КЛАПАН ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫЙ ОСЕВОЙ С ВНЕШНЕЙ РУЧНОЙ НАСТРОЙКОЙ И РУЧНЫМ ОТКРЫТИЕМ

Полезная модель клапан предохранительный осевой с внешней ручной настройкой и ручным открытием (далее - клапан) относится к трубопроводной арматуре, в частности к предохранительным клапанам, предназначенным для снижения избыточного давления в резервуарах и трубопроводах при перекачке жидких и газовых сред, в том числе загрязненных, для поддержания давления в нагнетательных трубопроводах и может использоваться в различных отраслях газовой, нефтяной, химической, металлургической промышленности и в сфере ЖКХ. Клапан устанавливается на трубопроводе или резервуаре, состоит из корпуса, запорного седла, рабочего цилиндра со сменным запором с окнами для прохода рабочей среды внутри цилиндра и пружиной, прижимающей запор к запорному седлу, не позволяя рабочей среде проходить через клапан при давлении меньше заданного в системе. На выходе клапана установлено опорное кольцо, к нему прижимаются втулка для установки предела срабатывания пружины с шестерней привода и втулка опоры пружины рабочего цилиндра, проходящего внутри втулок.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемой конструкции является клапан предохранительный по Патенту РФ №2135871, кл. F16K 1, широко применяемый в настоящее время, где указанный результат достигается тем, что клапан предохранительный, устанавливаемый на трубопроводе или резервуаре, имеет угловой выход выпускной трубы, тарельчатый запорный элемент прижимается пружиной на штоке к запорному седлу входа, имеет возможность ручного открытия. Указанный клапан имеет недостатки: состоит из трех частей сложной геометрической формы, которые можно только отливать, что требует значительных энерго затрат и ручного труда, имеет более 30 деталей, что ведет к дополнительным затратам на их изготовление и сборку, для настройки жесткости пружины при техобслуживании необходима частичная разборка клапана, значительные габариты - в несколько раз больше диаметра входного отверстия, сильный шум при выходе рабочей среды через угловой выход.
Техническим результатом, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, является простота конструкции и технологии производства, уменьшение материалоемкости изделия и внешних размеров, удобная установка предела срабатывания клапана для заданных параметров внешним ручным приводом, облегчение технического обслуживания и повышение надежности при эксплуатации при высоких эксплуатационных параметрах рабочей среды, снижение турбулентности потока и шума.
Указанный технический результат достигается тем, что корпус клапана представляет из себя отрезок трубы с фланцами для установки с прочностью трубопровода или резервуара, внутри корпуса пружина прижимает полый рабочий цилиндр с хвостовиком для ручного привода, и плечиками для упора пружины и крепления на резьбе съемного запора с окнами осевого прохода рабочей среды. Головка запора прижимается к сменному посадочному седлу. При износе в процессе эксплуатации посадочное седло и запор могут меняться во время технического обслуживания. Установка пределов срабатывания клапана, при изменении от времени эксплуатации жесткости пружины, производится внешним ручным приводом без разбора клапана на месте установки в любое время, для чего поворачивают шестерню привода втулки установки предела срабатывания, при повороте которой опускается втулка упора пружины. Изготовление всех деталей клапана возможно на имеющемся токарном, фрезерном и сверлильном оборудовании, а для корпуса использовать существующие трубы с прочностью равной прочности основного трубопровода, не применяя дорогостоящее точное литье под давлением.
Клапан содержит корпус 1, опорное кольцо 2, шток 3 ручного привода клапана с пальцем 4, входящим в отверстие 14 хвостовика рабочего цилиндра 8, втулку 5 установки предела срабатывания клапана с зубцами и резьбовым соединением с втулкой 6 упора пружины 7, съемный запор 9 с окнами 10 прохода рабочей среды, посадочное седло 11, шестерню 12 для вращения втулки 5 установки предела срабатывания клапана, внешний привод 13 шестерни вращения втулки 5.
Клапан работает следующим образом:
на чертеже клапан закрыт действием пружины на рабочий цилиндр с запором, прижатым к посадочному седлу. При превышении давления в трубопроводе или резервуаре запор приподнимается, пружина сжимается, между головкой запора и посадочным седлом появляется круговое отверстие, в которое проходит рабочая среда без резких изменений направления движения в окна запора, огибая его головку. Поток дробится в окнах, уровень шума низкий.
Управлять клапаном можно вручную, поворачивая шток 3 для поднятия за хвостовик рабочего цилиндра с запором.
Подвижные детали внутри корпуса клапана - поверхности рабочего цилиндра, втулок, опорного кольца смазываются перекачиваемой жидкостью, сальники штока ручного привода и привода шестерни ручной настройки предотвращают утечку наружу. Базовая конструкция клапана сохраняется, а материал пружины, головки запора и посадочного седла подбирают в зависимости от температуры, химических и физических свойств рабочих сред, а при значительном износе меняется только запор и посадочное седло клапана, выкручивая их. Сборка клапана проводится в следующем порядке: через выход корпуса закрепляется сваркой опорное кольцо 2, в которое со стороны входа помещаются соединенные на резьбе втулки установки предела срабатывания и упора пружины, затем полый рабочий цилиндр с запором 9 на резьбе и с пружиной, которая упирается в плечики цилиндра и во втулку 6. Последним закручивается посадочное седло 11. Через выход из корпуса внутри опорного кольца 2 устанавливается шестерня 12 на привод 13, проходящий через корпус и опорное кольцо. Затем на выходном конце через боковое отверстие корпуса и опорного кольца вставляется по диаметру шток 3 ручного привода и через выход клапана крепится на середине штока палец 4, поместив его конец в отверстие 14 хвостовика рабочего цилиндра для поднятия запора для выхода рабочей среды.
После сборки динамометром определяется сила упругости пружины для установки предела срабатывания клапана, для чего поворачивают шестерню 12, втулка 5 вращается, и втулка 6 упора пружины опускается вниз, увеличивая силу прижатия запора к посадочному седлу. Поднимая за хвостовик рабочий цилиндр, динамометр покажет предел срабатывания клапана. После этого клапан устанавливают на рабочее место и по фактическому давлению в трубопроводе или резервуаре подстраивают предел срабатывания.
На чертеже клапан изображен схематически, при производстве необходимо чтобы детали, находящиеся в потоке жидкости были максимально обтекаемыми, без выступов, чтобы предотвратить турбулентность даже при малых открываниях клапана, и сопрягаемыми формами запора и посадочного седла, для надежного перекрытия выхода среды.