Клапан предохранительный повышенной устойчивости



Клапан предохранительный повышенной устойчивости
Клапан предохранительный повышенной устойчивости

 


Владельцы патента RU 2615892:

Акционерное общество "Ракетно-космический центр "Прогресс" (АО "РКЦ "Прогресс") (RU)

Изобретение относится к арматуростроению, в частности к предохранительным устройствам, и предназначено для защиты от превышения давления газов сверх допустимого в пневмосистемах, работающих со сжатым газом. Клапан предохранительный повышенной устойчивости содержит корпус с угловым расположением входного и выходного штуцеров и седлом, поршень, подпружиненный клапан, рабочую пружину и регулировочный винт. Подпружиненный клапан и поршень связаны между собой посредством штифта и взаимодействуют с одной и той же направляющей, выполненной в корпусе клапана. Между поршнем, в котором выполнены кольцевые канавки под уплотняющие кольца, и подпружиненным клапаном установлен демпфирующий элемент, выполненный в виде втулки, контактирующей с пружиной клапана по наружному диаметру. Поршень размещен в установленной в корпусе полой опоре, на которую опирается рабочая пружина. Между боковыми стенками полой опоры и направляющей корпуса размещена втулка из антифрикционного материала. В месте резьбового соединения корпуса со стаканом зажат кольцевой упор с возможностью его взаимодействия с нижней частью полой опоры. Изобретение направлено на повышение надежности работы и устойчивости клапана предохранительного. 2 ил.

 

Изобретение относится к устройствам пневмоавтоматики и предназначено для защиты от превышения давления газов сверх допустимого в трубопроводах или емкостях и может быть использовано в различных областях промышленности для работы со сжатыми газами, например для космической техники в наземном испытательном оборудовании.

Известно предохранительное устройство (АС №477276), содержащее корпус с седлом, запорную тарель, демпфирующее устройство, пружину.

Недостатками известного предохранительного устройства являются низкая надежность по точности поддержания расходной характеристики ввиду непостоянной величины силы трения из-за возможного перекоса штока в направляющих поверхностях, состоящих из двух поясов набора фторопластовых сухарей, отсутствие фиксированного направления рабочей пружины приводит к качанию нижнего опорного витка, а следовательно к неравномерному прижатию клапана к седлу, что уменьшает герметичность клапана в закрытом положении, а отсутствие непосредственного демпфирования запорной тарели клапана в процессе работы в расходном режиме (тарель клапана приподнята над седлом на величину рабочего хода) может приводить к неугасающим колебаниям тарели (автоколебаниям) в пределах величины рабочего хода между седлом и шарнирным упором штока, который обладает повышенной инертностью из-за сил трения в сухарях.

Известен предохранительный гидравлический клапан (патент RU №2379567), состоящий из корпуса, запорного элемента, пружины, демпфирующей втулки, регулирующего элемента.

Недостатками известного предохранительного гидравлического клапана являются низкая надежность и возможность неустойчивой работы (автоколебаний) сразу двух клапанов, основного и вспомогательного, в результате отсутствия направления при работе вспомогательного клапана после его отрыва от седла и «качания» опорного витка пружины, а также непостоянной величины силы трения из-за зазора между хвостовиком запорного элемента и демпфирующей втулкой, что вызывает пульсацию давления во внутренней полости основного клапана и, как следствие, вызывает его автоколебания.

Наиболее близким по своим конструктивным особенностям к заявленному клапану является предохранительный клапан смешанного типа («Силовые пневмогидравлические системы» под редакцией чл.-корр. АН СССР В.П. Бармина. М.: Москва, 1965, с. 68, рис. 43) - прототип, включающий в себя корпус с седлом и угловым расположением входного и выходного патрубков, клапан, пружину клапана, поршень, рабочую пружину, регулировочный винт.

Недостатками предохранительного клапана смешанного типа являются:

- низкая надежность работы по герметичности посадки клапана на седло вследствие возможного неполного прилегания клапана к седлу из-за несоосности клапана и поршня, направление которых осуществляется по различным деталям (клапан скользит по поршню, а поршень по корпусу), а также ввиду возможности смещения контактного отпечатка от седла на уплотнителе клапана при последующих закрытиях;

- низкая надежность работы по точности поддержания расходной характеристики из-за высокой силы трения между корпусом и поршнем, который одновременно выполняет роль чувствительного элемента по выходному давлению и опоры рабочей пружины, что приводит к большой разнице между давлением открытия и закрытия клапана (у резиновых уплотнительных колец, обычно, больший гистерезис трения), при этом сам клапан не демпфируется;

- потеря работоспособности клапана из-за выхода из соприкосновения с корпусом уплотнительного элемента поршня (при большой величине подъема);

- неустойчивая работа (автоколебания) из-за недостаточной силы трения между клапаном, поршнем и вспомогательной пружиной.

Задачей технического решения является устранение имеющихся недостатков, а именно повышение надежности работы и устойчивости клапана предохранительного повышенной устойчивости.

Поставленная задача решается тем, что в клапане предохранительном повышенной устойчивости, содержащем корпус с угловым расположением входного и выходного штуцеров и седлом, поршень, подпружиненный клапан, рабочую пружину и регулировочный винт, согласно изобретению, подпружиненный клапан и поршень связаны между собой посредством штифта и взаимодействуют с одной и той же направляющей, выполненной в корпусе клапана, причем между поршнем, в котором выполнены кольцевые канавки под уплотнительные кольца, и подпружиненным клапаном установлен демпфирующий элемент, выполненный в виде втулки, контактирующей с пружиной клапана по наружному диаметру, а поршень размещен в установленной в корпусе полой опоре, на которую опирается рабочая пружина, при этом между боковыми стенками полой опоры и направляющей корпуса размещена втулка из антифрикционного материала, а в месте резьбового соединения корпуса со стаканом зажат кольцевой упор с возможностью его взаимодействия с нижней частью полой опоры.

На чертежах представлена конструкция заявленного устройства:

на фиг. 1 изображен общий вид устройства в разрезе;

на фиг. 2 - вид А с фиг. 1.

Клапан предохранительный повышенной устойчивости (фиг. 1) состоит из корпуса 1 с седлом 2 и ввернутыми в него под углом входным штуцером 3 и выходным штуцером 4, подпружиненного клапана 5 и поршня 6, связанных между собой штифтом 7 (фиг. 2) и взаимодействующих с одной и той же направляющей 8, выполненной в корпусе 1 клапана. Между поршнем 6 с кольцевыми канавками 9, в которых размещены уплотнительные кольца 10, например резиновые, и подпружиненным клапаном 5 установлен демпфирующий элемент 11, выполненный в виде втулки, одновременно контактирующий с пружиной 12 по наружному диаметру. Поршень 6 размещен в установленной в корпусе 1 полой опоре 13, на которую опирается рабочая пружина 14. Между боковыми стенками полой опоры 13 и направляющей 8 корпуса 1 размещена втулка 15, выполненная из антифрикционного материала, например фторопласта. В месте резьбового соединения корпуса 1 со стаканом 16 зажат кольцевой упор 17 с возможностью его взаимодействия с нижней частью полой опоры 13, например, через пяту 18. Во втулку 19, неподвижно закрепленную в стакане 16, вкручен регулировочный винт 20, через шарик 21 и тарель 22, поджимающий рабочую пружину 14, при этом демпфирующий элемент 11 установлен с минимальным зазором (не показан) между пружиной 12, подпружиненным клапаном 5 и поршнем 6.

Описание работы

Настройку клапана предохранительного повышенной устойчивости на заданное давление производят при подаче на вход рабочего тела (РТ) давлением, равным давлению настройки. Регулировочный винт 20 при вращении по часовой стрелке через шарик 21 и тарель 22 сжимает рабочую пружину 14, усилие от которой через полую опору 13 передается на поршень 6, где происходит сравнение усилия от рабочей пружины 14 и силы от входного давления, действующей на поршень 6. Вращение регулировочного винта 20 производят до тех пор, пока подпружиненный клапан 5 не оторвется от седла 2.

Поддержание давления на входе в клапан предохранительный повышенной устойчивости на заданном уровне происходит следующим образом.

Рабочее тело при подаче на вход через входной штуцер 3 попадает в рабочую полость 23 и воздействует на неразгруженную площадь поршня 6.

При увеличении давления на входе выше настроечного поршень 6 сдвигается, преодолевая усилие рабочей пружины 14, и тянет за собой соединенный с ним штифтом 7 подпружиненный клапан 5, который отрывается от седла 2 корпуса 1 и в образующуюся дросселирующую щель происходит сброс РТ через выходной штуцер 4. Давление на входе в предохранительный клапан уменьшается.

При снижении давления на входе в клапан предохранительный повышенной устойчивости до заданного настройкой значения подпружиненный клапан 5 под действием рабочей пружины 14 опускается на седло 2 корпуса 1, дросселирующая щель перекрывается, сброс РТ прекращается.

Повышение надежности и стабильности работы клапана предохранительного повышенной устойчивости по точности поддержания расходной характеристики достигается за счет применения демпфирующего элемента 15, выполненного из антифрикционного материала, например фторопласта, обеспечивающего стабильно низкий коэффициент трения при движении полой опоры 13 относительно направляющей 8 корпуса 1; по герметичности посадки клапана на седло - за счет исключения «качания» опорного витка рабочей пружины 14 после отрыва подпружиненного клапана 5 от седла 2, плоско-параллельного перемещения подвижных деталей с последующим равномерным прижатием подпружиненного клапана 5 к седлу 2; по обеспечению работоспособности - в результате постоянного соприкосновения уплотнительных колец 10 с направляющей 8 корпуса 1 за счет применения кольцевого упора 17: размер "а" (от уплотнительного кольца 10 до края направляющей 8 корпуса 1) предусмотрен заведомо больше размера "в" (между кольцевым упором 17 и нижней частью полой опоры 13 или пятой 18, как указано на фиг. 1).

Устойчивая работа предохранительного клапана повышенной устойчивости обеспечивается предотвращением колебаний подпружиненного клапана 5 за счет увеличения трения между пружиной 12, подпружиненным клапаном 5 и поршнем 6 посредством демпфирующего элемента 11, выполненного в виде втулки.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет повысить надежность работы и устойчивость клапана предохранительного.

Клапан предохранительный повышенной устойчивости, содержащий корпус с угловым расположением входного и выходного штуцеров и седлом, поршень, подпружиненный клапан, рабочую пружину и регулировочный винт, отличающийся тем, что подпружиненный клапан и поршень связаны между собой посредством штифта и взаимодействуют с одной и той же направляющей, выполненной в корпусе клапана, причем между поршнем, в котором выполнены кольцевые канавки под уплотнительные кольца, и подпружиненным клапаном установлен демпфирующий элемент, выполненный в виде втулки, контактирующей с пружиной клапана по наружному диаметру, а поршень размещен в установленной в корпусе полой опоре, на которую опирается рабочая пружина, при этом между боковыми стенками полой опоры и направляющей корпуса размещена втулка из антифрикционного материала, а в месте резьбового соединения корпуса со стаканом зажат кольцевой упор с возможностью его взаимодействия с нижней частью полой опоры.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к способу и устройству проверки клапанного узла. Способ диагностики клапанного узла с клапанными элементами, последовательно расположенными вдоль проточного канала клапанного узла, включает в себя этапы открытия всех последовательно расположенных клапанных элементов клапанного узла.

Изобретение относится к арматуростроению, в частности к предохранительным устройствам, и предназначено для защиты от превышения давления газов в пневмосистемах. Клапан предохранительный рычажный содержит корпус с угловым расположением входного и выходного штуцеров и сквозным осевым отверстием, рычаг с осью вращения, настроечную пружину и регулировочный винт.

Группа изобретений относится к области автоматического регулирования и предназначена для регулирования противодавления с клапанным картриджем. Регулировочный клапан для регулирования противодавления содержит корпус клапана, имеющий входное отверстие для текучей среды, выходное отверстие для текучей среды, центральное отверстие, корпус крышки, нагрузочную пружину, функционально соединенную с мембраной, и камеру, находящуюся в гидравлической связи с входным отверстием для текучей среды.

Изобретение относится к устройствам регулирования (настройки) и контроля давления срабатывания предохранительных клапанов. Устройство регулирования содержит датчик силы, соединенный с контроллером.

Изобретение относится к скважинному оборудованию и может быть применено для перепуска жидкости из нижележащего пласта в вышележащий пласт. Устройство включает полый корпус с выпускным каналом и выступом снизу, гильзу, соосно размещенную внутри полого корпуса с возможностью осевого перемещения, сменную насадку и клапан, пропускающий жидкость изнутри наружу.

Изобретение относится к арматуростроению и предназначено в качестве предохранительного клапана для использования во всех отраслях народного хозяйства, где применяется защита от превышения допустимого давления.

Группа изобретений относится к трубопроводной арматуре и предназначена для предохранения резервуаров от избыточного давления. Предохранительный клапан содержит корпус, наконечник предохранительного клапана с отверстием и поршневой узел равновесного давления.

Изобретение относится к арматуростроению, в частности к устройствам, поддерживающим избыточное давление в заданных пределах внутри емкостей, в том числе криогенных, и предназначено для использования в пневмогидросистемах любой отрасли машиностроения.

Изобретение относится к арматуростроению и предназначено для использования в качестве спускного и предохранительного клапана в гидравлическом оборудовании, таком как радиаторы.

Изобретение относится к области узлов и деталей машин, обеспечивающих их нормальную эксплуатацию, а именно в области переключающих клапанов, предпочтительно обеспечивающих изменение газового или жидкостного потоков, и может быть использовано в любой области науки и техники, использующей регулируемое перемещение жидкостных и газовых потоков, а в основном используется в газовой, нефтехимической и химической отраслях промышленности.

Изобретение относится к арматуростроению, в частности к предохранительным устройствам, и предназначено для защиты от превышения давления газов в пневмосистемах. Клапан предохранительный рычажный содержит корпус с угловым расположением входного и выходного штуцеров и сквозным осевым отверстием, рычаг с осью вращения, настроечную пружину и регулировочный винт.

Изобретение относится к арматуростроению и предназначено для использования при разработке устройств для систем перекрытия и сброса давления в коммуникациях. Клапан обратный картриджного монтажа содержит корпус из двух взаимодействующих между собой частей - наружной и внутренней, герметично установленных в сплошной плите при помощи резьбы.

Изобретение относится к арматуростроению и предназначено для использования в качестве предохранительного устройства в газораспределительных системах. Быстродействующий предохранительный клапан для газораспределительной системы содержит корпус клапана, верхний кожух, установленный на корпусе клапана, диафрагму, помещенную между корпусом клапана и верхним кожухом и имеющую первую сторону, воспринимающую давление системы газоснабжения.

Группа изобретений относится к дифференциальным клапанам, т.е. клапанам, которые автоматически приводятся в действие перепадом давления на клапане.

Предохранительное устройство относится к трубопроводной арматуре. В корпусе 1 предохранительного клапана, содержащем входной патрубок 2 и выходной патрубок 3, к седлу 4 пружиной настройки 5 поджат разгруженный запорный элемент 6.

Описаны варианты внутреннего предохранительного клапана, предназначенные для применения с регуляторами текучей среды. В одном варианте представленный внутренний предохранительный клапан содержит седло предохранительного клапана, соединенное с первым концом штока предохранительного клапана и предназначенное для прижатия к первой стороне воспринимающего устройства для предотвращения прохождения текучей среды между этой первой стороной воспринимающего устройства и второй стороной воспринимающего устройства, когда внутренний предохранительный клапан находится в закрытом положении.

Группа изобретений относится к скважинному компенсатору давления для применения вместе со скважинным инструментом, содержащему корпус с камерой и внутренней полой секцией, первый поршень, делящий камеру на первую секцию и вторую секцию, причем первая секция соединена с возможностью передачи текучей среды с первым отверстием для текучей среды, вторая секция соединена с возможностью передачи текучей среды со скважиной через второе отверстие для текучей среды, и первую пружину, расположенную внутри второй секции для приложения давления к первому поршню, чтобы сделать возможным сохранение избыточного давления в первой секции.

Изобретение относится к воздухоплаванию. Устройство автоматического газового клапана дирижабля имеет корпус с отверстием для пропуска газа, седло клапана с герметизирующим посадочным поясом, тарелку клапана, упругие возвратные элементы, упоры и механические средства регулирования начальных положений.

Изобретение относится к области насосо- и компрессоростроения и может быть использовано при создании поршневых машин объемного действия, предназначенных для сжатия и подачи потребителю одновременно или попеременно жидкостей и газов.

Группа изобретений относится к быстройдействующим предохранительным запорным устройствам для газовых распределительных систем. Отказобезопасный узел фиксирующей заглушки для быстродействующего предохранительного запорного устройства содержит возвратный штифт, фиксирующую заглушку, соединенную с возвратным штифтом в ближней части.
Наверх