КЛАПАН ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫЙ С МЕМБРАННЫМ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫМ УСТРОЙСТВОМ

Полезная модель относится к общему машиностроению, в частности к клапанам предохранительным, нагруженным пружиной, с приспособлениями для регулирования давления открытия, и с разрушаемым элементом.
Известен клапан предохранительный, содержащий фланец (корпус), в котором выполнено проходное отверстие с седлом в верхней части, шток с коническим золотником, прижимаемым к седлу пружиной, центральную направляющую втулку, через которую проходит шток, закрепленную на штоке отражающую втулку, во внутренней проточке которой расположено упругое круглое кольцо, прикрепленной к фланцу (корпусу) со стороны подачи среды цилиндрической трубы с закрепленным на ее конце между двумя фланцами, мембранным узлом, состоящим из металлической мембраны и двух прокладок из более мягкого материала (Свидетельство Российской Федерации на полезную модель №34682, 2003 г., по кл. МПК F16K 17/04).
Однако клапан предохранительный этой конструкции имеет недостаток - нет возможности замены клапана предохранительного при наличии перевозимого продукта под давлением в цистерне. Данная замена требуется для проведения регламентированной поверки при транспортировке продукта на большие расстояния или при длительном хранении продукта в цистерне под давлением, что нередко приводит к истечению срока регламентированной поверки предохранительных клапанов и влечет за собой необходимость приостановления эксплуатации цистерны в соответствии с правилами безопасной эксплуатации.
Задачей полезной модели является расширение эксплуатационных возможностей клапана предохранительного с мембранным предохранительным устройством, а именно возможности замены предохранительного клапана при наличии перевозимого продукта под давлением в цистерне.
Поставленная задача решается созданием клапана предохранительного с мембранным предохранительным устройством состоящего из предохранительного клапана содержащего фланец, в котором выполнено проходное отверстие с седлом в верхней части, шток, прижимаемый к седлу пружинами, втулку, центрирующую шток, соединенную с фланцем четырьмя ребрами, отражающую тарелку, закрепленную на штоке, основной уплотнительный элемент, установленный во внутренней проточке отражающей тарелки и мембранного предохранительного устройства, состоящего из фланца, присоединяющего его к цистерне, и цилиндрической трубы с закрепленной на ее конце металлической мембраной, при этом между клапаном предохранительным и мембранным предохранительным устройством имеется разъемное фланцевое соединение.
Клапан предохранительный с мембранным предохранительным устройством представлен на фиг. 1, 2, 3, где:
1 - гайка стопорная, 2 - гайка настройки, 3 - втулка опорная, 4 - пружина, 5 - пружина, 6 - шток, 7 - втулка опорная, 8 - центрирующая втулка, 9 - ребро, 10 - фланец, 11 - основной уплотнительный элемент, 12 - отражающая тарелка, 13 - гайка, 14 - шпилька, 15 - гайка, 16 - заглушка, 17 - отверстие, 18 - прокладка, 19 - отверстие, 20 - фланец мембранного предохранительного устройства, 21 - цилиндрическая труба, 22 - металлическая мембрана, 23 - отверстие, 24 - заглушка, 25 - канавка, 26 - отверстие, 27 - канавка.
Общая конструкция клапана предохранительного с мембранным предохранительным устройством состоит из фланца 10 соединенного четырьмя ребрами 9 с центрирующей втулкой 8, образуя отверстия для прохождения потока среды, которые плавно переходят в проходное отверстие фланца 10. Шток 6 установлен в центрирующей втулке 8. Шток 6 своей уплотнительной поверхностью прижимается к седлу фланца 10 пружинами 4 и 5 через опорные втулки 3 и 7. Гайка настройки 2 обеспечивает необходимое сжатие пружин 4 и 5, гайка стопорная 1 ее фиксацию в этом положении. На штоке 6 при помощи гайки 13 закреплена отражающая тарелка 12, во внутренней проточке которой расположен основной уплотнительный элемент 11, обеспечивающий герметизацию относительно внешней среды. Предохранительный клапан снабжен мембранным предохранительным устройством, состоящим из фланца 20, к которому крепиться цилиндрическая труба 21 с закрепленной на ее конце металлической мембранной 22. Металлическая мембрана 22 изготовлена из коррозионностойкого материала, это позволяет увеличить срок проведения регламентированных поверок мембранного предохранительного устройства в два - три раза, в зависимости от перевозимого продукта. Предохранительный клапан и мембранное предохранительное устройство соединены между собой фланцевым соединением при помощи шпилек 14, гаек 15 и прокладки 18. На уплотнительных поверхностях фланца 10 и фланца мембранного предохранительного устройства 20 выполнены кольцевые канавки 25 и 27 сообщающиеся с внешней средой отверстием 17, а между собой, сквозными отверстиями 26 в прокладке 18. Для герметизации этих канавок относительно внешней среды в отверстие 17 установлена заглушка 16.
Конструкция работает следующим образом. Предохранительный клапан с мембранным предохранительным устройством устанавливается на цистерну при помощи фланца 20 через отверстия 19 шпильками или болтами (не показаны). После заполнения цистерны продуктом давление среды воздействует на наружную поверхность цилиндрической трубы 21 и металлическую мембрану 22, при этом на предохранительный клапан воздействия среды нет.
При возникновении в цистерне давления большего, чем давление разрыва металлической мембраны 22, происходит ее разрушение. Рабочая среда попадает во внутреннюю полость цилиндрической трубы 21. Давления начала открытия предохранительного клапана устанавливается меньшим, чем давление разрыва металлической мембраны 22, что обеспечивает его срабатывание сразу после разрыва металлической мембраны 22. При воздействии рабочей среды на шток 6, начинается подъем штока 6 с отражающей тарелкой 12 и основным уплотнительным элементом 11. Подъемная сила рабочей среды сжимает пружины 4 и 5, и происходит открытие клапана. При срабатывании предохранительного клапана рабочая среда, проходя через отверстия образованные фланцем 10, ребрами 9 и центрирующей втулкой 8, направляется к проходному отверстию фланца 10 и происходит выброс рабочей среды. Выброс среды снижает давление в цистерне, соответственно подъемная сила от действия среды становится меньше усилия пружин 4 и 5, и происходит закрытие клапана, при этом основной уплотнительный элемент 11 обеспечивает герметизацию.
В случае истечения срока поверки предохранительного клапана в период транспортировки продукта или его длительного хранения необходимо произвести его замену. Так как, при целостной металлической мембране 22 предохранительный клапан не находится под давлением рабочей среды, то замена производится путем снятия предохранительного клапана, закрепленного гайками 15 и шпильками 14, и установкой поверенного предохранительного клапана. О целостности металлической мембраны 22 судят по отсутствию избыточного давления при снятии заглушки 24, установленной на отверстие 23, сообщающееся с внутренней полостью цилиндрической трубы 21. После установки поверенного предохранительного клапана проверяется герметичность соединения между предохранительным клапаном и мембранным предохранительным устройством, путем снятия заглушки 16 и подачи давления в отверстие 17, сообщающееся с канавками 25 и 27, и последующим контролем снаружи.
Снятый предохранительный клапан направляется на проведение регламентированной поверки, а при необходимости ремонта. Данная возможность замены предохранительного клапана позволяет эксплуатировать цистерну под давлением длительный срок и при этом соблюсти правила безопасной эксплуатации.
Выполнение присоединительных размеров D1, D2, D3 фланцевого соединения между клапаном предохранительным и мембранным предохранительным устройством и присоединительных размеров D1, D4, D5 фланцевого соединения между мембранным предохранительным устройством и цистерной одинаковыми, позволяет устанавливать предохранительный клапан на цистерну, как с мембранным предохранительным устройством, так и без него.