КЛАПАН ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫЙ ЗАПОРНЫЙ

Полезная модель относится к области арматуростроения, в частности к отсечным (аварийным) и запорным клапанам, и может быть использована в системах газоснабжения.
Известен предохранительный клапан, содержащий разобщающий входную и выходную полости корпуса подпружиненный запорный орган со штоком и командный прибор с чувствительной мембраной и штоком. Причем шток командного прибора и шток запорного органа кинематически связаны между собой посредством передаточного устройства. Передаточное устройство выполнено в виде диска, установленного на штоке командного прибора, опирающегося на диск толкателя, рычага с фиксатором, ограничителем и винтом, контактирующим с вторым концом толкателя, ударника, находящегося в зацеплении с ограничителем, упора и системы рычагов, взаимодействующей со штоком запорного органа (патент СССР на изобретение №1822476, кл. F16K 17/10. Опубл. 15.06.1993 г. Бюл. №22).
Известен также клапан предохранительный запорный, содержащий седло, основание с фиксирующими шариками, мембранный узел, непосредственно клапан, крышку и установленные в ней уравновешивающую пружину и регулировочную гайку, в котором между фиксирующими шариками и мембранным узлом установлены передаточные рычаги с роликами (патент РФ на полезную модель №73939, кл. F16K 17/00. Опубл. 10.06.2008 г.).
К недостаткам известных клапанов относится отсутствие возможности аварийного закрытия в экстремальных условиях, а также невозможность проверки их работоспособности при неполном ходе клапана.
Наиболее близким к заявленной полезной модели является клапан предохранительный запорный, содержащий корпус с входными и выходными патрубками, в котором установлен вал с жестко закрепленным на нем подпружиненным поворотным клапаном и выведенный из корпуса клапана через ввод вращения, имеющий корпус в виде круглого фланца, и механизм контроля давления, на штоке которого закреплен ограничитель поворота рычага, соединенный с валом (Промышленное газовое оборудование. Справочник. T.1. - Саратов: Газовик, 2006 г., с.327-329).
Но в этом клапане также отсутствует возможность аварийного закрытия в экстремальных условиях и проверка его работоспособности при неполном ходе. Кроме того не исключено внешнее воздействие на рычажную систему, что может привести к травматичности обслуживающего персонала.
Задачей, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является создание возможности аварийного закрытия клапана в экстремальных условиях и проверки его работоспособности при неполном ходе, а также исключение внешнего воздействия и травматичности обслуживающего персонала.
Технический результат заключается в повышении эффективности клапана.
Поставленная задача решается тем, что в клапан предохранительный запорный, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, в котором установлен вал с жестко закрепленным на нем подпружиненным поворотным клапаном и выведенный из корпуса через ввод вращения, имеющий корпус в виде круглого фланца, и механизм контроля давления, на штоке которого закреплен ограничитель поворота рычага, соединенного с валом, дополнительно введены два шарика, втулка с двумя пазами, местом под ключ и внутренним резьбовым отверстием, втулка с двумя роликами и проточкой для шариков, пружина, кожух с основанием, ключ с пружиной сброса и фасонным винтом, шток и подвижный упор.
При этом корпус ввода вращения имеет внешний цилиндрический выступ в виде трубы, в которой выполнены два диаметрально расположенных сквозных отверстия, ось которых перпендикулярна оси вала и в которых размещены шарики, взаимодействующие внутри трубы с пазами втулки, жестко закрепленной на конце вала, а с внешней стороны трубы взаимодействующие с роликами, закрепленными во втулке, установленной на внешней стороне трубы с возможностью вращения.
Причем оси пазов и роликов параллельны оси вала, а рычаг выполнен в виде стержня, жестко закрепленного на втулке с роликами и установленного ограничителем поворота на угол 4°-6° от вертикальной оси, а также нагружен пружиной, создающей крутящий момент в направлении ограничителя. А основание кожуха выполнено в виде металлической пластины, концы которой имеют радиусные закругления, при этом один конец пластины закреплен на корпусе клапана, а другой - на механизме контроля давления. Кожух же крепится на трех стойках, одна из которых установлена на механизме контроля давления, а две других - на корпусе ввода вращения. При этом на передней поверхности кожуха имеются два отверстия: одно - для выхода втулки с пазами для соединения с ключом, другое - для выхода упора, а в кожухе выполнен паз для выхода штока, жестко закрепленного на втулке с роликами соосно и диаметрально противоположно стержню. Причем перемещение штока, имеющего антиискровое покрытие, ограничено стойками крепления кожуха, а ключ, закрепляемый на втулке с пазами фасонным винтом, взаимодействует с выдвигаемым упором.
Введение двух шариков, втулки с двумя пазами, местом под ключ и внутренним резьбовым отверстием, втулки с двумя роликами и проточкой для шариков, пружины создает фиксирующий механизм двухстороннего действия (в одну сторону клапан срабатывает от воздействия механизма контроля давления, а в другую сторону - от воздействия через шток вручную), что позволяет осуществлять вручную аварийное закрытие клапана.
При этом угол поворота рычага равен 10°, а не 90°, как в прототипе, что существенно уменьшает габариты кожуха, обеспечивающего защиту от внешнего воздействия и травмобезопасность обслуживающего персонала.
Выполнение корпуса ввода вращения в виде цилиндрической трубы, в которой выполнены два диаметрально расположенных сквозных отверстия, ось которых перпендикулярна оси вала и в которых размещены шарики, способствует взаимодействию внутри трубы с пазами втулки, жестко закрепленной на конце вала, а с внешней стороны трубы - взаимодействию с роликами, закрепленными во втулке, установленной на внешней стороне трубы с возможностью вращения.
Параллельность осей пазов и роликов оси вала обеспечивает возможность двухстороннего срабатывания механизма фиксации.
Выполнение рычага в виде стержня, жестко закрепленного на втулке с роликами и нагруженного пружиной, создающей крутящий момент в направлении ограничителя поворота, устанавливающего рычаг на угол 4°-6° от вертикальной оси, повышает точность срабатывания механизма фиксации, который выводится из состояния стопорения («мертвой» точки).
Выполнение основания кожуха в виде металлической пластины, концы которой имеют радиусные закругления и закреплены соответственно на корпусе клапана и на механизме контроля давления, создает жесткую конструкцию, устойчивую к внешним воздействиям.
Крепление же кожуха на трех стойках, одна из которых установлена на механизме контроля давления, а две других - на корпусе ввода вращения, способствует фиксации кожуха и ограничению перемещения штока.
Взаимодействие ключа с выдвигаемым упором создает возможность проверки работоспособности клапана при его неполном ходе.
Антиискровое покрытие на штоке исключает возникновение искры при соударении штока со стойками крепления кожуха, что обеспечивает взрывобезопасность клапана.
На фиг.1 показан клапан предохранительный запорный, главный вид;
на фиг.2 - вид клапана сверху; на фиг.3 - вид клапана сбоку.
Клапан предохранительный запорный содержит (фиг.1, 2, 3) корпус 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками, в котором установлен вал 4 с жестко закрепленным на нем подпружиненным поворотным клапаном 5 и выведенный из корпуса 1 через ввод вращения, имеющий корпус в виде круглого фланца 6, и механизм контроля давления 7, на штоке 8 которого закреплен ограничитель поворота 9 рычага 10, соединенного с валом 4. Корпус 6 ввода вращения имеет внешний цилиндрический выступ в виде трубы 11, в которой выполнены два диаметрально расположенных сквозных отверстия 12, ось которых перпендикулярна оси вала 4 и в которых размещены шарики 13, взаимодействующие внутри трубы 11 с пазами 14 втулки 15, жестко закрепленной на конце вала 4, а с внешней стороны трубы 11 - с роликами 16, закрепленными во втулке 17, установленной на внешней стороне трубы 11 с возможностью вращения.
Оси пазов 14 и роликов 16 параллельны оси вала 4, а рычаг 10 выполнен в виде стержня, жестко закрепленного на втулке 17 с роликами 16 и нагруженного пружиной 18, создающей крутящий момент в направлении ограничителя поворота 9, устанавливающего рычаг 10 на угол 4°-6° от вертикальной оси
А основание кожуха 19 выполнено в виде металлической пластины 20, концы 21 и 22 которой имеют радиусные закругления. Один конец 21 пластины 20 закреплен на корпусе 1 клапана, а другой 22 - на механизме контроля давления 7. Кожух 19 крепится на трех стойках 23, 24 и 25, одна 23 из которых также установлена на механизме контроля давления 7, а две других 24 и 25 - на корпусе ввода вращения 6.
На передней поверхности кожуха 19 имеются два отверстия 26 и 27: одно 26 - для выхода втулки 15 с пазами 14 для соединения с ключом 28, другое 27 - для выхода упора 29, а в кожухе 19 выполнен паз 30 для выхода штока 31, жестко закрепленного на втулке 17 с роликами 16 соосно и диаметрально противоположно рычагу 10. Шток 31 имеет антиискровое покрытие 32, а на ключе 28 установлена пружина сброса 33 и фасонный винт 34. Ключ 28 связан с корпусом 1 клапана тросиком 35.
Клапан предохранительный запорный работает следующим образом.
В случае, если контролируемое давление находится в заданных пределах, поворотный клапан 5 находится в положении «открыто». Если же контролируемое давление выходит за заданные пределы, то механизм контроля давления 7, перемещая ограничитель 9, освобождает рычаг 10, который вместе с втулкой 17 поворачивается пружиной 18. В этом случае ролики 16 не препятствуют выходу шариков 13 из пазов 14, вал 4 поворачивается, и клапан 5 закрывается. А при возникновении аварийной ситуации, когда требуется срочно перекрыть подачу газа, оператор вручную перемещает шток 31 в направлении, противоположном ограничителю поворота 9. При этом поворачивается втулка 17 с роликами 16, освобождая шарики 13, и клапан 5 закрывается, перекрывая подачу газа.
При достижении заданного давления приведение клапана в положение «открыто» выполняют ключом 28, устанавливаемым на конце втулки 15. При этом шарики 13 входят в пазы 14 и удерживаются роликами 16 втулки 17. Таким образом клапан 5 фиксируется в положении «открыто».
Для проверки же работоспособности клапана 5 при его неполном ходе закрепляют ключ 28 фасонным винтом 34 на конце втулки 15, выступающей через отверстие 26 из кожуха 19. А упор 29 выдвигается из кожуха 19 через отверстие 27. Далее оператор, надавливая на шток 31, выступающий из кожуха 19 через паз 30, освобождает клапан 5, который перемещается до упора 29 на угол 20°-22°. Перемещение клапана 5 в исходное положение осуществляют ключом 28. При этом рычаг 10 под действием пружины 18 автоматически устанавливается на ограничителе поворота 9. После проверки работоспособности клапана 5 фасонный винт 34 отворачивают, и ключ 28 под действием пружины 33 удаляется с торца втулки 15 и удерживается на тросике 35, а упор 29 перемещают в кожух 19.