ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫЙ ГАЗОВЫЙ ЗАТВОР

Полезная модель относится к области газовой техники, а именно к конструкциям устройств, которые перекрывают газовые коммуникации в случае возникновения аварийных ситуаций, например, при газопламенной обработке металлов для защиты источника газа от проникновения кислорода, пламени или детонационной волны со стороны потребителя при различных режимах горения смеси горючего газа с окислителем.
Известно устройство затвора, принятое за прототип, используемое на постах газопламенной обработки металлов и содержащее корпус, выполненный из двух частей, герметично соединенных между собой и имеющих каналы для подачи газа с установленными в них штуцерами. В корпусе также установлены: средство перекрытия канала подачи газа, пламеотбойник, пламегасящий элемент, размещенный в полости между боковыми стенками частей корпуса, мембрану и отсечной клапан, содержащий внутреннюю втулку, закрепленную в корпусе, внутри которой установлен подпружиненный подвижный элемент с возможностью осевого перемещения и взаимодействия одним своим концом с мембраной, и наружную втулку, установленную коаксиально внутренней втулке и имеющей возможность осевого перемещения. При этом в боковой стенке внутренней втулки выполнены сквозные отверстия, в которых размещены шарики с возможностью взаимодействия с выемками, выполненными на внутренней боковой поверхности наружной втулки и подвижном элементе (Паспорт СД 00101-00.00.ПС на Затвор сухой универсальный ЗСУ-5/1,5 (ЗСУ-1), ОАО «ВНИИавтогенмаш», 2010 г.).
Недостатком известного устройства является не очень высокая надежность и ограниченные технологические возможности.
Задачей предлагаемой полезной модели является повышение надежности работы устройства и расширение его технологических возможностей.
Решение указанной задача достигается тем, что в газовом затворе, содержащем корпус, выполненный из коаксиально расположенных внутренней и внешней частей с закрытыми торцами, направленными в разные стороны, герметично соединенных между собой и имеющих каналы для подачи газа с установленными в них штуцерами, средство перекрытия канала подачи газа, размещенное в канале подачи газа внутренней части корпуса, пламеотбойник, расположенный на внутренней торцевой поверхности внешней части корпуса, пламегасящий элемент, размещенный в полости между боковыми стенками частей корпуса, мембрану, установленную на открытой торцевой стороне внутренней части корпуса, и отсечной клапан, расположенный соосно корпусу между мембраной и внутренней торцевой поверхностью внутренней части корпуса и содержащий внутреннюю втулку, закрепленную в корпусе, внутри которой установлен подпружиненный подвижный элемент с возможностью осевого перемещения и взаимодействия одним своим концом с мембраной, и наружную втулку, установленную коаксиально внутренней втулке и имеющей возможность осевого перемещения, причем в боковой стенке внутренней втулки выполнены сквозные отверстия, в которых размещены шарики с возможностью взаимодействия с выемками, выполненными на внутренней боковой поверхности наружной втулки и подвижном элементе, средство перекрытия канала подачи газа выполнено в виде запорного элемента, расположенного на штоке, установленного во внутренней части корпуса и имеющего возможность осевого перемещения и взаимодействия одним концом с наружной втулкой отсечного клапана, при этом на другом конце штока размещен элемент ручного перемещения штока, а во внутренней части корпуса выполнен дополнительный канал, связывающий канал подачи газа с полостью корпуса, в которой установлен пламегасящий элемент.
Полезная модель поясняется чертежом, где показано устройство затвора в разрезе.
Затвор содержит корпус выполненный из коаксиально расположенных внутренней 13 и внешней 5 частей с закрытыми торцами, направленными в разные стороны. Части корпуса герметично соединены между собой и имеют каналы для подачи газа с расположенными в них штуцерами 3 и 4, в которых с помощью гаек 2 установлены ниппели 1. На внутренней торцевой поверхности внешней части 5 корпуса находится пламеотбойник 6, а в полости между боковыми стенками частей 5 и 13 корпуса расположен пламегасящий элемент 7, который изготавливается из пористого металлокерамического материала. На открытой торцевой стороне внутренней части 13 корпуса закреплена мембрана 8, при этом между мембраной 8 и внутренней торцевой поверхностью внутренней части 13 корпуса установлен отсечной клапан, расположенный соосно корпусу и содержащий внутреннюю втулку 9, закрепленную в корпусе, внутри которой установлен подпружиненный подвижный элемент 10 с возможностью осевого перемещения и наружную втулку 11, установленную коаксиально внутренней втулке 9 и также имеющую возможность осевого перемещения. Подвижный элемент 10 одним своим концом взаимодействует с мембраной 8. Во втулке 11 установлена пружина 12 с регулировочной гайкой 14. В боковой стенке внутренней втулки 9 выполнены сквозные отверстия, в которых размещены шарики 15 с возможностью взаимодействия с выемками, выполненными на внутренней боковой поверхности наружной втулки 11 и подвижном элементе 10. Во внутренней части 13 корпуса установлен шток 19, имеющий возможность осевого перемещения и взаимодействия одним концом с наружной втулкой 11 отсечного клапана. При этом на другом конце штока 19 размещен элемент 18 ручного перемещения, а в его средней части расположен запорный элемент 16 с уплотнительным резиновым кольцом 17. Запорный элемент 16 имеет возможность перекрытия канала подачи газа. Во внутренней части 13 корпуса выполнен дополнительный канал 20, связывающий канал подачи газа с полостью корпуса, в которой установлен пламегасящий элемент 7.
Устройство работает следующим образом.
Газ может подаваться в затвор либо через штуцер 3, либо через штуцер 4, но затвор должен устанавливаться в газопроводных линиях так, чтобы быть направленным штуцером 4 в сторону потенциально возможного источника образования ударной волны. В рабочем состоянии отсечной клапан (элементы 9, 10, 11) зафиксирован в открытом положении. При подачи газа в штуцер 3, газ поступает через зазор между резиновым кольцом 17 запорного элемента 16 и краями канала подачи газа в дополнительный канал 20, откуда через поры пламегасящего элемента 7 газ поступает в штуцер 4.
При подачи газа в штуцер 4, газ через пламегасящий элемент 7 поступает в дополнительный канал 20 и далее через зазор между резиновым кольцом 17 запорного элемента 16 и краями канала подачи газа в штуцер 3.
В случае увеличения давления газа выше рабочего, мембрана 8, преодолевая усилие пружины 12, перемещает подвижный элемент 10, при совмещении выемок которого с шариками 15 нарушается фиксация отсечного клапана. Шарики 15 выходят из зацепления с втулкой 11, которая под действием пружины 12 перемещается и сдвигает шток 19. При этом запорный элемент 16 своим резиновым кольцом 17 зажимает края канала подачи газа и перекрывает его подачу.
При возникновении горения и детонации (ударной волны) со стороны штуцера 4, пламя и детонация локализуются пламегасящим элементом 7, причем фронт ударной волны разрушается пламеотбойником 6, снижая ударные нагрузки на пламегасящий элемент 7. Возникающее при этом избыточное давление прогибает мембрану 8, которая перемещает подвижный элемент 10 и далее, как описано выше, запорный элемент 16 перекрывает подачу газа через затвор. Приведение затвора в рабочее состояние осуществляется взведением отсечного клапана путем перемещения штока 19 нажатием на элемент 18 ручного перемещения, при этом запорный элемент 16 открывает канал подачи газа, а также перемещается втулка 11 и сжимается пружина 12, выталкивая подвижный элемент 10, который перетесняет шарики 15 в выемку втулки 11, фиксируя ее. Затвор готов для пропуска газа через себя.
Таким образом, применение данного предохранительного затвора позволяет надежно защищать газовые коммуникации от повышения давления газа и возможного воспламенения и образования ударной волны со стороны потребителей.