Автоматический воздухоотводчик для гидравлических сетей

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и предназначено для отвода из гидравлических сетей скоплений газо-воздушной среды, препятствующей бесперебойной работе гидравлического оборудования. Автоматический воздухоотводчик включает корпус 1 воздухоотводчика с входным 2, выходным 3 патрубками и проточной частью. В проточной части установлен сбросной клапан, снабженный пружинным пневматическим исполнительным механизмом одностороннего действия и управляющим клапаном 12 с цилиндрическим золотником и поплавком 13. Пневматический исполнительный механизм выполнен в виде цилиндра 7 с поршнем 6. Цилиндр 7 установлен в проточной части корпуса воздухоотводчика с возможностью соединения рабочей полости цилиндра через управляющий клапан 12 попеременно с поплавковой камерой 31 и с выходным патрубком 3 корпуса 1 воздухоотводчика. Полость 10 поршневого цилиндра 7 с противоположной стороны от поршня 6 постоянно сообщена с атмосферой. Управляющий клапан 12 с цилиндрическим золотником и поплавком 13 установлены в корпусе 11 управляющего клапана, сообщенном с корпусом 1 воздухоотводчика. Изобретение направлено на повышение чувствительности автоматического воздухоотводчика в диапазоне малых давлений рабочей среды. 6 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Автоматический воздухоотводчик относится к трубопроводной арматуре и предназначен для отвода скоплений газовоздушной среды, препятствующей бесперебойной работе гидравлического оборудования, из гидравлических сетей, таких, например, как нефтепроводы и резервуары для хранения нефти.

Известен автоматический воздухоотводчик для гидравлических сетей, защищенный патентом FR 2559233, МПК F16K 24/04; F16K 24/00; F16K 31/18; F16K 31/28; F16K 33/00, дата публикации - 09.08.1985.

Автоматический воздухоотводчик включает корпус с крышкой, в которой выполнены сбросные отверстия для газовоздушной среды. Сбросные отверстия снабжены эластичными седлами с упругой кромкой для запорных элементов-поплавков. Наличие эластичных седел обеспечивает хорошее уплотнение сбросных отверстий при низких давлениях рабочей среды.

Устройство-аналог является автоматическим воздухоотводчиком прямого действия, в связи с чем надежное уплотнение сбросных отверстий при низких давлениях рабочей среды обеспечивается за счет увеличения эффективной площади запорных элементов-поплавков. В связи с этим недостатками устройства-аналога являются большие габариты устройства и соответственно его низкая чувствительность к изменению параметров рабочей среды.

Прототипом заявляемого устройства является автоматический воздухоотводчик для гидравлических сетей, защищенный авторским свидетельством СССР №624040, МПК F16K 24/04, F16K 24/02; F16K 31/12, дата публикации - 15.09.1978.

Устройство-прототип включает корпус с входным и выходным патрубками. В проточной части корпуса установлен сбросной клапан для отвода скоплений газовоздушной среды. Сбросной клапан снабжен мембранным исполнительным механизмом с пружиной возврата и золотниковым управляющим клапаном, связанным с поплавком. Через золотниковый управляющий клапан и систему каналов, выполненных внутри запорного элемента сбросного клапана, надмембранная полость исполнительного механизма сообщена с входным патрубком.

Недостатком прототипа является его низкая чувствительность при работе на средах под низким давлением.

Заявляемое изобретение решает техническую задачу повышения чувствительности автоматического воздухоотводчика в диапазоне малых давлений рабочей среды.

Поставленная техническая задача решена в автоматическом воздухоотводчике для гидравлических сетей, включающем корпус воздухоотводчика с входным, выходным патрубками и проточной частью, в которой установлен сбросной клапан. Сбросной клапан снабжен пружинным пневматическим исполнительным механизмом одностороннего действия и управляющим клапаном с цилиндрическим золотником и поплавком. Пневматический исполнительный механизм выполнен в виде поршневого цилиндра, установленного в проточной части корпуса воздухоотводчика с возможностью соединения рабочей полости цилиндра через управляющий клапан попеременно с поплавковой камерой и с выходным патрубком корпуса воздухоотводчика. Полость поршневого цилиндра с противоположной стороны от поршня постоянно сообщена с атмосферой. Управляющий клапан с цилиндрическим золотником и поплавком установлены в корпусе управляющего клапана, сообщенном с корпусом воздухоотводчика импульсными трубками через смещенные относительно друг друга по вертикали сквозные отверстия в стенках корпусов. Цилиндрический золотник управляющего клапана снабжен втулкой, в теле которой на уровне сквозных отверстий, сообщающих рабочую полость поршневого цилиндра с выходным патрубком корпуса воздухоотводчика, по окружности втулки выполнены окна. На уровне окон втулки в корпусе управляющего клапана выполнены цилиндрические расточки диаметром, превышающим наружный диаметр втулки. Площадь окна во втулке меньше площади проходного сечения в импульсной трубке. Суммарная площадь окон, расположенных во втулке по окружности, равна площади проходного сечения в импульсной трубке либо превышает ее.

Существо изобретения поясняется чертежами, на фиг.1 которых изображен компоновочный чертеж-схема заявляемого автоматического воздухоотводчика для гидравлических сетей в открытом положении; на фиг.2 - управляющий клапан в продольном разрезе, вид А фиг.1; на фиг.3 - расположение окон в цилиндрической золотниковой втулке управляющего клапана, разрез по Б-Б фиг.2; на фиг.4 - автоматический воздухоотводчик в закрытом положении; на фиг.5 - управляющий клапан в продольном разрезе, вид В фиг.4.

Автоматический воздухоотводчик для гидравлических сетей включает корпус 1 воздухоотводчика с входным 2 и выходным 3 патрубками. В проточной части корпуса 1 воздухоотводчика установлен сбросной клапан с седлом 4 и запорным элементом 5. Запорный элемент 5 соединен с поршнем 6 цилиндра 7 исполнительного механизма, установленного в проточной части корпуса 1 воздухоотводчика. Запорный элемент 5 поджат относительно цилиндра 7 пружиной возврата 8. Цилиндр 7 разделен поршнем 6 на рабочую полость 9 и полость 10.

Автоматический воздухоотводчик снабжен корпусом 11 управляющего клапана 12 и поплавка 13.

В стенках корпуса 1 воздухоотводчика, патрубках 2 и 3 выполнены сквозные отверстия 14, 15, 16, 17 и 18 для присоединения к ним импульсных трубок. Отверстия 14, 15, 16, 17 и 18 выполнены со смещением по вертикали друг относительно друга. В стенке поршневого цилиндра 7 выполнены отверстия 19 и 20.

В корпусе 11 управляющего клапана выполнены сквозные отверстия 21, 22, 23 и 24 для присоединения импульсных трубок. Отверстия 21, 22, 23 и 24 выполнены со смещением по вертикали друг относительно друга.

Отверстия 14 и 21 соединены импульсной трубкой 25, отверстия 15, 19 и 23 соединены импульсной трубкой 26, отверстия 16 и 20 соединены импульсной трубкой 27 с атмосферой, отверстия 17 и 22 соединены импульсной трубкой 28, отверстия 18 и 24 соединены импульсной трубкой 29.

Внутренняя полость корпуса 11 управляющего клапана включает вертикальную цилиндрическую расточку 30 для управляющего клапана 12 и поплавковую камеру 31 для поплавка 13.

На уровне отверстий 23 и 24 цилиндрическая расточка 30 снабжена расточками большего диаметра 32 и 33.

Управляющий клапан 12 включает соединенный с поплавком 13 цилиндрический золотник 34, установленный в цилиндрической втулке 35. Цилиндрическая втулка 35 на уровне сквозного отверстия 23 в стенке корпуса 11 управляющего клапана снабжена окнами 36, расположенными по окружности втулки. На уровне сквозного отверстия 24 в стенке корпуса 11 управляющего клапана цилиндрическая втулка 35 снабжена окнами 37, расположенными по окружности втулки. На цилиндрическом золотнике 34 выполнена кольцевая проточка 38. Окна 36 и 37 в цилиндрической втулке 35, кольцевая проточка 38 в цилиндрическом золотнике 34 образуют совместно с полостями расточек 32 и 33 и сквозными отверстиями 23 и 24 в корпусе 11 управляющего клапана канал для прохода управляющей среды через управляющий клапан 12. Площадь окна 36, 37 меньше площади проходного сечения в импульсном трубопроводе. Суммарная площадь радиальных окон 36 так же, как и суммарная площадь радиальных окон 37, равна площади проходного сечения в импульсной трубке либо превышает ее.

Золотник 34 разгружен от осевого перепада давления вертикальным каналом 39. Канал для прохода управляющей среды в золотниковом управляющем клапане 12 уплотнен эластичными кольцами 40, 41, 42, 43.

Автоматический воздухоотводчик работает следующим образом.

При отсутствии рабочей среды в гидравлической сети сбросной клапан воздухоотводчика находится в открытом положении (нормально открыт).

При заполнении гидравлической сети жидкой рабочей средой корпус 1 воздухоотводчика и, через отверстия 14, 21 и импульсную трубку 25, - поплавковая камера 31 корпуса 11 управляющего клапана заполняются жидкой рабочей средой под давлением. Поплавок 13 находится на плаву в своем верхнем положении. Связанный с поплавком 13 цилиндрический золотник 34 также находится в своем верхнем положении, соединяя в этом положении через кольцевую проточку 38, сквозное отверстие 23 и импульсную трубку 26 поплавковую камеру 31 корпуса 11 управляющего клапана с рабочей полостью 9 поршневого цилиндра 7. Полость 10 поршневого цилиндра 7 через отверстие 20 в цилиндре, отверстие 16 в корпусе 1 воздухоотводчика и импульсную трубку 27 постоянно соединена с атмосферой. Под действием перепада давления на поршне 6 пружина 8 сжата, запорный элемент 5 сбросного клапана поджат к седлу 4, сбросной клапан находится в положении «закрыто».

При поступлении газовоздушной рабочей среды в корпус 1 воздухоотводчика и, через сквозные отверстия 17, 22 и импульсную трубку 28, в поплавковую камеру 31 корпуса 11 управляющего клапана газовоздушная среда, скапливаясь вверху, вытесняет жидкую рабочую среду в гидравлическую сеть. Поплавок 13 и цилиндрический золотник 34 управляющего клапана под действием силы тяжести перемещаются вниз. В нижнем положении цилиндрический золотник 34 управляющего клапана 12 соединяет импульсные трубки 26 и 29, по которым рабочая среда из рабочей полости 9 поршневого цилиндра 7 сбрасывается в выходной патрубок 3 корпуса 1 воздухоотводчика. Давление по обе стороны от поршня 6 уравнивается и под действием возвратной пружины 8 поршень 6 вместе с запорным элементом 5 сбросного клапана перемещается вниз, открывая проход газовоздушной среде из проточной части корпуса 1 воздухоотводчика в выходной патрубок 3. Жидкая среда под давлением снова заполняет освободившиеся от газовоздушной среды корпус 1 воздухоотводчика и поплавковую камеру 31 корпуса 11 управляющего клапана. Поплавок 13 всплывает, золотник 34 управляющего клапана 12 соединяет поплавковую камеру 31 корпуса 11 управляющего клапана с рабочей полостью 9 поршневого цилиндра 7, поршень 6 под действием давления рабочей среды перемещается вверх, запорный элемент 5 сбросного клапана садится на седло 4. Сбросной клапан закрыт, жидкая среда из гидравлической сети не имеет выхода в патрубок 3.

Заявляемое устройство обладает повышенной чувствительностью к изменениям параметров рабочей среды в условиях низких давлений, функционирует надежно при быстрой смене жидкой фазы рабочей среды на газообразную и обратно.

1. Автоматический воздухоотводчик для гидравлических сетей, включающий корпус воздухоотводчика с входным, выходным патрубками и проточной частью, в которой установлен сбросной клапан, снабженный пружинным пневматическим исполнительным механизмом одностороннего действия и управляющим клапаном с цилиндрическим золотником и поплавком, отличающийся тем, что пневматический исполнительный механизм выполнен в виде поршневого цилиндра, установленного в проточной части корпуса воздухоотводчика с возможностью соединения рабочей полости цилиндра через управляющий клапан попеременно с поплавковой камерой и с выходным патрубком корпуса воздухоотводчика, при этом полость поршневого цилиндра с противоположной стороны от поршня постоянно сообщена с атмосферой, а управляющий клапан с цилиндрическим золотником и поплавком установлены в корпусе управляющего клапана, сообщенном с корпусом воздухоотводчика.

2. Автоматический воздухоотводчик по п.1, отличающийся тем, что корпус воздухоотводчика и корпус управляющего клапана сообщены между собой импульсными трубками через смещенные относительно друг друга по вертикали сквозные отверстия в стенках корпусов.

3. Автоматический воздухоотводчик по п.2, отличающийся тем, что цилиндрический золотник управляющего клапана снабжен втулкой, в теле которой на уровне сквозных отверстий, сообщающих рабочую полость поршневого цилиндра с выходным патрубком корпуса воздухоотводчика, выполнены окна.

4. Автоматический воздухоотводчик по п.3, отличающийся тем, что окна выполнены по окружности втулки.

5. Автоматический воздухоотводчик по п.4, отличающийся тем, что на уровне окон втулки в корпусе управляющего клапана выполнены цилиндрические расточки диаметром, превышающим наружный диаметр втулки.

6. Автоматический воздухоотводчик по п.5, отличающийся тем, что площадь окна во втулке меньше площади проходного сечения в импульсной трубке.

7. Автоматический воздухоотводчик по п.6, отличающийся тем, что суммарная площадь окон, расположенных во втулке по окружности, равна площади проходного сечения в импульсной трубке либо превышает ее.