Предохранительный клапан
SAFETY VALVE

Изобретение относится к области энергетического машиностроения, в частности, к арматуростроению и предназначено для защиты систем энергетических установок от превышения в них давления среды сверх допустимого предела.
Известны предохранительные клапаны, в состав которых входят корпус с входным и выходным патрубками, золотник, сильфонное уплотнение и пружинный механизм создания нагрузки (см. рис. 202, стр. 300 книги «Судовая арматура» авторов: Кашанский М.С., Степанов В.В., Гольдфайн В.Н. и др., издательство «Судостроение», Ленинград, 1975 г. и рис. 5.3, стр. 117 книги «Арматура ядерных энергетических установок» авторов: Гуревич Д.Ф., Ширяев В.В. и др., Атомиздат, г. Москва, 1978 г.).
В указанных клапанах подача среды производится в направлении на золотник, а в качестве чувствительного элемента используется подпружиненный сильфон.
Недостатком у казанных клапанов является недостаточная герметичность в затворе, особенно после срабатывания клапана. Появляющаяся протечка через затвор, в свою очередь, приводит к эрозии уплотнительных поверхностей и дальнейшему росту негерметичности в затворе.
Известен предохранительный клапан (авторское свидетельство SU 1489276 Al, F16K 17/14, 1987 г.), который состоит из корпуса с патрубками, крышки, сильфона, передающего усилие от предохраняемой среды на узел уплотнения, подвижной опоры в виде штока со стаканом и фиксирующего механизма. содержащего нагруженный пружиной сепаратор с цилиндрическими фиксаторами, опорного кольца и узла настройки, выполненного в виде винта и расположенного внутри корпуса.
Недостатком данного клапана является то, что работоспособность клапана возвращается после срабатывания, только после замены узла уплотнения на новый.
Другим недостатком предохранительного клапана является технологическая сложность в проведении работ по настройке расчетного усилия пружины, требуемого для обеспечения работоспособности клапана. Для управления узлом настройки необходимо наличие специального приспособления, установка его в технологическое отверстие крышки и, последующий демонтаж или выполнение работ при снятой крышке. И такая работа должна проводиться после каждой проверки и настройки давления срабатывания.
Следует у читывать, что установка технологического приспособления для настройки требуемой величины давления выполняется после демонтажа технологического приспособления из технологического отверстия крышки, необходимого для измерения контролируемых значений давления срабатывания фиксирующего механизма, а также после демонтажа стопора для ограничения хода штока при проведении гидравлических испытаний. При этом не исключена вероятность того, что при демонтаже указанных технологических приспособлений настроенного усилия сжатия пружины может быть нарушена.
Данное техническое решение является прототипом для предлагаемой конструкции предохранительного клапана.
Технической задачей, решаемой изобретением, - является создание предохранительного клапана с размещением узла настройки рабочего усилия сжатия пружины снаружи клапана, на наружной торцевой поверхности крышки, и обеспечивающего выполнение работ по настройке при установленном приспособлении для контроля давлений страгивания и срабатывания фиксирующего механизма без открытия узла уплотнения, а при проверке указанных давлений при испытаниях с открытием узла уплотнения выполнение работ по настройке в процессе проведения этих испытаний.
Решение поставленной задачи позволит улучшить выполнение пуско-наладочных работ при изготовлении и сопроводительных работах при обслуживании во время эксплуатации на объекте.
Указанная задача решается за счет того, что в предохранительном клапане, содержащем корпус, крышку, сильфон, герметично соединенный с корпусом и подвижным элементом, соединенным с узлом уплотнения; фиксирующий механизм, включающий в себя нагруженный пружиной сепаратор с цилиндрическими вкладышами и опорным кольцом, и узел настройки усилия сжатия пружины, последний размещен снаружи клапана, на наружной торцевой стороне крышки и состоит из упорной гайки, опорного кольца и толкателей, расположенных в отверстиях крышки, герметизированных уплотни тельными кольцами и контактирующих своим торцом с опорным кольцом фиксирующего механизма.
Сущность технического предложения поясняется чертежом, где на фигуре 1 изображен общий вид предохранительного клапана.
Клапан предохранительный состоит из корпуса 1 с входным и выходным патрубками. Во внутренней полости корпуса 1 размещены узел уплотнения, включающий в себя золотник 2, взаимодействующий с уплотнительным седлом 3 корпуса 1, сильфон 4, герметично соединенный с корпусом 1 подвижным элементом в виде штока 5 со стаканом 6, и фиксирующий механизм, содержащий нагруженный пружиной 7 сепаратор 8 с цилиндрическими фиксаторами 9. опорное кольцо 10 и узел настройки 11 усилия сжатия пружины 7.
Корпус 1 закрыт крышкой 12, имеющей технологическое отверствие 13 для установки специальных приспособлений при выполнении пуско-наладочных и контролируемых операций при эксплуатации и при проведении гидравлических испытаний системы, при проверке давления срабатывания фиксирующего механизма или, например, установки сигнализатора.
Узел настройки 11 размещен с наружной торцевой стороны крышки 12 и состоит из упорной гайки 14. опорного кольца 15 и толкателей 16, расположенных в отверстиях крышки 12. Упорная гайка 14 связана резьбовым соединением 17 с цилиндрическим выступом 18 крышки 12. Опорное кольцо 15 имеет фиксирующий элемент от проворота, выполненный, например, в виде лапки 19. входящей в паз 20 цилиндрического выступа 18. Толкатели 16 герметизированы в отверстиях крышки 12 уплотнительными кольцами 21 и контактируют своим торцом с опорным кольцом 10, находящимся во внутренней полости корпуса 1.
Работа клапана осуществляется следующим образом.
В исходном состоянии золотник 2 находится в положении "закрыто" и прижат к уплотнительному седлу 3 с необходимым расчетным усилием, обеспечивающим герметичность узла уплотнения.
При повышении давления среды в предохраняемой системе в полости над золотником 2 усилие от действия давления среды на эффективную площадь сильфона 4 начинает превышать значение усилия сжатия пружины 7, при этом шток 5 начинает перемещаться относительно остающегося неподвижным золотника 2.
При достижении предохраняемой системой давления срабатывания клапана происходит перемещение сепаратора 8 с фиксаторами 9. После перемещения фиксаторов 9 в радиальном направлении усилия, развиваемое сильфоном 4 передается полностью на шток 5, который перемещается вверх и поднимает золотник 2 на величину хода клапана.
При снижении давления в предохраняемой системе шток 5 совместно со стаканом 6 перемещается в сторону золотника 2 под действием усилия сжатия сильфона 4 или же под действием специального приспособления, устанавливаемого в технологическое отверстие 13. Золотник 2 перемещается до упора в уплотнительное седло 3 корпуса 1, закрывая проходное сечение клапана, пропуск рабочей среды через узел уплотнения прекращается.
Для обеспечения требуемого давления срабатывания клапана пружину 7 необходимо поджать с расчетным усилием, для чего упорную гайку 14 требуется вращать по часовой стрелке с созданием на ней расчетного крутящего момента. При вращении упорная гайка 14 перемещается вниз и передает усилие от приложенного крутящего момента вниз через опорное кольцо 15 на толкатели 16, которые своим торцом передают усилие через опорное кольцо 10 на пружину 7. сжимая ее.
Указанную настройку усилия пружины 7 можно проводить при установленном в технологическом отверстии 13 крышки 12 приспособлении для проверки давления срабатывания, что позволяет при этом выполнить подрегулировку усилия пружины 7, при необходимости, улучшить условия обслуживания клапана предохранительного при эксплуатации на объекте и повысить точность установленного усилия сжатия пружины 7 и, соответственно, точность величины давления срабатывания фиксирующего механизма и клапана.