на корпусе 1 крышкой 4. Между крышкой 4 и чувствительным элементом 2 установлен пружинный орган настройки 5 диапазона срабатывания. На корпусе 1 с наружной стороны установлен подпружиненный отсечной клапан 6 со штоком 7, а на крышке 4 размещен узел 8 установки клапана в открытое положение.

В управляющей полости 17 на корпусе 1 размещен кронштейн 9 с осью вращения 10 Т-образного рычага 11. Длинное плечо Т-образного рычага 11 связано с тягой 3, короткие плечи имеют сферические профили с регулируемым межцентровым расстоянием между ними за счет перемещения планки 12, закрепленной на рычаге 11 винтами 13. Серьга 14 закреплена на толкателе 15 параллельно плоскости кронштейна 9 с небольшим зазором и прижата к сферическим профилям плеч рычага 11 пружиной 16. Управляющая полость 17 соединена с нагрузкой импульсной трубкой (не показана).

Запорное устройство работает следующим образом. Контролируемое давление по импульсной трубке поступает в управляющую полость 17 и воздействует на чувствительный элемент 2. При равенстве усилий пружинного органа настройки 5 и чувствительного элемента 2 от воздействия на него контролируемого давления толкатель 15 находится в зацеплении со штоком 7, фиксируя клапан 6 в верхнем "открытом" положении.

При увеличении давления в управляющей полости 17 чувствительный элемент 2 перемещается вверх, Т-образный рычаг 11 совершает вращательное движение по часовой стрелке, и нижнее его короткое плечо смещает серьгу 14 влево. При этом величина перемещения серьги уменьшается по отношению к перемещению тяги 3, а передаваемое чувствительным элементом 2 усилие увеличивается в число раз, равное соотношению плеч рычага 11.

Когда контролируемое давление достигает величины срабатывания, устанавливаемой органом настройки 5, тяга 3 через рычаг 11 и серьгу 14 смещает толкатель 15 настолько, что он выходит из зацепления со штоком 7, и подпружиненный отсечной клапан 6 перемещается в нижнее положение "Закрыто", перекрывая газовый трубопровод (не показан).

При понижении контролируемого давления тяга 3 перемещается вниз, Т-образный рычаг 11 поворачивается против часовой стрелки, а верхнее его короткое плечо смещает серьгу 14 также влево, и механизм срабатывает аналогично.

Смещение планки 12 со сферическим профилем относительно оси вращения 10 изменяет межцентровое расстояние между сферическими профилями рычага 11 и одновременно изменяет соотношение плеч рычага, а следовательно, и величину настройки срабатывания устройства при понижении давления относительно номинального его значения.

Так как Т-образный рычаг 11 увеличивает усилие чувствительного элемента 2 от изменения давления, которое передается толкателю 15, влияние сил трения в подвижных соединениях механической передачи уменьшается и погрешность от трения минимизируется.

Таким образом, в предлагаемом запорном устройстве повышаются точность и надежность срабатывания в настроенном диапазоне давлений за счет минимизации погрешности от сил трения в подвижных соединениях механической передачи.

Формула изобретения

ЗАПОРНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее корпус, мембрану с тягой, закрепленную к корпусу крышкой, пружинный орган настройки диапазона срабатывания, подпружиненные толкатель и отсечной клапан со штоком и узел установки клапана в открытое положение, отличающееся тем, что в него введены кронштейн, Т-образный рычаг, установленный на оси в кронштейне, и серьга, закрепленная на толкателе, причем длинное плечо рычага связано с тягой, а короткие плечи выполнены со сферическими профилями с регулируемым межцентровым расстоянием между ними и взаимодействуют с плоскостью серьги.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2