Предохранительный клапан одноразового действия (его варианты)

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соаетскик

Социалистически»

Республик («) 987252

{61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 15.06.81 (21) 3302173/25-08 с присоединением заявки М(23) ПриоритетОпубликовано 070183. Бюллетень Йо 1

f51. М.Кл.з

F 16 К 17/14

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и дткрытий

1531 УДК 621 ° 646 (088. 8) Дата опубликования описания 070133

A.Ã.ÏoãðåáHîâ, В.И.Залугин, A.ô.М4тлкиН

А.Н.Мамаев и С.Г.Чкалов (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫЙ КЛАПАН ОДНОРАЗОВОГО

ДЕЙСТВИЯ (ЕГО ВАРИАНТЫ) Изобретение относится к агрегатам систем пневмоавтоматики и может быть использовано:в качестве предохранительного клапана для систем атомной и общей энергетики, а также химической проьышленности.

Известны предохранительные клапаны одноразового действия, содержащие разрывной стержень, имеющий несквозное отверстие, проходящее через ослабленное сечение, сильфон со штоком, передающий усилие рабочей среды, сжатый упругий элемент (пакет тарельчатых пружин), усилие сжатия которых направлено против давления рабочей среды.

Разрывной стержень снабжен неподвижным, а шток - подвижным упорами, которые при нормальном давлении рабочей среды разделены зазором.

Этот зазбр полностью выбирается только при повыаении давления рабочей среды до давления настройки клапана, что приводит к нагружению стержня и при дальнейшем повышении давле- ния - к его обрыву по калиброванному (ослабленному) сечению (1 3.

Недостатком этого клапана являет-,. ся то, что для обрыва шейки стержня используется только часть давления рабочей среды, так как усилие сжатия пакета тарельчатых пружин препятствует перемещению штока сильфона. Поэтому разрывной стержень в клапане выполнен с минимально возможной толщиной стенки. Это приводит к нарушению герметичности клапана за счет коррозии металла шейки при длительной эксплуатации клапана и особенно при наличии агрессивной среды. Кроме того, клапан имеет большой перепад давления от начала нагружения шейки стержня до ее обрыва (срабатывания клапана), что приводит к необходимости увеличения расчетного давления на прочность всей установки, где работает клапан.

Клапан технологически сложен иэ-эа повыаенных требований к допускам изго товления шейки стержня и к стабильности механических свойств металла для стержня.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является предохранительный клапан одноразового действия, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, установленный в выходном патрубке разрывной стержень с калиброванным сечением и несквозным каналом, шток, введенный в зацепление с разрывным стержнем с

987252 обеспечением зазора между их контактирующими поверхностями, сильфон, герметично связанный с корпусом и штоком, и подвижную опору, расположенную в полости сильфона со стороны противоположной разрывному .стержню и фиксирующую шток от перемешения(2 ).

Однако применение подвижной опоры увеличивает массо-габаритные характеристики клапана, наличие в ней сложной взаимосвязи клиньев, роликов и стопорного устройства снижает надежность работы клапана, усложняет технологию его изготовления, настройку и обслуживание при эксплуатации.

Отсутствие возможности замены подвиж- ной опоры, в случае выхода ее из строя, снижает ресурс работы клапана.

Большое усилие на штоке, создаваемое давлением рабочей среды, необходимое для разрешения разрывного стержня, 20 требует большого противодействующего усилия пружин, а значит и больших массогабаритных характеристик пакета тарельчатых пружин и клапана в целом.

Целью изобретения является повы- 25 шение надежности и увеличения ресурса работы, Эта цель достигается тем, что но первому варианту подвижная опора выполнена в виде: расположенного на lIITo"30 ке разрушаемого элемента и разрушающего упора, жестко связанного с корпусом, а зазор между контактирующими поверхностями штока и разрывного стержня выполнен больше хода штока, необ- 35 ходимого для разрушения подвижной опоры.

По второму варианту подвижная опо-. ра выполнена в виде нескольких .разрушаемых элементов (рабочего и контроль-40 ного), последовательно установленных на штоке, и расположенных между ними соответствующих разрушающих упоров, жестко связанных с корпусом, а зазор . между контактирующими поверхностями 45 штока и разрывного стержня выполнен больше хода штока, необходимого для разрушения подвижной споры.

На фиг, 1 схематически изображен предохранительный клапан с подвижно8 опорой в виде разрушаемого рабочего элемента; на фиг..2 — предохранительный клапан с подвижной опорой в виде разрушаемого рабочего элемента, предохраняемого от колебаний давления, контрольным устройством.

Клапан состоит из корпуса 1, в котором размещены сильфон 2 со што"ком 3, разрывной стержень 4, имеющий несхвозное отверстие 5 и калиброванную шейку б, подвижная опора в виде разрушаемого элемента 7 с калиброванным сечением, разрушающий упор 8, жестко .зафиксированный в корпусе гайкой 9. Крышкой 10 законтрена гайка 9.

Элемент прижат к штоку пружиной 11, 45 обеспечивающей удержание его в седле

12 при отсутствии давления в полости

13 и после разрушения этого элемента.

Подвижная опора 7 с упором 8 установЛена с зазором h„ Между контактирующими поверхностями штока и головки разрывного стержня обеспечен зазор h>, превышающий ход поршня h., необходи-" мый для разрушения элемента 7.

В варианте выполнения предохранительного клапана (фиг. 2) между рабочим элементом 7 и штоком 3 установлен контрольный элемент 14,снабженный упором 15 с режущей кромкой. Между контрольным элементом 14 и режущей кром,кой упора 15 обеспечен зазор h .Между режущей кромкой упора 8 и рабочим элементом 7 обеспечен зазор Л, который больше хода штока ЬЬ, необходимого для разрушения контрольного элемента.

Зазор между контактирующими поверхностями головки разрывного стержня и штока h<(@xi, Ц большего хода штока

h, необходимого для разрушения контрольного 14 и рабочего 7 элементов.

Контрольный элемент тарирован на такое же давление, что и рабочий, или меньшее.

Предохранительный клапан. работает следующим образом, При наличии в полости 13 давления рабочей среды шток 3 упирается в элемент с калиброванным сечеиием 7, который удерживает это усилие штока, упираясь в упор 8. Зазор h выбирается при.повышении давления рабочей. среды до давления срабатывания, сильфон 2 и шток 3 создают усилие на элемент б, при котором режущей кромкой упора 8, производится разрушение рабочего элемента (срезание по круговому сечению). Разрушившись, рабочий элемент 7 больше не препятствует перемещению штока 3 и все усилие от давления рабочей среды используется для гарантированного разрушения разрывного стержня 4, который заведомо калиброван на усилие, меньшее усилия разрушения рабочего элемента 7.

В

Во втором варианте клапан (фиГ.2) работает следующим образом.

При наличии в полости 13 давления рабочей среды, шток 3 упирается в контрольный элемент 14, который удерживает это усилие штока, упираясь в упор 15. Зазор h4 выбирается. При всех колебаниях давления рабочей среды, ниже давления срабатывания, контрольный элемент удерживает шток от перемещения, предохраняя тем самым рабочий элемент 7. При достижении давления срабатывания контрольный элемент разрушается - режущей кромкой производится срезание контрольного элемента.по его периметру. Затем производится последовательное разрушение рабочего элемента и разрыв5 987252 б ного стержня. Обеспечение зазора h> большего хода штока Ььобеспечивает отсутствие нагружения рабочего эле-мента 7 для разрушения контрольного элемента 14. Зазор h« больший хода штока. h, обеспечивает отсутствие

5 нагружения разрывного стержня 4 до разрушения контрольного 14 и-рабочего 7 элементов.

За счет отказа от пакета тарельчатых пружин, подвижной опоры, состоящей из клиньев, роликов и стопорного устройства, являющимися потенциальными источниками причин выхода из строя предохранительного клапана, и замены их простым устройством в виде разрушаемого рабочего элемента и упора, значительно повышена надежность работы клапана.

Воэможность легкой замены подвижной опоры позволяет повысить ресурс 20 работы клапана.

Выполнение подвижной опоры предлагаемой конструкции приводит к резкому снижению, массо-габаритных характеристик„ упрощает технологию изготов-25 ления клапана, его настройку и эксп-. луатацию.

Формула изобретения

1. Предохранительный клапан одно разового действия, содержащий корпус с входным и выходным патрубками,установленный в выходном.патрубке разрывной стержень с калиброванным сече- 3$ нием и несквоэным каналом, шток, введенный в зацепление с разрывным стержнем с обеспечением зазора между их контактирующими поверхностями, сильфон, герметично связанный с корпусом 40 и штоком, и подвижную опору, расположенную ср стороны, противоположной разрывному стержню, и фиксирующую шток от перемещения, о.т л и ч а ю - шийся тем, что, с целью повышения надежности и увеличений ресурса работы, подвижная опора выполнена в виде расположенного на штоке разрушаемого элемента и разрушающего упора, жестко связанного с корпусом, а зазор.между контактирующими п черхностями штока и разрывного стержнл выполнен больше хода штока, необходи.— мого для разрушения подвижной опоры.

2. Предохранительный клапан одноразового действия, содержащий корпус с входным и выходным патрубками,установленный в выходном патрубке разрывной стержень с калиброванным сечением, и несквозным каналом, шток, введенный в зацепление с разрывным стержнем с обеспечением зазора между их контактирующими поверхностями, сильфон, герметично связанный с корпусом и штоком, и подвижную опору, .расположенную со стороны, противоположной разрывному стерженю, и фиксирующую шток от перемещения, о.т л и ч а ю шийся тем, что, с целью ïîâûшения надежности и увеличения ресУрса работы, подвижная опора выполнена в виде нескольких разрушаемых элементов, последовательно установленных на штоке, и расположенных между ними соответствующих разрушающих упоров, жестко связанных с корпусом, а зазор между контактируюшими поверхностями штока и разрывного стержня выполнен больше хода Штока, неОбходимого для разрушения подвижной опоры.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 237510, кл. F 16 К 17/40, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР

9 553383, кл. F 16 К 17/14, 1977.

987252

Составитель Ф. Емельянов .Редактор Н.Пушненкова Техред Ж.Кастелевнч Корректор B. Вутяга

Заказ 10256/19 Тираж 923 ПоДписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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