Автоматичний відсікаючий клапан

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и предназначено для автоматической отсечки водяных и газовых сетей от питающих их линий при падении давления. Известен автоматический клапан [1], состоящий из корпуса с входным и выходным патрубками и седлом, подпружиненной мембраны, запорного органа с толкателем, размещенного между мембраной и седлом, и рукоятки для открывания запорного органа, причем толкатель установлен с возможностью взаимодействия с рукояткой, а полости по обе стороны мембраны сообщены между собой. Конструкция клапана обеспечивает нажатием на рукоятку открывание клапана на несколько десятков секунд, после чего он автоматически закрывается при любом давлении в водопроводе. В результате этого происходит отмеривание определенной дозы воды. Описанный клапанне может быть неограниченно долго открыт при наличии давления в трубах, и поэтому его нецелесообразно устанавливать в линиях, оборудованных водоразборными кранами. Наиболее близким к заявленному техническому решению является автоматический отсекающий клапан [2], состоящий из корпуса с входным и выходным патрубками и седлом, чувствительного элемента в виде мембраны, расположенной со стороны выходного патрубка и взаимодействующей с седлом, крышки и приводной рукоятки, соединенной с запорным органом, установленным с внешней стороны мембраны. Мембрана, находясь под давлением жидкости или газа и взаимодействуя за счет трения с запорным органом, создает определенный тормозной момент, удерживая тем самым рукоятку в заданном положении. При падении давления в подводящей линии сила взаимодействия мембраны с запорным органом уменьшается, тормозной момент снижается, рукоятка автоматически, за счет собственного веса, поворачивается, а запорный орган при этом перемещается к седлу, передвигая одновременно мембрану, которая и перекрывает седло, тем самым отсекая потребительскую сеть от питающей линии. В известном клапане во время его закрывания и открывания при одновременном возвратновращательно-постунательном движении запорного органа и возвратно-поступательном движении центральной части мембраны происходит интенсивный износ наиболее ответственного элемента - мембраны со стороны запорного органа за счет трения между мембраной и запорным органом. Кроме того, автоматическое закрывание клапана и открывание его вручную происходит при каком-то минимальном значении давления, ниже которого небольшое количество воды еще могло бы протекать по водопроводу, не будь клапан закрыт, т. е. его чувствительность не высока (величина давления, при котором клапан открывается и закрывается, представляет собой его чувствительность к низкому давлению: клапан с более высокой чувствительностью срабатывает и пропускает воду при более низком давлении). В основу изобретения поставлены задачи создания такого автоматического отсекающего клапана, в котором замена возвратно-вращательно-поступательного движения запорного органа на возвратно-поступательное и новое его расположение в корпусе клапана позволили бы, соответственно, исключить трение между мембраной и запорным органом и повысить чувствительность клапана к низкому давлению и, таким образом, повысить надежность работы клапана. Поставленная задача решается тем, что в автоматическом отсекающем клапане, содержащем корпус с входным и выходным патрубками и седлом, запорный орган, чувствительный элемент в виде мембраны и приводную рукоятку, согласно изобретению, запорный орган жестко соединен с мембраной и расположен со стороны входного патрубка, причем на мембране со стороны противоположной запорному органу закреплен толкатель, а на рукоятке выполнен эксцентричный профиль, своей поверхностью контактирующий с толкателем. Жесткое соединение запорного органа с мембраной обеспечивает исключение трения между ними при возвратно-поступательном движении запорного органа вместе с мембраной во время закрывания и открывания клапана. Расположение толкателя на мембране со стороны противоположной запорному органу и выполнение на рукоятке эксцентричного профиля, своей поверхностью контактирующего с толкателем, обеспечивают возвратнопоступательное движение запорного органа вместе с мембраной при повороте рукоятки. Расположение запорного органа со стороны входного патрубка обеспечивает автоматическое закрывание клапана и его открывание вручную при более низком давлении во входном патрубке, чем при расположении запорного органа со стороны выходного патрубка, как в прототипе, т. е. повышает чувствительность клапана, а вместе с тем и возможность пропуска воды по водопроводу при более низком давлении по таким причинам: 1. Открывание клапана происходит вследствие силы давления воды на мембрану (при расположении запорного органа на входе) или на часть уплотнения, ограниченную отверстием в седле (при расположении запорного органа на выходе). Поскольку площадь мембраны больше, чем площадь отверстия в седле, открывание клапана при расположении запорного органа на входе происходит при меньшем давлении. 2. Закрывание клапана при расположении запорного органа на входе происходит под давлением, меньшем, чем при расположении запорного органа на выходе, на величину потерь давления в местном гидравлическом сопротивлении - отверстии в седле. На приведенном чертеже изображена схема одного из возможных вариантов клапана. Автоматический отсекающий клапан состоит из корпуса 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками, седлом 4 и мембранной коробки 5 с крышкой 6 и чувствительным элементом 7 в виде мембраны. К мембране 7 со стороны входного патрубка жестко присоединен запорный орган, включающий клапан 9 с уплотнительным элементом 9 и шток 10 с шайбой 11, На мембране 7 со стороны противоположной запорному органу закреплен толкатель 12 с шайбой 13. Крышка 6 снабжена двумя кронштейнами 14, между которыми на оси 15 установлена приводная рукоятка 16с эксцентричным профилем 17, который своей поверхностью контактируете толкателем 12. Рукоятка 16 имеет возможность поворачиваться относительно оси 15 из положения "открыто" в положение "закрыто". Стрелками указано направление движения жидкости или газа в проточной полости корпуса 1. Автоматический отсекающий клапан работает следующим образом. При наличии давления жидкости или газа в корпусе 1 и в мембранной коробке 5 рукоятку 16 устанавливают в положение "открыто". Давление среды воздействует на мембрану 7, которая через толкатель 12 передает усилие на эксцентричный профиль 17 и удерживает рукоятку в положении "открыто". При этом клапан 8 остается открытым до момента, когда прекратится подача жидкости или газа и давление внутри корпуса 1 исчезнет. Тогда, потеряв поддержку со стороны мембраны 7, рукоятка 16 под действием собственного веса упадет и займет положение "закрыто". Эксцентричный профиль 17 переместит посредством толкателя 12 запорный орган внутрь корпуса 1. что приведет к посадке уплотнительного элемента 9 на седло 4. Отсекающий клапан автоматически закроется. При последующей подаче рабочей среды в полость корпуса 1 ее давление распространится как на поверхность мембраны 7, так и на поверхность уплотнительного элемента 9. Поскольку площадь поверхности мембраны значительно превосходит площадь поверхности элемента 9, возникает сила, направленная в сторону крышки 6. Благодаря тому, что рукоятка 16 находится в положении "закрыто", профиль 17 препятствует перемещению толкателя 12 и открыванию клапана 8. Автоматический отсекающий клапан будет закрыт до тех пор, пока рукоятка 16 не будет переведена в положение "открыто".