Запобіжний клапан

Запобіжний клапан, у корпусі якого знаходить Винахід відноситься до арматуробудування и може бути використаний в машинобудівній, газовій, ХІМІЧНІЙ та других галузях промисловості в якості пристрою для захисту посудин, трубопроводів, вузлів установок, що знаходяться під високим та надвисоким тиском, від руйнування в випадках перевищення допустимого внутрішнього тиску робочого середовища З авторського свідоцтва СРСР № 956882, кл F16K1/46, 1981 р відома конструкція клапаного пристрою, в корпусі якого розміщено взаємодіючий з сідлом запірний орган, який містить концентрично розташовані рухомі втулки з розміщеним між ними ущільнюючим еластичним елементом Така конструкція забезпечує збільшення контактних напруг в зоні сполучення ущільнюючої пари, а також перешкоджає витискуванню елемента в зазор між сідлом та корпусом запобіжного клапана В той же час відомий клапан незадовільно працює при великих перепадах тиску, вельми чутливий до вібрацій та потребує високої точності виготовлення Крім того конструкція має порівняно великий диференціал спрацювання Найбільш близьким до запропонованого пристрою по технічній суті і досягаемому результату є запобіжний клапан по авторському свідоцтву СРСР № 1086274, кл F16K25/00, публікація 1984р, котрий, як більш досконала конструкція, розглядається в якості прототипу заявляемого винаходу Такий клапан містить розташований в корпусі запірний орган, включаючий концентрично розташовані рухомі втулки, між якими міститься ся запірний орган, що включає концентрично розташовані рухомі втулки, між якими розташований ущільнювальний елемент, і які індивідуально зв'язані з пружинами їх підтискування до сідла, який відрізняється тим, що пружина внутрішньої втулки розміщена у прохідній проточці корпуса під сідлом, зв'язана зі своєю втулкою через шток, розміщений коаксіально запірному органу, і виконана з жорсткістю, яка перевищує жорсткість пружини зовнішньої втулки ущільнюючий елемент і котрі індивідуально звязані з пружинами їх підтискування до сідла Приведені ознаки прототипу є схожими з ознаками, які входять в сукупність істотних ознак, що характеризують заявляємий винахід Втулки відомого клапана забезпечені розташованими похило до поверхні сідла пружно деформуємими ластами, утвореними двома конічними поверхнями з вершиною, зверненою до поверхні сідла Наявність ластів дає змогу втулкам при ВІДХОДІ ВІД сідла змінювати свою геометрію, тобто кут нахилу ластів до поверхні сідла Це сприяє випереджуєчому відводу ущільнюючого елемента від сідла, в результаті чого в ньому не виникають руйнівні знакоперемінні напруги Описаний клапан може довгий час працювати при великих перепадах тиску Він малочутливий до вібрації, так як його конструкція компенсує виникнення перекосів та деформацій Між ТИМ поліпшенню експлуатаційно - технічних показників відомого клапана - прототипу перешкоджають такі причини виконання втулок клапана з пружно деформуємими ластами пов'язано з підвищеними вимогами до механічних властивостей та точності їх виготовлення, що негативно впливає на трудоємкість виробництва пристрою, наявність пружно деформуємих ласт у втулках потребує збільшення розмірів запірного органа, що приводить до примусового розширення зони перед сідлом пристрою, а ВІДПОВІДНО І ДО змен о о ю 50012 шення значення закривання клапана, зумовлюючи великі втрати робочого середовища з запираемого об'єму, виходячи з діючих технологічних допусків на виготовлення рухомих втулок та пружин в запірному органі об'єкта - прототипу, неможливо досягнути однакової дії робочого середовища на рухомі втулки, які взаємодіють з пружинами різної пружності, в силу чого надійність роботи запобіжного клапана залишає бажати кращого Іншими словами, останні дві причини приводять до того, що диференціал спрацювання запобіжного клапана - прототипу може, що найменше в чотири рази перевищувати оптимальне теоретичне значення В основу винаходу поставлена задача шляхом вдосконалення запобіжного клапану, внесенням змін у конструкцію запірного органу і узгодженою з цим зміною розташування його елементів у корпусі забезпечити зменшення диференціала спрацювання пристрою Рішення поставленої задачі досягається завдяки, тому що запобіжний клапан, у корпусі якого знаходиться, як і в об'єкті - прототипі, запірний орган, що включає концентрично розташовані рухомі втулки, між котрими міститься ущільнюючий елемент, і котрі індивідуально зв'язані з пружинами їх підтиску до сідла, відрізняється відоб'єкту прототипу тим, що пружина внутрішньої втулки розміщена у прохідній проточці корпуса під сідлом, зв'язана зі своєю втулкою через шток, розміщений коаксільно запірному органу, і виконана з жорсткістю, яка перевищує жорсткість пружини зовнішньої втулки на величину, що дозволяє першочергове відокремлення від сідла внутрішньої втулки під надмірним тиском робочого середовища Ознаки вказаної ВІДМІННОСТІ у сукупності з ознаками, що являються схожими для відомого і заявляемого пристрою дозволяють при реалізації останнього вирішити поставлену задачу Розміщення пружини внутрішньої втулки в проходиш проточці корпуса клапана під сідлом сприяє поліпшенню газодинамічних характеристик пристрою Це виявляється, головним чином, в сталому підтриманні тиску перед запірним органом при видатках робочого середовища, що підтверджено дослідною перевіркою конструкції В той же час зв'язок цієї пружини зі своєю втулкою через шток, розташований коаксильно запірному органу, вдало вписується в пристрій, і є одночасно ефективним направляючим засобом для рухомих втулок Виконання пружини внутрішньої втулки з жорсткістю, перевищуючою жорсткість пружини зовнішньої втулки на величину, допускаючої першочергове відокремлення від сідла внутрішньої втулки від надмірного тиску робочого середовища, забезпечує ПОСЛІДОВНІСТЬ спрацювання втулок, дозволяє здійснити як економічне скидання середовища при невеликому підвищенню тиску, так і раціональне функціонування пристрою при повному видатку Інакше кажучи, в одному пристрої реалізується властивість, виконуєма двома звичайними, настроєними на різні режими спрацювання запобіжними клапанами Відсутність необхідності виконувати втулки клапана з пружно деформуємими ластами зменшує вимоги до їх механічних властивостей, що спрощує виготовлення пристрою По тій же причині непотрібно збільшувати розміри запірного органа, викликаючі невиправдане розширення зони попереду сідла і, як слідство, зменшення значення закриття клапана, котре зв'язано з втратами робочого середовища з запираемого об'єму В результаті в заявляемому пристрої усунені причини, перешкоджаючі зниженню диференціала його спрацювання Таким чином, ознаки сформульованої ВІДМІННОСТІ у сукупності з ознаками, що являються схожими для запропонованого та відомого пристрою прототипу, дозволяють при використанні заявляемого винаходу досягнути описаного вище технічного результату Тобто знаходяться з ним у причинно - слідчого зв'язку Виходячи з цього можна стверджувати, що ознаки, які характеризують винахід, є істотними Винахід пояснюється за допомогою креслення (фіг), яке ілюструє вид запобіжного клапану у повздовжньому розрізі Клапан має корпус 1, в якому розміщено запірний орган, включаючий концентрично розташовані втулки Зовнішня втулка позначена позицією 2, а внутрішня - З В кільцевій порожнині між втулками 2 и 3 знаходиться ущільнюючий елемент 4 з еластичного матеріала Втулки 2 и 3 виконані з можливістю незалежного одна від одної пересування в напрямку вертикальної осі клапана і підтискування до сідла 5 посередництвом своїх пружин 6 и 7 Пружина 6 внутрішньої втулки 3 розміщена в проходиш проточці 8 корпуса 1 під сідлом 5 і кінематично зв'язана зі своєю втулкою 3 через шток 9, розташований коаксильно запірному органу Клапан працює таким чином При досягненні в запираемому об'ємі тиску, перевищуючого тиск наладнання запобіжного клапана, внутрішня втулка 3 запірного органа разом з еластичним ущільнюючим елементом 4, стискуючи пружину 6, першою відходить від сідла 5 При цьому пружина 7 утримує зовнішню втулку 2 притиснутою до сідла 5, що, однак, при виведеному з контакта з сідлом 5 еластичного елемента 4 не перешкоджає достатньо повільному витіканню робочого середовища з запираемого об'єму через нещільності між втулкою 2 и сідлом 5 Витікання робочого середовища організовано таким чином, щоб при невеликому перевищенні тиску в запираемому об'ємі над потрібним, зовнішня втулка 2 від сідла 5 не відходила Коли тиск в запираемому об'ємі стає нижче установочного, то за рахунок дії пружини 6 внутрішня втулка 3 разом з еластичним ущільнюючим елементом 4 входить в контакт з сідлом 5 і процес витікання робочого середовища з запираемого об'єму припиняється У випадку, коли тиск у запираемому об'ємі значно перевищує установочний тиск, то, подолавши жорсткість пружин, послідовно відходить від сідла 5 внутрішня втулка 3 з еластичним елементом 4, та потім зовнішня втулка 2 При цьому повільний процес витікання робочого середовища переходить у швидкий, до того часу, коли зусилля пружини 6 не врівноважить силу, діючу на шток за рахунок тиску в запираемому об'ємі 5 50012 Таким чином, послідовне включення в роботу дані втрати робочого середовища втулок регулює пропускну можливість запобіжного Клапан може бути виготовлений в умовах суклапана, даючи можливість виключити невиправчасного машинобудівного виробництва ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71