Предохранительный клапан двустороннего действия

 

Изобретение предназначено для применения в специальной технике, например в космической. Предохранительный клапан двустороннего действия содержит поршень с уплотнением, перекрывающий проходное отверстие в корпусе изделия, и консольно закрепленные стержни. Последние заделаны с одного конца, например, в корпус изделия и опираются свободным концом о поршень с возможностью изгиба в результате образования "пластического шарнира" в их заделках по достижении заданного уровня давления срабатывания предохранительного клапана и освобождения поршня. Стержни установлены с обоих торцов поршня таким образом, что при действии давления с одной или другой стороны обеспечивают срабатывание предохранительного клапана при одинаковых или разных значениях давления срабатывания за счет разницы в числе, размерах поперечного сечения, длине или материале стержней с разных торцов поршня. Изобретение позволяет обеспечить предохранение корпуса изделия от разрушения при действии большого избыточного давления как с внутренней, так и с внешней стороны. 3 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, конкретно к предохранительным клапанам однократного срабатывания, и может быть применено в специальной технике, например в космической.

Известны различные конструкции предохранительных клапанов. В тех случаях, когда достаточно однократного срабатывания предохранительного клапана, целесообразно применять в качестве предельных силовых элементов предохранительного клапана пластически деформируемые элементы. За счет применения пластически деформируемых элементов существенно упрощается и становится более надежной конструкция предохранительного клапана при существенном сокращении габаритов, поскольку в пластически деформируемых элементах прочностные свойства материала используются несравнимо более полно, нежели в упругих элементах.

Известен предохранительный клапан однократного действия (см., например, патент РФ 2105916, МКЛ F 16 K 17/40, 95 г.), содержащий корпус с проходным отверстием, перекрываемым поршнем с уплотнением, предельные элементы, выполненные в виде стержней, консольно закрепленных, например, на поршне, ориентированных вдоль оси проходного отверстия и имеющих на конце скошенный выступ, упирающийся в корпус.

Известен предохранительный клапан однократного действия (см., например, патент РФ 2079758, МКЛ F 16 K 17/40, 93 г.), содержащий корпус с проходным отверстием, перекрываемым поршнем, снабженным уплотнением и опорным элементом, выполненным в виде одного, по крайней мере, стержня, консольно закрепленного в корпусе или на поршне, и теряющего несущую способность при пластическом изгибе по достижении заданного избыточного давления. Это изобретение выбрано в качестве прототипа.

В конструкции-прототипе обеспечивается срабатывание предохранительного клапана при действии давления с одной стороны клапана.

В некоторых случаях требуется обеспечить предохранение корпуса изделия от разрушения при действии большого избыточного давления как с внутренней, так и с наружной сторон.

На решение указанной задачи направлено настоящее изобретение.

Для решения данной технической задачи предлагается предохранительный клапан двустороннего действия, состоящий из поршня с уплотнением, перекрывающего проходное отверстие в корпусе изделия, и консольно закрепленных стержней, заделанных с одного конца, например, в корпус изделия и опирающихся свободным концом о поршень, причем стержни теряют несущую способность и изгибаются в результате образования "пластического шарнира" в их заделках по достижении заданного уровня давления срабатывания предохранительного клапана, освобождая поршень, стержни установлены с обоих торцов поршня и при действии давления с одной или другой стороны могут обеспечивать срабатывание предохранительного клапана при одинаковых или разных значениях давления срабатывания за счет разницы в числе, размерах поперечного сечения, длине или материале стержней с разных торцов поршня.

Изобретение поясняется фиг.1 - 3, где на фиг.1 представлена конструкция предохранительного клапана, на фиг.2 показан процесс срабатывания предохранительного клапана, на фиг.3 - вариант конструкции предохранительного клапана.

На фиг.1 - 3 обозначены: 1 - корпус изделия, 2 - поршень, 3 - уплотнение, 4, 5 - стержни.

Предохранительный клапан работает следующим образом. При действии избыточного давления, например, с левой стороны (см. фиг.2) сила давления на поршень 2 сначала уравновешивается усилием сопротивления стержней 4 изгибу. С ростом силы давления увеличиваются напряжения в заделке стержней. По достижении заданного уровня давления срабатывания предохранительного клапана напряжения в заделке стержней 4 превышают предел текучести материала стержней, образуется "пластический шарнир", стержни 4 изгибаются, и их свободные концы уходят под диаметр проходного отверстия с корпусе 1 изделия. В результате поршень 2 освобождается и выбивается силой давления, открывается проходное отверстие для выравнивания давлений внутри и снаружи корпуса 1. Избыточное давление перестает действовать на корпус, в чем и заключается предназначение предохранительного клапана.

При действии давления с правой стороны аналогичным образом срабатывают стержни 5.

Как вариант возможна конструкция предохранительного клапана со стержнями, закрепленными и в корпусе, и в поршне. На фиг.3 сохранены позиционные обозначения фиг.1,2. Стержни 4 закреплены в корпусе изделия, а стержни 5 закреплены в поршне.

Таким образом, выполнение предохранительного клапана в соответствии с предложенным обеспечивает предохранение корпуса изделия от разрушения при действии большого избыточного давления как с внутренней, так и с наружной сторон.

Число, размеры поперечного сечения, длины и материал стержней образуют достаточное количество варьируемых конструктивных параметров для обеспечения заданного уровня давления срабатывания предохранительного клапана при заданном диаметре проходного отверстия. Перечисленные конструктивные параметры определяются расчетно-экспериментальным путем.

Формула изобретения

Предохранительный клапан двустороннего действия, состоящий из поршня с уплотнением, перекрывающего проходное отверстие в корпусе изделия, и консольно закрепленных стержней, заделаных с одного конца, например, в корпус изделия и опирающихся свободным концом о поршень, с возможностью изгиба в результате образования "пластического шарнира" в их заделках по достижении заданного уровня давления срабатывания предохранительного клапана и освобождения поршня, отличающийся тем, что стержни установлены с обоих торцов поршня таким образом, что при действии давления с одной или другой стороны обеспечивают срабатывание предохранительного клапана при одинаковых или разных значениях давления срабатывания за счет разницы в числе, размерах поперечного сечения, длине или материале стержней с разных торцов поршня.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3