Предохранительный клапан

 

О ll И С А Н И Е < >922396

ИЗОВЕИтИНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (5l)N. Кл. (22) Заявлено 30. 05. 80 (21). 2930675/25-08

F 16 К 17/02 с присоединением заявки № (23) Приоритет равудвраеекеые кемктет

CCCI вв делам взверетеай. к еткрытвв

Опубликовано 23 .04.82. Бюллетень № 15

Дата опубликования описания 25. 04. 82 (53) УДК 621.646 (088.8) (72) Авторы изобретения

Э. И. Савин и А. А. Усик

ЫИЛ -э 7

ТЕХ(К ;:;,. "„, ., 1

БНЯЩОТ;„ "„ ;, (7I ) Заявитель (54) ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫЙ КЛАПАН

Изобретение относится к арматуррстроению, в частности к предохранительным устройствам гидравлических и пневматических систем, находящихся под давлением.

Известны предохранительные клапаны, в корпусе которых с входным и выходным каналами и седлом размещен запорный орган, связанный с чувствительным элементом, нагруженным газовой пружиной (11.Необходимость тщательной герметизации камер газовых пружин этих устройств усложняет их эксплуатацию, возможные утечки газа ро9 ижают точность известных клапанов и надежность работы.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство,осодержащее размещенный в полости корпуса разобщающий напорную и сливную магистрали эапорный орган, связанный с чувствительным элементом, герметизирующим полость нагружающей его газовой пружины (2 1.

В клапане возможны утечки сжатого газа иэ газовой пружины, что понижает надежность и приводит к изменению настройки, т.е. понижает точность ра" боты устройства. Даже при полной гер" метичности газовой пружины точность работы клапана изменяется (настройка клапана) при изменении внешней температуры, так как при этом изменяется характеристика упругости газовой пружины, заметно повышается давление в предохраняемой системе при полном открытии запорного органа. Все это обусловливает сравнительно невысокую надежность и точность работы известного предохранительного клапана.

Цель изобретения - повышение надежности работы предохранительного клапана.

Указанная цель достигается тем, что в полости Kîðïóñà установлен нагруженный пружиной дополнительный чувстотвительный элемент, полость о паа которым обобщена с полостью газа

3 9223 вой пружины непосредственно, со сливом, - через дроссель и с напорной ма. гистралью - каналом, в которой установлен нормально открытый дросселирующий клапан, снабженный пропущенным через канал штоком, взаимодействующим с дополнительным чувствительным элементом.

На чертеже схематично показан предохранительный клапан, разрез.

8 полости корпуса 1, сообщенной с входной 2 и выходной 3 магистралями, выполнено седло 4 и размещены запорный орган 5, связанный посредством ступенчатого хвостовика 6 и пружины 7 с чувствительным элементом 8, нагруженным давлением в полости газовой пружины 9.

Чувствительный элемент 8 выполнен в виде двухступенчатого поршня, торцовая поверхность 10 меньшей ступени которого обращена к полости 11 входной магистрали 2 (к предохраняемой системе), полость 12 между корпусом и ступенями поршня 8 сообщена каналом 13 со сливом. Торцовая поверхность 14 большей ступени поршня обращена к нагруженному регулируемой посредством винта 15 и тарели 16 пружиной 17 дополнительному чувствитель- з ному элементу 18, полость под которым сообщена с полостью газовой пружины 9.

Дополнительный чувствительный элемент 18 может быть выполнен в виде поршня, мембраны или сильфона.

Полость газовой пружины 9 сообщена дросселем 19 со сливом через полость 12 и с напорной магистральюканалом 20, в котором установлен нор4О мально открытый подпружиненный пружиной 21 дросселирующий клапан 22, снабженный пропущенным через канал 20 штоком 23, взаимодействующим с дополнительным чувст.вительным элементом 18.

Работает клапан предохранительный следующим образом.

8 исходном состоянии пружина 17 сжата винтом 15, а дополнительный чувствительный элемент 18 пружиной 17 максимально опущен вниз до упора в корпусе. Дросселирующий клапан 22, образует максимальное проходное се. чение. Седло 4 перекрыто запорным органом, 5, а чувствительный элемент 8 пружиной 7 поднят вверх.

При подаче рабочей среды по входной магистрали в полость 11 она при96 4 жимает запорный орган 5 к седлу 4, надежно разобщая входную и выходную магистрали, Одновременно среда поступает к дросселирующему клапану 22, в зазоре между клапаном и седлом среда дросселируется, ее давление понижается. Рабочая среда с пониженным давлением по каналу 20 поступает в полость газовой пружины 9, где одновременно воздействует на чувствительный элемент 18 и поверхность 14 боль-, шей ступени поршня.

Давление в полости газовой пружины 9 повышается, чувствительный элемент 18 под воздействием возрастающего давления в полости газовой пружины 9 поднимается вверх, сжимая пружину 14, а чувствительный элемент 8 опускается вниз.

При установлении в полости газовой пружины 9 давления, соответствующего настройке пружины 17, чувстви-,; тельный элемент 18 поднимается настолько, что дросселирующий клапан 22 перекроет канал 20 и разобщит полость 11 от полости газовой пружины 9. При этом чувствительный элемент 8 опустится вниз до упора в кор:пус, запорный орган 5 рабочей средой в полости 11 и пружиной 7 надежно прижат к седлу 4. Рабочая среда из полости газовой пружины 9 через дроссель 19 поступает в полость 12, откуда,по каналу 13 сбрасывается на слив. Наличие дросселя 19 определяет незначительные утечки рабочей среды, которые компенсируются притоком среды через дросселирующий клапан 22.

Чувствительный элемент 8 под действием силы давления в полости газовой пружины 9 максимально опущен вниз и испытывает снизу входное давление на торцовую поверхность 10. В установившемся режиме в дросселирующем канале 22 имеется незначительное проходное сечение через которое восполняются утечки рабочей среды через дроссель 19.

При повышении давления в напорной магистрали (а значит и в полости 11) сверх допустимой величины сила давления на поверхность 10 чувствительного элемента 8 становится больше силы воздействия на этот поршень давления в полости газовой пружины 9, Чувствительный элемент 8 поднимается вверх, сжимая среду в газовой пружине.

При этом давление в полости газовой пружины повысится. Чувствительный

922396 6, ня дает возможность использовать для наддува полости газовой пружины 9 давление среды из напорной магистрали. Это не требует дополнительного источника более высокого давления, упрощает эксплуатацию устройства и

его конструкцию.

Поддержание постоянным давления в полости газовой пружины 9 незави"

1О симо от возможных утечек из-за не.плотностей в соединениях и др. повышает надежность работы клапана и его точность, так как при этом обеспечивается постоянство усилия газовой

1з пружины на чувствительный элемент 8 при возможных утечках среды и изменениях окружающей температуры. х Сообщение газовой пружины с атмос ферой через дроссель позволяет обес20 печить постоянство давления в газовой пружине независимо.от ее сжатия (от положения чувствительного элемента 8). Этим достигается незначительная (практически равная нулю)

2$ жесткость пружины, что обусловливает .более высокую точность и надежность в- работы клапана.

Формула изобретения элемент 18 незначительно поднимается вверх, проходное сечение в дросселирующем клапане перекроется, приток рабочей среды через канал 20 в полость газовой пружины прекратится

Вследствие дренажа газа из полости газовой пружины 9 через дроссель 19 давление в последнем понижается (не превышая, однако, первоначальной величины).

Это вызовет дальнейший подъем вверх чувствительного элемента 8, при этом запорный орган 5 оторвется от седла 4 и избыточное давление сре ды сбросится через выходную магист раль.. Сохранение в полости газовой пружины 9 давления среды, близкоro к первоначальному на всем ходе ввер чувствительного элемента 8 (так как уменьшение объема полости газовой пружины 9 будет компенсироваться утечками через дроссель 19 и давление в полости газовой пружины будет практически постоянным), обусловливает полное открытие запорного органа 5. При этом жесткость газовой пружины минимальная (практически ра на нулю), точность и производительность клапана велики.

При установке предохранительного зо клапана в системе с большим рабочим объемом сброс избыточного давления будет продолжаться определенное время, За это время давление в полости газовой пружины 9 понизится за счет дренажа через дроссель 19. При этом чувствительный элемент 18 под дейст" вием пружины 17 опустится несколько вниз, открыв дросселирующий клапан 22.щ

Приток газа через дросселирующий кла" пан 22 компенсирует утечки через дроссель 20 и восстановит требуемую (первоначальную) величину давления в полости газовой пружины 9.

4$

При восстановлении величины рабочего давления в напорной магистрали (а значит и в полости 11) усилие от давления в полости газовой пружины на поверхность 14 чувствительного элемента 8 станет больше усилия от. давления среды в напорной магистрали . на площадь торца 10 чувствительного элемента 8, последний переместится вниз до упора в корпусе, запорный орган 5 сядет на седло 4,прекратив сброс газа из напорной магистрали.

Выполнение чувствительного эле" мента 8 в виде двухступенчатого поршПредохранительный клапан, содержа. щий размещенный в полости корпуса и разобщающий напорную и сливную ма:гистрали эапорный орган, связанный .

1 Ф с чувствительным элементом, гермети зирующим полость нагружающей его газовой пружины, о т л и ч а ю щ и и " с я тем, что, с целью повышения надежности работы, в полости корпуса установлен нагруженный пружиной дополнительный чувствительный элемент, полость под которым сообщена с полостью газовой пружины непосредстввнI но, со сливом - через дроссель и а напорной магистралью - каналом, в котором установлен нормально откра тый дросселирующий-клапан, снабжен. ный пропущенным через канал штоком, взаимодействующим с дополнительным чувствительным элементом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

11 509748, кл. F 16 K 17/06, 1974.

2.. Авторское свидетельство CCCP и 204072, кл. F 16 К 17/164, 1964..

Корректор Л. Бокшан

Подписное

Составитель M. Ермовина

Редактор Сд Патрушева Техред И.Гайду

Заказ 25 / 7 Тираж 981

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1130Д Москва Ж-)5 Раушск&я наб. g. 4/5

Филиал ППП патент", г. Ужгород, "ул. Проектная, 4