Клапан

Винахід відноситься до регулюючої апаратури, зокрема, до запобіжних клапанів для швидкого й повного випуску великих об'ємів газу з резервуарів. Відомий запобіжний клапан, що містить циліндричний корпус, розділений на дві частини перегородкою, яка обладнана сідлом, закритим підпружиненою підйомною тарілкою, ущільненою прокладкою, що притискається до тарілки диском із магнітного матеріалу, взаємодіючим із циліндричним постійним магнітом, установленим на гвинтовому шпинделі, виведеному з корпуса назовні [пат. Великобританії №1593871, F16К17/02, 1979]. Спільні основні ознаки відомого клапану та клапану, що заявляється: корпус із сідлом, запірний орган (тарілка), постійний магніт і пластина (диск) із магнітного матеріалу. Однак відомий запобіжний клапан не дозволяє цілком випускати газ з обладнання, оскільки пружина, що стискається в момент відкриття клапана, прагне відразу ж його закрити, не забезпечуючи затримку в часі відкритого положення запірного органа. За конструктивним виконанням і принципом дії найбільш близьким до даного винаходу є запобіжний клапан, що містить корпус із сідлом та підпружинений запірний орган, зв'язаний з постійним магнітом, взаємодіючим у закритому й відкритому положеннях клапана з нерухомими пластинами з магнітного матеріалу [а.с. СРСР №396522, F16К31/08, F16К17/04, 1969]. Спільні ознаки відомого клапана та клапана, що заявляється: корпус із сідлом та запірний орган, зв'язаний з постійним магнітом, взаємодіючим із нерухомою пластиною з магнітного матеріалу. Конструкція клапана забезпечує його чітке спрацьовування й фіксацію запірного органа у відкритому й закритому положеннях, однак вона застосовна для комутації невеликих витрат рідин та газів, що обумовлено незначною силою взаємодії магніту з пластиною. В основу винаходу поставлена задача удосконалити механізм фіксації запірного органа в закритому й відкритому положеннях шляхом використання різниці зусиль, що діють із боку газу на різні частини запірного органа в його закритому положенні, і різкого зменшення зусилля, що протидіє відкриванню запірного органа після початку його відкривання, що дозволить надійно комутувати газові потоки, які мають значні тиск і витрату, за допомогою незначного по величині постійного магніту. Для цього в клапані, що містить корпус із сідлом і запірний орган, зв'язаний з постійним магнітом, взаємодіючим із нерухомою пластиною з магнітного матеріалу, згідно винаходу, запірний орган виконано у виді поворотного диска, жорстко закріпленого на півосях, ексцентрично встановлених у корпусі з можливістю повороту навколо їхньої спільної осі, при цьому одна з півосей жорстко з'єднана з важелем, розташованим паралельно нерухомій пластині, а постійний магніт установлений на важелі. Виконання запірного органа клапана у виді поворотного диска, жорстко закріпленого на півосях, ексцентрично встановлених у сідлі з можливістю повороту навколо їхньої загальної осі, а також завдяки тому, що одна з півосей жорстко з'єднана з важелем, розташованим паралельно нерухомій пластині з магнітного матеріалу і навантаженою противагою у виді постійного магніту, з'являється можливість комутувати клапан із дуже великим прохідним розрізом при значному тиску газу за допомогою відносно невеликих важеля і постійного магніту, оскільки обертовий момент, що створюється тиском газу на поворотний диск, зворотно пропорційний величині ексцентриситету установки півосей, який може бути обраний як завгодно малим. На Фіг.1 і 2 представлений пропонований клапан у дво х проекціях. Клапан складається з корпуса 1 із сідлом 2 з еластичного матеріалу і запірного органа у виді поворотного диска 3, жорстко закріпленого на півосях 4, 5, ексцентрично встановлених у сідлі 2 і корпусі 1 із можливістю повороту навколо їхньої спільної осі 6. Піввісь 4 жорстко з'єднана з важелем 7, на якому встановлений з можливістю поздовжнього переміщення й фіксації за допомогою гвинта 8 противага у виді постійного магніту 9, взаємодіючого з пластиною 10 із магнітного матеріалу, нерухомо закріпленою на корпусі паралельно важелю 7. На корпусі 1 закріплений обмежувач кута повороту диска 3, виконаний у виді штиря 11. Клапан працює в такий спосіб. Корпус 1 клапана закріплюють на технологічному патрубку резервуара. Під дією ваги важеля 7 і противаги 9, а також сил магнітної взаємодії противаги 9 і пластини 10 поворотний диск 3 надійно утримується в закритому положенні. Коли різниця зусиль, обумовлених дією тиску газів усередині резервуара на частині диска 3, розташовані по різні сторони від осі 6, перевищать суму згаданих гравітаційних і магнітних сил, диск 3 починає повертатися проти часової стрілки. При цьому противага 9 піднімається над пластиною 10, сила їхньої магнітної взаємодії різко зменшується, і диск 3 швидко повертається до упора важеля 7 у штир 11, як зображено на Фіг.1 пунктирними лініями. У цьому положенні диск утримується дією на нього швидкісного напору вихідного газу, що переборює незначний обертовий момент, обумовленою дією сил гравітації майже вертикально розташованих важеля 7 і противаги 9 на диск 3. Після випуску практично всього газу під дією згаданого обертового моменту, клапан закривається. Для регулювання тиску спрацьовування клапана противагу 9 переміщують уздовж шкали важеля 7 і фіксують за допомогою гвинта 8.