Устройство дифференциально-предохранительное

 

Устройство дифференциально-предохранительное относится к машиностроению и может быть использовано для предохранения от разрушения топливных магистралей и емкостей с совмещенными днищами, содержащих агрессивные и пожаровзрывоопасные разноименные компоненты. Устройство содержит корпус из двух частей с входным, выходным и дополнительным каналами. В корпусе выполнено седло и установлены затвор, управляющая пружина и взаимодействующий с затвором управляющий шток. В месте стыка частей корпуса установлен чувствительный элемент в виде двух плотно прижатых друг к другу мембран с равными эффективными площадями. Чувствительный элемент герметично разделяет полости входного и дополнительного каналов. Законцовки управляющего штока расположены в полостях входного и дополнительного каналов. Одна из них подпружинена в сторону от затвора и упирается в упор корпуса, а другая снабжена захватом с отбортовкой и взаимодействует с затвором, образующим кольцевую щель с седлом. Ход чувствительного элемента выполнен не менее суммарной величины щели между затвором и седлом и величины зазора между захватом и законцовкой управляющего штока в полости входного канала. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для предохранения от разрушения топливных магистралей и топливных емкостей с совмещенными днищами с агрессивными и пожаровзрывоопасными разноименными компонентами.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, работающее автоматически в зависимости от перепада давлений по патенту Германии N 2649033, кл. F 16 K 17/06, 1978, содержащее корпус с входным и выходным каналами, затвор, седло, управляющую пружину, управляющий шток, взаимодействующий с затвором.

Как известно, толщина стенки днища рассчитывается на заданный перепад давлений, действующий на совмещенное днище от разноименных компонентов в емкости. При достижении заданного перепада с целью исключения разрушения днища должно сработать предохранительное устройство и обеспечить сброс давления из полости емкости одного из компонентов. Отсутствие же перепадного предохранительного устройства может привести к критическому перепаду давления и как следствие к разрушению совмещенного днища. Увеличение толщины стенки совмещенного днища для критического перепада давлений приводит к резкому увеличению веса.

Недостатком известного устройства является то, что оно не обеспечивает предохранения емкостей и топливных магистралей, работающих на разноименных агрессивных компонентах.

Задачей изобретения является обеспечение предохранения топливных магистралей и емкостей с совмещенными днищами, работающими с агрессивными пожаровзрывоопасными разноименными компонентами.

Технический результат достигается тем, что в устройстве дифференциально-предохранительном, содержащем корпус с входным и выходными каналами, затвор, седло, управляющую пружину, управляющий шток, взаимодействующий с затвором, в соответствии с изобретением корпус выполнен из двух частей, одна из которых снабжена дополнительным каналом, а в месте стыка частей корпуса установлен чувствительный элемент, герметично разделяющий полости входного и дополнительного каналов. Часть корпуса с дополнительным каналом выполнена с упором, а законцовки управляющего штока расположены в полостях входного и дополнительного каналов, при этом одна из них подпружинена в сторону от затвора и упирается в упор корпуса, а другая - снабжена захватом с отбортовкой, взаимодействующей с затвором, образующим кольцевую щель с седлом.

Кроме того, чувствительный элемент выполнен в виде двух плотно прижатых друг к другу мембран с равными эффективными площадями, выполненных с отбортовками по центру и по периферии, направленными в противоположные стороны. При этом ход чувствительного элемента выполнен не менее суммарной величины щели между затвором и седлом и величины зазора между захватом и законцовкой управляющего штока входного и выходного каналов; захват и затвор установлены с возможностью регулировки зазора между ними, часть корпуса с входным каналом выполнена с упором, а управляющая пружина установлена на законцовке управляющего штока в полости дополнительного канала.

На фиг. 1, 2 изображен общий вид устройства дифференциально-предохранительного; на фиг.1 устройство показано до подачи давления во входной и дополнительной каналы; на фиг.2 - после подачи давления.

Устройство содержит части корпуса 1 и 2 с входным 3, выходным 4 и дополнительным 5 каналами, затвор 6, пружину 7, прижимающую затвор к седлу 8. Между частями корпуса 1 и 2 расположен чувствительный элемент в виде двух плотно прижатых друг к другу мембран 9 и 10, имеющих по центру и периферии отбортовки 11 и 12, которые сопрягаются с частями корпуса 1 и 2 и с управляющим штоком 13.

Управляющий шток 13 жестко и ампулизированно соединен с отбортовками 12 мембран 9 и 10, а его законцовки 14 и 15 расположены соответственно в полостях входного канала 3 и дополнительного канала 5. На законцовку 15 установлена управляющая пружина 16, которая прижимает шток 13 к упору 17 (фиг.1) в корпусе до момента подачи давления в каналы корпуса. Законцовка 14 снабжена захватом 18, который взаимодействует с упором 19 затвора 6 и отжимает усилием управляющей пружины 16 затвор от седла 8, образуя кольцевой зазор "А" между затвором 6 и седлом 8. Захват 18 и упор 19 затвора 6 выполнены регулируемыми. Между Т₁ корпуса 2 и торцом Т₂ штока 13 выполнен зазор Б, величина которого должна быть не менее суммарной величины кольцевого зазора А и зазора В между упорами захвата 18 и затвора 6 (фиг.2 - положение клапана, нагруженного давлением). Управляющий шток 13 в корпусе 2 имеет направленную втулку 20. Управляющая пружина 16 крепится и регулируется на законцовке 15 штока 13 гайкой 21. В корпусе между входными и выходными каналами выполнены дренажные отверстия 22. В корпусе выполнена направляющая 23 для затвора 6. Регулировка усилия пружины 7 затвора 6 осуществляется гайкой 24. Входной канал 3 и дополнительный канал 5 трубопроводами 25 сообщены соответственно с полостями Г и О емкости 26, имеющей промежуточное днище 27.

Устройство дифференциально-предохранительное работает следующим образом. До подачи давления во входной 3 и дополнительный 5 каналы чувствительный элемент под действием управляющей пружины 16 прижат к упору 17 корпуса, а затвор 6 образует кольцевую щель с седлом 8. Полость входного канала сообщена с атмосферой. При подаче давления в полости входного и дополнительного каналов с опережением наддува в дополнительном канале /ΔP ≥ P_д-P_вх/ при равных эффективных площадях чувствительного элемента и при расчетном перепаде давлений происходит перемещение штока 13 от упора 17 в корпусе дополнительного канала до упора Т₁ в корпусе входного канала. При этом образуется зазор между отбортовками захвата 18 и упора 19 затвора 6, а затвор перемещается в направляющих в сторону седла 8 и герметизирует его при определенном перепаде. Уплотнение затвора происходит от усилия прижатия затвора к седлу давлением в полости входного канала и от усилия пружины 3 затвора. При изменении перепада давлений чувствительный элемент вновь прижимается управляющей пружиной к упору корпуса с дополнительным каналом, отбортовка захвата 18 взаимодействует с отбортовкой затвора, и вновь образуется кольцевая щель между седлом и затвором, благодаря чему происходит сброс избыточного газа через дренажные отверстия в выходной канал 4.

Таким образом, выполнение корпуса из двух частей, разделенных чувствительным элементом, и образование дополнительного канала в корпусе, а также размещение законцовки управляющего штока в полостях входного и дополнительного каналов, взаимодействующего с затвором во входном канале, обеспечивает предохранение емкости с совмещенным днищем с агрессивными и взрывоопасными разноименными компонентами.

Формула изобретения

1. Устройство дифференциально-предохранительное, содержащее корпус с входным и выходным каналами, затвор, седло, управляющую пружину и управляющий шток, взаимодействующий с затвором, отличающееся тем, что корпус выполнен из двух частей, одна из которых снабжена дополнительным каналом, а в месте стыка частей корпуса установлен чувствительный элемент, герметично разделяющий полости входного и дополнительного каналов, при этом часть корпуса с дополнительным каналом выполнена с упором, а законцовки управляющего штока расположены в полостях входного и дополнительного каналов, при этом одна из них подпружинена в сторону от затвора и упирается в упор корпуса, а другая снабжена захватом с отбортовкой, взаимодействующей с затвором, который установлен с образованием кольцевой щели между затвором и седлом.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что чувствительный элемент выполнен в виде двух плотно прижатых друг к другу мембран с равными эффективными площадями, выполненных с отбортовками по центру и по периферии, направленными в противоположные стороны.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что ход чувствительного элемента не менее суммарной величины щели между затвором и седлом и величины зазора между захватом и законцовкой управляющего штока в полости входного канала.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что захват и затвор установлены с возможностью регулировки зазора между ними.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что часть корпуса с входным каналом выполнена с упором.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что управляющая пружина установлена на законцовке управляющего штока в полости дополнительного канала.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2