Предохранительный клапан однократного действия



Предохранительный клапан однократного действия
Предохранительный клапан однократного действия

 


Владельцы патента RU 2518782:

Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" (RU)

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано в военной технике. Предохранительный клапан однократного действия содержит корпус с установленным в нем отрывным элементом. Отрывной элемент выполнен в виде штока с шейкой в средней части на нем и риской. Риска является концентратором напряжения на шейке. Диаметр указанной шейки рассчитан по фактическому временному сопротивлению материала штока. Шток содержит на своих концах наружную резьбу. Одним резьбовым концом шток ввинчен в диск с расходными отверстиями, закрепленный в корпусе ввертным штуцером входа. Другим резьбовым концом шток ввинчен в резьбовое отверстие уплотненного в корпусе поршня. В стенке корпуса выполнены радиальные отверстия, герметично отделенные от ввертного штуцера входа уплотнением поршня. Изобретение направлено на создание предохранительного клапана однократного действия со стабильным давлением срабатывания. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано в военной технике.

Предохранительный клапан однократного действия предназначен для автоматического выпуска газообразной или жидкой рабочей среды из системы высокого давления при чрезмерном повышении давления в ней в атмосферу и обеспечения безопасной эксплуатации установок и предотвращения аварий.

Известен предохранительный клапан однократного действия (патент RU 2105916 от 1998.02.27, МПК F16K 17/40), в котором проходное отверстие корпуса перекрыто поршнем. На поршне имеются опорные элементы, выполненные в виде стержней. Стержни расположены вдоль оси проходного отверстия корпуса и имеют на конце скошенный выступ, упирающийся в выступ корпуса. При достижении заданного избыточного давления опорные элементы теряют несущую способность, и поршень раскрывает проходное отверстие в корпусе. Недостатком указанного предохранительного клапана является недостаточная точность давления срабатывания из-за нестабильности модуля упругости E материала, наличия допусков на большое количество размеров стержней и нестабильности коэффициента трения стержней по корпусу.

Наиболее близким из известных по технической сущности и достигаемому результату к предложенному предохранительному клапану однократного действия является предохранительный клапан, в котором проходное отверстие в корпусе перекрыто отрывным колпачком (Кондратьева Т.Ф. Предохранительные клапаны, Л.: Машиностроение, 1976, с.25, 170 - прототип).

Недостатком указанного предохранительного клапана является недостаточная точность давления срабатывания из-за нестабильности временного сопротивления σв материала колпачка.

Ориентировочно среднее отрывное (разрушающее) давление колпачка определяется по формуле

P = [ ( d н d ) 2 1 ] σ в , ( 1 )

где dн, d - соответственно наружный и внутренний диаметр колпачка;

σв - временное сопротивление материала колпачка (см. там же, с.171).

Целью изобретения является создание предохранительного клапана однократного действия со стабильным давлением срабатывания.

Поставленная цель достигается тем, что в предохранительном клапане, содержащем корпус с установленным в нем отрывным элементом, согласно изобретению отрывной элемент выполнен в виде штока с шейкой в средней части на нем и риской - концентратором напряжения на шейке, диаметр которой рассчитан по фактическому временному сопротивлению материала штока, и с наружной резьбой на его концах, при этом одним резьбовым концом шток ввинчен в диск с расходными отверстиями, закрепленный в корпусе ввертным штуцером входа, другим резьбовым концом шток ввинчен в резьбовое отверстие уплотненного в корпусе поршня, а в стенке корпуса выполнены радиальные отверстия, герметично отделенные от ввертного штуцера входа уплотнением поршня. Поршень имеет цилиндрический хвостовик, расположенный на торце, противоположном торцу с резьбовым отверстием, при этом концевая часть хвостовика установлена в отверстие корпуса, а торец хвостовика утопает относительно торца корпуса на расстояние, меньшее, чем ход поршня при срабатывании клапана.

Конструкция предохранительного клапана однократного действия (далее по тексту - клапана) показана на фиг.1 и 2, где:

1 - корпус;

2 - диск;

3 - поршень;

4 - шток;

5 - расходное отверстие;

6 - ввертной штуцер входа;

7 - шейка;

8 - риска;

9 - резиновое кольцо;

10 - защитная фторопластовая шайба;

11 - радиальное отверстие;

12 - цилиндрический хвостовик;

13 - отверстие;

14 - торец цилиндрического хвостовика 12;

15 - торец поршня 3;

16 - торец корпуса 1.

На фиг.1 показан клапан в исходном положении, на фиг.2 - в положении после срабатывания.

Клапан содержит корпус 1, в котором установлены диск 2, поршень 3 и шток 4. Диск 2, имеющий расходные отверстия 5, закреплен в корпусе 1 ввертным штуцером входа 6.

В средней части штока 4 выполнена шейка 7 с нанесенной на ней риской 8, являющейся концентратором напряжения. На концах штока 4 выполнена наружная резьба. Одним резьбовым концом шток 4 ввернут в диск 2, другим - в поршень 3, уплотненный в корпусе 1, например, резиновым кольцом 9 с защитной фторопластовой шайбой 10. В стенке корпуса 1 имеются радиальные отверстия 11, которые могут располагаться в несколько рядов. Суммарная площадь радиальных отверстий должна быть не менее номинального диаметра отверстия в ввертном штуцере входа 6. Поршень 3 имеет цилиндрический хвостовик 12, установленный в отверстие 13 корпуса 1. В исходном положении торец 14 цилиндрического хвостовика 12 утопает в отверстии 13 корпуса 1.

Предлагаемый клапан функционирует следующим образом.

При давлении рабочей среды ниже давления срабатывания клапан закрыт. Поршень 3 и шток 4 находятся в положении, показанном на фиг.1. В этом положении на поршень 3 действует усилие

Fп=(Sп-Sш.шт)·P, (2)

где Fп - усилие, действующее на поршень,

Sп - площадь поперечного сечения поршня 3;

Sш.шт - площадь поперечного сечения по шейке 7 штока 4;

P - давление рабочей среды.

Поршень 3 удерживается от перемещения штоком 4. При повышении давления рабочей среды до давления срабатывания на поршень 3 действует усилие, превышающее прочность штока 4 по его шейке 7, и шток 4 разрывается по шейке 7. Не удерживаемый штоком 4 поршень 3 с частью разорванного штока 4 перемещается до посадки своим торцом 15 на торец 16 корпуса 1. Положение деталей клапана после его срабатывания показано на фиг.2. В этом положении входная полость ввертного штуцера входа 6 сообщается с окружающей средой через расходные отверстия 5 диска 2 и радиальные отверстия 11 корпуса 1, и рабочая среда выпускается в окружающую среду. При этом торец 14 цилиндрического хвостовика 12 выдвигается из корпуса 1, сигнализируя этим о срабатывании клапана.

Стабильность давления срабатывания предложенного клапана обеспечивается стабильностью усилия на разрыв по шейке 7 штока 4, которое в свою очередь обеспечивается изготовлением штоков 4 с расчетным диаметром шейки 7 с учетом фактического временного сопротивления материала штока 4, определенного на образцах, в средней части которых выполнена, так же, как и на штоке 4, шейка 7 с риской 8 - концентратором напряжения.

1. Предохранительный клапан однократного действия, содержащий корпус с установленным в нем отрывным элементом, отличающийся тем, что отрывной элемент выполнен в виде штока с шейкой в средней части на нем и риской - концентратором напряжения на шейке, диаметр которой рассчитан по фактическому временному сопротивлению материала штока, и с наружной резьбой на его концах, при этом одним резьбовым концом шток ввинчен в диск с расходными отверстиями, закрепленный в корпусе ввертным штуцером входа, другим резьбовым концом шток ввинчен в резьбовое отверстие уплотненного в корпусе поршня, а в стенке корпуса выполнены радиальные отверстия, герметично отделенные от ввертного штуцера входа уплотнением поршня.

2. Предохранительный клапан однократного действия по п.1, отличающийся тем, что поршень имеет цилиндрический хвостовик, расположенный на торце, противоположном торцу с резьбовым отверстием, при этом концевая часть хвостовика установлена в отверстие корпуса, а торец хвостовика утопает относительно торца корпуса на расстояние, меньшее, чем ход поршня при срабатывании клапана.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к затвору с функцией тепловой защиты для гидродинамической или гидравлической машины. Затвор вставляется в корпус гидродинамической или гидравлической машины с рабочей средой.

Группа изобретений относится к области измерения давления, а именно к фиксации фактов превышения допустимого давления и регистрации величины максимального давления.

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для взврывозащиты технологического оборудования. Взрывозащитный клапан содержит корпус клапана, затвор, теплоизолирующий и разрывной элементы, футерованный грузовой затвор.

Группа изобретений относится к арматуростроению и предназначена для защиты устройств от избыточного давления. Клапан для регулирования потока текучей среды под давлением вдоль пути, ведущего из ограниченного пространства, включает в себя корпус клапана с проточным каналом сквозь него, прогибающийся в обратном направлении разрывной диск в корпусе клапана в обычно блокирующем расположении по отношению к потоку текучей среды через канал и выборочно приводимое в действие устройство, находящееся на корпусе клапана вблизи выпуклой поверхности диска.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для взврывозащиты технологического оборудования. .

Изобретение относится к области конструирования термоклапанов, которые предназначены для аварийной подачи охлаждающей воды в помещение. .

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для взврывозащиты технологического оборудования. .

Изобретение относится к гидросистемам, в частности к клапанам предохранительным, и предназначено для предохранения от гидроудара гидравлических сетей отопительных систем, систем водоснабжения и канализационных сбросов.

Изобретение относится к автоматике, в частности к устройствам для одноразового герметичного перекрытия газовых и жидкостных магистралей высокого давления. .

Группа изобретений относится к предохранительной технике и предназначена в качества средства для сброса избыточного давления для использования в санитарных областях применения. Устройство сброса давления (12) содержит разрывную мембрану (30) и опорный элемент (32). Разрывная мембрана (30) включает в себя разрывной участок и фланцевую секцию. Опорный элемент (32) разрывной мембраны (30) включает в себя кольцевую внутреннюю втулку, внешний периферийный участок, радиально отстоящий от внутренней втулки, и один или более соединительных сегментов, продолжающихся между внутренней втулкой и внешним периферийным участком. Соединительные сегменты ограничивают одну или более рельефных областей, расположенных между внутренней втулкой и внешним периферийным участком опорного элемента (32). Имеются конструктивные варианты выполнения опорного элемента и разрывной мембраны. Группа изобретений направлена на повышение надежности работы устройства сброса давления. 3 н. и 19 з.п. ф-лы, 11 ил.

Устройство аварийного перекрытия трубопровода содержит корпус 1, клапан 2, седло 3 клапана и механизм возврата клапана. Корпус оснащен подающим 4 и расходным 5 патрубками для подключения к подающему и расходному участкам трубопровода. Седло 3 клапана установлено поперек проточной части корпуса, а клапан связан штоком 6 с механизмом возврата. Клапан расположен со стороны подающего патрубка 4 и закреплен на штоке 6. Шток установлен подвижно в направляющих корпуса. Механизм возврата включает уплотнение 7, регулируемую опору 8, предохранитель 9 и опорный стакан 10. Уплотнение закреплено в корпусе. Регулируемая опора подвижно установлена в опорном стакане 9 на предохранителе 10 из твердого растворимого вещества. Предохранитель установлен на дне опорного стакана, в котором выполнены отверстия под разлившуюся жидкость. Опорный стакан установлен на полу контролируемого помещения. Корпус 1 выполнен в виде цилиндра, закрытого крышками 11, 12, с уплотнительными кольцами 13, которые стянуты шпильками 14 и гайками 15. Технический результат заключается в повышении надежности устройства. 4 з.п.ф., 4 ил.

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для взрывозащиты технологического оборудования. Взрывозащитный клапан с системой демпфирования грузового затвора содержит корпус клапана, теплоизолирующий и разрывной элементы, футерованный грузовой затвор. Подвижное соединение футерованного грузового затвора с основанием корпуса клапана выполнено в виде трех вертикально установленных стержней в отверстиях периферийной части футерованного грузового затвора. Нижней частью стержни закреплены в основании корпуса клапана. В верхней части они имеют демпфирующее устройство. Каждое из трех демпфирующих устройств закреплено на горизонтальной перемычке, жестко соединенной со стержнем и выполненной в виде круглого диска. На этом диске закреплено посредством винтов основание демпфирующего устройства. Последнее выполнено из жесткого вибродемпфирующего материала типа «Агат». Основание соединено со втулкой из эластомера и имеет центральное отверстие, через которое проходит стержень. Втулка имеет, по крайней мере, три отверстия, соосных со стержнем, в которых расположены упругие элементы, например цилиндрические винтовые пружины. Верхний торец этих пружин посредством крепежных элементов соединен с основанием демпфирующего устройства, а нижний - находится в свободном состоянии и выступает за нижнюю плоскость втулки на расстояние, определяемое усилием, развиваемым ударной взрывной волной. Изобретение направлено на повышение эффективности защиты технологического оборудования от взрывов путем увеличения демпфирования футерованного грузового затвора. 3 ил.

Группа изобретений относится к арматуростроению и предназначена в качестве разрывного диска для использования в предохранительных устройствах для защиты систем высокого давления. Разрывной диск для распределительного устройства с газовой изоляцией содержит тонкую куполообразную пластину, включающую в себя первую фланцевую часть и первую куполообразную часть в форме купола в центре первой фланцевой части, и направляющую разрыва пластину, включающую в себя вторую фланцевую часть, наслоенную на первую фланцевую часть, и вторую куполообразную часть, имеющую множество щелей, сформированных так, чтобы определять форму разрыва, так чтобы часть первой куполообразной части разрывалась в заданной форме, когда внутреннее давление возрастает. Щели имеют дугообразную форму. Одна единичная щель соединена с другой единичной щелью, смежной с ней, посредством разрывной перемычки. Концевые части щелей, расположенных на обоих краях среди множества щелей, обеспечены отверстиями ограничения разрыва соответственно, чтобы сконфигурировать шарнирную часть второй куполообразной части. Имеются конструктивный вариант выполнения разрывного диска и распределительное устройство с газовой изоляцией, включающее в себя разрывной диск. Группа изобретений направлена на повышение надежности и точности срабатывания разрывного диска. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 20 ил.

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для взврывозащиты технологического оборудования в случае возникновения чрезвычайной ситуации. Взрывозащитное устройство с разрывной мембраной содержит корпус клапана, затвор, разрывной элемент. В верхней цилиндрической части корпуса клапана размещен узел крепления разрывной мембраны. Разрывная мембрана зажата между кольцами. Кольца скрепляют одно с другим двумя диаметрально расположенными планками и винтами. Одно из отверстий под винты в планке имеет продолговатую форму. В нижней цилиндрической части корпуса размещен футерованный грузовой затвор, перекрывающий отверстие в корпусе защищаемого объекта. Футерованный грузовой затвор подвижно соединен с корпусом клапана посредством не менее трех гибких связей. Гибкие связи выполнены в виде упругих ремней, один конец которых шарнирно соединен с корпусом клапана, а другой - шарнирно соединен с грузовым затвором. Упругие ремни выполнены слоистыми с чередованием упругих и демпфирующих слоев. В качестве демпфирующих слоев применена вибродемпфирующая мастика типа ВД-17, а в качестве упругих слоев - эластомер. Изобретение направлено на повышение эффективности и надежности защиты технологического оборудования от взрывов в случае возникновения чрезвычайной ситуации путем увеличения быстродействия и надежности срабатывания разрывных элементов. 6 ил.

Изобретение относится к области безопасной эксплуатации опасных изделий, находящихся в окружении агрессивной среды, в частности к предохранительным герметизирующим устройствам, а именно к устройствам с разрушаемым элементом, обеспечивающим автоматическое срабатывание и открытие герметичных воздушных каналов при определенных внешних воздействующих факторах. Защитное устройство включает линейно перемещаемый силовым воздействием предварительно сжатой пружины подвижный элемент, удерживаемый стопором. Механические свойства стопора изменяются под воздействием факторов внешней среды. Подвижный элемент выполнен в виде подпружиненной пробки 1 и расположен внутри корпуса объекта 6. Стопор выполнен в виде фиксатора 4 из легкоплавкого материала, нанесенного на витки сжатой телескопической пружины 3 перед установкой его в корпус. Пробка 1 снабжена уплотнительными элементами 2 и выполнена с высотой по оси меньшей, чем высота пружины 3 в свободном состоянии. Изобретение направлено на упрощение конструкции защитного устройства, на минимизацию размеров защитного устройства, на сокращение количества элементов, на повышение надежности срабатывания устройства. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к передвижным плавучим заправочным станциям и может быть использовано для заправки судов сжиженным природным газом. Взрывозащитное устройство с разрывной мембраной содержит корпус клапана, затвор и разрывной элемент. Футерованный грузовой затвор подвижно соединён с корпусом клапана и перекрывает отверстие в корпусе защищаемого объекта. В верхней цилиндрической части корпуса клапана размещён узел крепления разрывной мембраны. Достигается обеспечение безопасности при заправке за счет использования взрывозащитных элементов. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к арматуростроению, а именно к нормально открытым клапанам, и может быть использовано в машиностроении, например в ракетной технике. Блок клапанов состоит минимум из двух клапанов, содержащих корпуса с патрубками входа и выхода, затворы, поршни, установленные в проточки корпусов. В корпусах выполнены бобышки с проточками, соединенные герметично между собой по торцам. Со стороны входа корпусов выполнены жиклеры. По оси входа корпусов выполнены две проточки. Установленные в проточки корпусов затворы и поршни выполнены в виде подпружиненных ступенчатых поршней. В проточки бобышек корпусов установлена ступенчатая втулка с отверстиями, образуя между малыми ступенями и проточкой бобышек проточные полости. В корпусе первого клапана выполнены каналы, соединяющие входную до жиклера и надпоршневую полости первого клапана через отверстия ступенчатой втулки и проточную полость. В корпусе второго клапана выполнен канал, соединяющий через отверстия ступенчатой втулки и проточную полость надпоршневую полость второго клапана с входной полостью первого клапана. Применение указанного блока клапанов позволяет использовать давление рабочего тела для привода клапана без электрической команды управления на привод клапана, что упрощает конструкцию, снижает массу и позволяет многократное его использование. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области хранения и транспортировки взрывчатых веществ (ВВ) и взрывоопасных, легковоспламеняющихся жидких грузов. Транспортно-технологический взрывобезопасный контейнер включает емкость в виде металлического сосуда с узлами заполнения и опорожнения. Сосуд выполнен в виде вертикального цилиндрического корпуса с эллиптической крышкой и коническим днищем, защитной корзиной из труб, при этом емкость выполнена из алюминия с пределом текучести не более 155 МПа. Соотношение толщины стенок емкости к внутреннему диаметру цилиндрической части составляет 0,003…0,004, а угол конуса днища составляет около 90°. Места крепления защитной корзины расположены на цилиндрическом корпусе. Предусмотрено взрывозащитное устройство с индикатором безопасности на разрывном элементе, монтируемое в люке эллиптической крышки контейнера и содержащее корпус клапана, теплоизолирующий и разрывной элементы, футерованный грузовой затвор, перекрывающий отверстие в корпусе защищаемого объекта. В верхней цилиндрической части корпуса клапана размещен теплоизоляционный элемент и герметизирующая мембрана, прижимаемая к корпусу клапана посредством крышки, шарнирно соединенной с рычагом, взаимодействующим с отбойником, а узел крепления разрывного элемента крепится своей верхней частью на рычаге, а нижней - к верхней цилиндрической части корпуса клапана. Разрывной элемент состоит из проволоки, стопорного болта, вилки, рычага крышки клапана, гайки, двух барабанов, расположенных соответственно в вилке рычага крышки клапана и в вилке верхней цилиндрической части корпуса клапана. Концы проволоки вставляются в отверстия барабанов и затем наматываются на них. Зазор h между вилками составляет порядка (1,5÷3) от диаметра проволоки, а параметры клапана находятся в следующих оптимальных интервалах величин: с=H/Dy=2,5÷3,0, где Dy - диаметр верхней цилиндрической части корпуса клапана, равный максимальному размеру отверстия корпуса защищаемого объекта; Н - высота клапана в сборе. На проволоке разрывного элемента закреплен индикатор безопасности в виде датчика, реагирующего на деформацию, например тензорезистора, выход которого соединен с усилителем сигнала, например тензоусилителем, а выход тензоусилителя соединен с входом устройства оповещения об аварийной ситуации. Проволока разрывного элемента, на которой закреплен датчик индикатора безопасности, выполнена упругой и имеет несколько витков в части, соединенной с датчиком индикатора безопасности. Изобретение позволяет повысить взрывобезопасность контейнера. 3 ил.

Изобретение относится к средствам обеспечения безопасности взрывных работ. Взрывозащитная камера включает переднюю, заднюю, боковые стенки и потолочину, боковые и задняя стенки выполнены сдвоенными и содержат внутренние и наружные стенки, расположенные на определенном расстоянии друг от друга и снабженные окнами и проемами, которые во внутренних стенках смещены относительно окон и проемов в наружных стенках, в потолочине также выполнено окно, перекрытое крышкой, размещенной на определенном расстоянии от потолочины, передняя стенка снабжена подвижными воротами, внутренние боковые стенки имеют возможность перемещения по направляющим для изменения внутреннего объема камеры, дополнительно оснащена взрывозащитным устройством с индикатором безопасности на разрывном элементе, монтируемым в расширительной горловине цистерны с люком-лазом и содержащим корпус клапана, теплоизолирующий и разрывной элементы, футерованный грузовой затвор, перекрывающий отверстие в корпусе защищаемого объекта, а в верхней цилиндрической части корпуса клапана размещены теплоизоляционный элемент и герметизирующая мембрана, прижимаемая к корпусу клапана посредством крышки, шарнирно соединенной с рычагом, взаимодействующим с отбойником, а узел крепления разрывного элемента крепится своей верхней частью на рычаге, а нижней - к верхней цилиндрической части корпуса клапана, а разрывной элемент состоит из проволоки, стопорного болта, вилки, рычага крышки клапана, гайки, двух барабанов, расположенных соответственно в вилке рычага крышки клапана и в вилке верхней цилиндрической части корпуса клапана, при этом концы проволоки вставляются в отверстия барабанов и затем наматываются на них, а зазор h между вилками составляет порядка (1,5÷3) от диаметра проволоки, а параметры клапана находятся в следующих оптимальных интервалах величин: c=H/Dy=2,5÷3,0, где Dy - диаметр верхней цилиндрической части корпуса клапана, равный максимальному размеру отверстия корпуса защищаемого объекта; H - высота клапана в сборе, при этом на проволоке разрывного элемента закреплен индикатор безопасности в виде датчика, реагирующего на деформацию, например тензорезистора, выход которого соединен с усилителем сигнала, например тензоусилителем, а выход тензоусилителя соединен со входом устройства оповещения об аварийной ситуации, а проволока разрывного элемента, на которой закреплен датчик индикатора безопасности, выполнена упругой и имеет несколько витков в части, соединенной с датчиком индикатора безопасности. Изобретение позволяет повысить взрывобезопасность экспериментальных исследований. 4 ил.
Наверх