Клапан

Заявляемый клапан может применяться в нефтегазодобывающей, химической и других отраслях промышленности для регулирования давления газа, выделяющегося при технологической обработке жидкого продукта и его хранении в замкнутых объемах при внутреннем давлении выше атмосферного давления. В частности, клапан сброса давления может быть применен как устройство комплектации метантенков станций аэрации водоканала.
В настоящее время метантенки станций аэрации оснащены гидрозатворами, которые не соответствуют современным требованиям экологии, технологическому процессу и условиям обслуживания. Предлагаемый клапан может надежно работать в различных парогазовых средах.
Уровень техники в данной области характеризуется приведенными ниже сведениями.
Известны клапаны, содержащие корпус с расположенным в нем подпружиненным запорным элементом А.с. СССР№№ 194494, 419676, MI IKFI6K15/04.
Недостатком этих клапанов является ненадежность их работы и сложность конструкции.
Известен предохранительный клапан, содержащий корпус, подпружиненный запорный элемент, дополнительную пружину и регулировочную гайку Свид. РФ на ИМ № 4352, МПК F16K17/00.
Недостаток этого клапана заключается в ненадежности работы в связи с тем, что предохранительная функция клапана может нарушаться из-за возможности затяжки пружины сверх установленной величины.
МПК FI6K 17/00 КЛАПАН
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому клапану сброса давления является предохранительный клапан, который можно применять в машиностроении и пневмогидросистемах транспортных средств Патент РФ № 2059909, МПК F16K17/00.
Известный предохранительный клапан содержит корпус, запорный элемент, снабженный штоком и чувствительный элемент в виде гибкой бочкообразной мембраны, установленной в корпусе с регулируемым зазором и соединенной с корпусом через магнитные экраны, шток выполнен из магнитострикционного материала и жестко закреплен в корпусе. Мембрана и шток образуют замкнутую магнитную цепь.
Недостаток известного клапана заключается в сложности конструкции и не технологичности изготовления ею деталей, что снижает надежность работы клапана.
Задачей настоящего изобретения является создание клапана упрощенной конструкции для регулирования давления в емкостях, имеющих избыточное внутреннее давление газо-воздушной среды, выделяющейся при хранении или технологической переработке жидкого продукта и повышение надежности работы клапана.
Технический результат, который может быть получен при использовании заявляемою изобретения - это уменьшение выброса газовоздушной среды, условия соблюдения техники безопасности и экологической безопасности.
Поставленная задача решается тем, что в клапан, содержащий корпус и запорный элемент, выполненный с возможностью перемещения штоком, введены два магнита, расположенные внутри корпуса по оси штока с зазором относительно друг друга, причем верхний магнит закреплен на грузе, расположенном на свободном нижнем конце штока, а нижний магнит соединен с корпусом, при этом запорный элемент исполней в виде тарелки давления, под которую в корпусе выполнено седло, а внутренняя и наружная поверхность седла обтянута эластичной, например, фторопластовой пленкой, что увеличивает герметичность закрытого клапана.
В отличие от прототипа шток выполнен с возможностью свободного перемещения, поскольку его нижний конец не закреплен в корпусе.
На корпус клапана надет кожух, предохраняющий его от наружных воздействий. Над кожухом выполнена вентиляционная труба для сообщения газового пространства внутри клапана при поднятом положении тарелки с атмосферой.
Корпус, тарелка давления, шток и седло могут быть выполнены или из немагнитного материала, или из магнитного материала с коррозионно-стойким покрытием в связи с работой в агрессивной среде.
На фигуре представлена предлагаемая конструкция клапана для сброса давления.
Клапан содержит корпус 1, имеющий монтажный фланец, седло 2, выполненное на корпусе 1 под тарелку давления 3, расположенную на верхнем конце штока 4. На штоке 4 имеется груз 5 для регулирования силы давления при закрытии тарелки 3. На нижнем конце штока 4 закреплен груз 5, а снизу расположен закрепленный на нем верхний магнит 6. Под верхним магнитом 6 расположен нижний магнит 7, закрепленный на корпусе 1, при этом между магнитами 6 и 7 имеется зазор А, а размещены они по оси штока 4. Поверхность седла 2 обтянута эластичной, например, фторопластовой пленкой 8 по его наружному и внутреннему контуру. Корпус 1 клапана закрыт кожухом 9, над которым установлена вентиляционная труба 10 для сообщения газового пространства открытою клапана с атмосферой.
В различных парогазовых средах клапан работает следующим образом. Положение тарелки давления 3 на фигуре соответствует закрытому состоянию клапана при нижнем предельном внутреннем давлении. При повышении внутреннего давления газовоздушной среды до верхнего предельного давления клапан под воздействием сил притяжения магнитов 6 и 7 остается закрытым.
При превышении верхнего предела давления происходит преодоление сил притяжения магнитов 6 и 7, тарелка давления 3 отрывается от седла 2 и поднимается под действием потока сбрасываемого газа, таким образом клапан открывается.
Необходимое усилие притяжения магнитов 6 и 7 достигается за счет изменения зазора А между этими магнитами.
С понижением давления газа в емкости до нижнего заданного давления тарелка давления 3 опускается на седло 2 под собственным весом, расчетный вес тарелки 3, штока 4 и груза 5 должен быть равным усилию от воздействия на них нижнего предельного давления. В момент прилегания тарелки 3 к седлу 2 происходит дополнительная фиксация положения тарелки 3 силами притяжения магнитов 6 и 7, т.е. клапан закрывается. Клапан работает в автоматическом режиме.
Герметичность внутренней части клапана в закрытом положении, когда тарелка 3 лежит на седле 2 обеспечивается за счет эластичной пленки 8, обтягивающей поверхность седла 2 по его наружному и внутреннему контуру.
Таким образом, при периодических колебаниях давления газовой среды в емкостях, при технологических процессах, протекающих в них, применение клапана для сброса давления позволяет перекрывать эти колебания, открываясь только при максимально допустимом внутреннем давлении, не допускает дребезга, т.е. неустойчивого положения тарелки на седле и, как следствие, повышенных потерь хранимого продукта, что позволяет уменьшить себестоимость технологического процесса и положительно влияет на экологию окружающей среды.
Большое значение в эксплуатационных характеристиках клапана играет прочность конструкции и удобство монтажа.
При использовании предлагаемого клапана повышается эффективность эксплуатации емкостей, имеющих избыточное внутреннее давление газовоздушной среды, выделяющейся при хранении или технологической переработке жидкого продукта. Клапан прост в изготовлении и надежен в работе.