КЛАПАН ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫЙ ПРЯМОГО ДЕЙСТВИЯ

Полезная модель относится к области арматуростроения и может быть использована в трубопроводах высокого давления для автоматического сброса среды при повышении давления выше расчетного.
Известен предохранительный клапан, содержащий корпус с крышкой, с входным и выходным каналами, в цилиндрической расточке которого размещен подпружиненный запорный орган, опирающийся своей боковой поверхность на плавающую втулку и снабженный в своей торцевой части дросселем, ступенчатую втулку с радиальными отверстиями (1. Авторское свидетельство СССР N1548572, кл. F 16 K 17/10, 1990. 2. Авторское свидетельство СССР N1525396, кл. F 16 K 17/08, 1989. 3. Авторское свидетельство CCCP N1545021, кл. F 16 K 17/06, 1990.).
Недостатком данного клапана является сложность конструкции и ограниченный диапазон рабочих давлений.
В качестве прототипа выбран клапан, содержащий корпус, клапанный затвор, пружину с корпусом, присоединительный фланец и регулировочный винт, описанный в паспорте 4078.725 ПС-ЗАО «УРАЛТЕХМАШ», с.14.
В указанном клапане пружина находится в рабочей среде под рабочим давлением, в результате чего она подвержена коррозии и быстро разрушается.
Клапанный затвор выполнен в виде металл-металл, что не позволяет перекачивать среду с содержанием твердых частиц размером порядка 2 мм, т.к. клапан начинает работать в режиме гидравлического дросселя.
Кроме того, пропускная способность клапана (условное проходное сечение) не соответствует номинальным характеристикам агрегата, в результате чего сброс давления составляет около 10% от номинального.
В известном клапане нет фиксации момента срабатывания.
Техническим результатом является повышение надежности, экономичности, расширение эксплуатационных возможностей путем обеспечения работы клапана с рабочей средой, содержащей твердые частицы,
повышении пропускной способности клапана, обеспечения долговечности работы пружины.
Для решения поставленной задачи в предохранительном клапане, содержащем корпус, клапанный затвор, пружину, присоединительный фланец и регулировочный винт, согласно полезной модели, корпус содержит две полости, напорную и пружинную, между которыми расположено манжетное уплотнение, затвор выполнен комбинированным: эластичный элемент-металл, корпус пружины выполнен с возможностью размещения в нем пружин не менее трех типоразмеров, и не сообщающимся с рабочей средой, регулировочный винт выполнен полым с возможностью размещения в нем передаточной шпильки.
Кроме того, корпус клапана снабжен отверстиями для контроля утечек через манжетное уплотнение с обеспечением возможности механической регулировки с помощью регулирующего элемента-ниппеля.
Размеры фланца определяются условным проходным сечением и составляют, по меньшей мере, 20 мм.
Разделение корпуса клапана на две части обеспечивает долговечность работы пружины, т.к. она не подвергается коррозии.
Манжетное уплотнение, размещенное между двумя полостями корпуса, обеспечивает подвижное герметичное разделение этих полостей.
Выполнение затвора комбинированным «эластичный элемент-металл» позволяет клапану работать со средой, содержащей твердые частицы.
Возможность использования пружин, по меньшей мере, трех типоразмеров позволяет настраивать клапан на разные интервалы рабочих давлений в трубопроводе, что расширяет его эксплуатационные возможности.
По причине того, что полость корпуса, в которой размещена пружина, не сообщается с рабочей средой, появляется возможность изготовлять корпус из обычной стали (нержавеющая сталь по прототипу), что снижает в целом стоимость клапана.
Увеличение размеров фланца, по меньшей мере, до 20 мм, повышает пропускную способность клапана, что обеспечивает сброс среды на 15-20%, в результате повышается безопасность работы всего насосного агрегата.
Наличие передаточной шпильки, размещенной в полости регулировочного винта, дает возможность контролировать момент срабатывания клапана.
На рисунке представлена схема предохранительного клапана прямого действия (вертикальный разрез).
Клапан предохранительный прямого действия содержит корпус, разделенный на напорную часть 1 и пружинную часть 2. В напорной части корпуса 1 размещен клапанный затвор, содержащий ниппель 3 с уплотнительными кольцами 4, стакан 6, фторопластовое кольцо 5, установленное в клапан 7. Сбоку корпуса 1 выполнено отверстие для контроля утечек через детали уплотнения 8, 9, регулировку которых производят с помощью шайб 10. Напорная часть корпуса 1 через присоединительный фланец 11 с манжетным уплотнением 12 соединен с помощью шпилек 13 и гаек 14 с пружинной частью корпуса 2, в которой между напорными шайбами 15 расположена пружина 16. С помощью регулировочного винта 17 с контргайкой 18 создается осевое усилие для замыкания клапанного затвора. Регулировочный винт 17 выполнен полым для размещения в нем шпильки 19. Сверху корпуса 2 установлена крышка 20, прикрепленная к нему с помощью шпилек 21 и гаек 22. Предохранительный клапан с помощью шпилек 23 и гаек 24 крепится к фланцу трубопровода (на рис. не показано).
Работает клапан следующим образом.
При нормальном рабочем давлении в трубопроводе запорный элемент клапана прижат к ниппелю 3 рабочим усилием пружины 16. При повышении давления в трубопроводе рабочая среда начинает воздействовать на клапан 7, что приводит к его поднятию и сжатию пружины 16, размыканию клапанного затвора и фторопластового кольца 4. Клапанный затвор открывается и
происходит сброс рабочей среды во внешнюю среду или специальную емкость или во входной коллектор насосного агрегата через отверстие, соединяющее со сбросным трубопроводом..
Клапанный затвор изготовляют комбинированным «эластичный элемент-металл», при этом в качестве эластичного элемента может быть использован полиуретан, фторопласт и др. в зависимости от рабочих параметров.
Жесткость пружины определяется рабочим усилием или пропускной способностью.
Для контроля момента срабатывания клапана возможно использование датчика перемещения, индикатора часового типа, концевого микровыключателя и т.д.
Таким образом, предлагаемая полезная модель позволит значительно расширить эксплуатационные возможности клапана предохранительного, увеличить срок его службы, снизит стоимость за счет использования более дешевого металла для изготовления пружины.