Клапан аварийный
EMERGENCY VALVE

Изобретение относится к арматуростроению и может быть использовано в гидравлических системах. Клапан аварийный, устанавливаемый в трубопровод или гидравлическое устройство, предназначен для пропускания рабочей жидкости в прямом и обратном направлениях и перекрытия его канала в обратном направлении в случае достижения заданной величины скорости потока.
Известен дозатор по расходу жидкости (Машиностроительная гидравлика. Башта Т.М., «Машиностроение», 1971, с. 425, рис. 244а), содержащий корпус, установленный в него подпружиненный поршень, разделяющий канал корпуса на входную и выходную полости, имеющий отверстие, через которое проходит рабочая жидкость, являющийся запорным элементом канала корпуса.
Недостатком известного технического решения является низкая чувствительность дозатора к малым расходам рабочей жидкости (до 0,4 л/мин), а также инерционность, обусловленная массой запорного элемента и трением, возникающим в зазорах между деталями дозатора.
Известен клапан аварийный, принятый за прототип (Каталог «Клапаны гидравлические» ПАО Елецгидроагрегат, г. Елец, ООО «Елецкий вестник», декабрь - 2017, с. 71, Клапаны аварийные КА 02.00, КА 03.00), содержащий втулку с отверстиями для прохождения рабочей жидкости, равномерно расположенными по окружности торца, и центральным резьбовым отверстием, в которое ввернута направляющая, с установленными на ней гайкой, запорным элементом и пружиной, поджимающей запорный элемент к гайке таким образом, что между торцами втулки и запорного элемента образуется зазор. При этом запорный элемент может перемещаться вдоль направляющей, сжимая пружину и перекрывая зазор между его торцом и торцом втулки.
Недостатком известного технического решения, принятого за прототип, являются высокие и равные в обоих направлениях потока потери давления, возникающие на зазоре, определяющем настройку срабатывания клапана.
Техническим результатом заявленного изобретения является снижение потерь давления, возникающих при прохождении потока рабочей жидкости в прямом направлении относительно потерь в обратном, при котором аварийный клапан срабатывает в случае достижения заданной величины скорости потока.
Указанный технический результат достигается тем, что направляющая, ввернутая во втулку, имеет три ступени разного диаметра, расположенные одна за другой в порядке его возрастания, на ступень с наименьшим диаметром установлены упор с наружным диаметром, превышающим диаметр средней ступени, и пружина, поджимающая упор к торцу средней ступени, на среднюю ступень установлен запорный элемент, образующий зазор между свои торцом и торцом втулки и имеющий возможность свободно перемещаться по всей ее длине от упора до торца ступени с наибольшим диаметром, а также в сторону втулки, сжимая пружину через упор. В результате чего зазор между торцами запорного элемента и втулки зависит от направления потока рабочей жидкости.
На чертеже представлен продольный разрез клапана аварийного.
Клапан аварийный, устанавливаемый в канал трубопровода или гидравлического устройства 1, содержит втулку 2 с равномерно расположенными по окружности торца отверстиями 3 и центральным резьбовым отверстием, в которое ввернута направляющая 4, имеющая три ступени разного диаметра, расположенные одна за другой в порядке его возрастания. На ступень с наименьшим диаметром уставлены упор 5, наружный диаметр которого превышает диаметр средней ступени, и пружина 6, поджимающая упор 5 к торцу средней ступени. На среднюю ступень установлен запорный элемент 7. Клапан аварийный работает следующим образом.
Клапан аварийный, устанавливаемый в канал трубопровода или гидравлического устройства 1, разделяет его на полости 8 и 9. Прохождение рабочей жидкости из полости 8 в полость 9 является обратным направлением потока, а из полости 9 в полость 8 - прямым.
В обратном направлении потока рабочая жидкость проходит из полости 8 через зазор 10, далее через отверстия 3 втулки 2 и истекает из клапана аварийного в полость 9. При этом на зазоре 10 возникает перепад давления, и под его действием запорный элемент 7 перемещается до упора 5. Перепад давления на зазоре 10 создает усилие на запорном элементе 7, действующее через упор 5 на пружину 6. В случае достижения потоком скорости заданного значения на зазоре 10 возникает перепад давления, достаточный для создания усилия, превышающего предварительное поджатие пружины 6, запорный элемент 7 начинает перемещаться в сторону втулки 2, сжимая пружину 6 через упор 5, и закрывает проходное сечение зазора 10.
В прямом направлении потока рабочая жидкость из полости 9 проходит через отверстия 3 втулки 2, далее через зазор 10 истекает из клапана в полость 8. При этом на зазоре 10 возникает перепад давления, и под его действием запорный элемент 7 перемещается вдоль направляющей 4 до упора в торец ее ступени с наибольшим диаметром, таким образом проходное сечение зазора 10 увеличивается, и потери давления на нем уменьшаются.