ЗАПОРНЫЙ КЛАПАН ДЛЯ ТОПЛИВНОГО БАКА ЛИБО ЦИСТЕРНЫ

Полезная модель относится к средствам для хранения и транспортирования наливных продуктов, в частности к запорным клапанам для топливных баков либо железнодорожных цистерн.
7
7
7
7
Известны запорные клапаны для топливных баков, защищенные патентами СА 2426433, МПК F 16 K 15/02, дата публикации - 30.10.2003; СА 2475887, МПКF 16 K 15/06, дата публикации - 06.02.2005; ЕР 0674128, МПК F 16 K 15/02, дата публикации - 27.09.1995, и патентной заявкой US 2004000342, МПК F 16 K 15/02, дата публикации - 01.01.2004.
Клапаны-аналоги выполнены в виде золотников, установленных в наливных горловинах топливных баков и поджатых к седлам с помощью пружин, а также давлением наливного продукта, хранящегося в баке.
Недостатками клапанов-аналогов является то, что они препятствуют сливу содержимого топливного бака через наливную горловину и не обеспечены противопожарной защитой, так как выполнены из полимерных материалов.
7
Прототипом заявляемого запорного клапана является запорный клапан для топливного бака, защищенный патентом JP 11078549, МПК F 16 K 15/04, дата публикации - 23.03.1999. Клапан-прототип установлен в соединении топливного бака с наливной трубой и содержит наружный и погружаемый в цистерну патрубки, расположенный между патрубками присоединительный фланец и соединяющую патрубки горловину с затвором в форме седла и золотника, поджатого к седлу со стороны выходного патрубка. Уплотнительная поверхность затвора расположена между присоединительным фланцем и погружаемым патрубком. Клапан выполнен из полимерного материала.
Недостатки у прототипа те же, что и у аналогов -узкие функциональные возможности и низкая степень противопожарной безопасности.
Заявляемая полезная модель решает техническую задачу расширения функциональных возможностей запорного клапана для топливных баков либо цистерн, повышения его противоаварийной и противопожарной безопасности.
Технический результат достигается в запорном клапане для топливного бака либо цистерны, корпус которого включает наружный и погружаемый в цистерну патрубки, расположенный между патрубками присоединительный фланец и соединяющую патрубки горловину с затвором в форме седла и золотника, поджатого к седлу со стороны погружаемого патрубка. Для слива через клапан содержимого цистерны он снабжен устройством
принудительного открытия затвора, фиксации затвора в рабочем положении и аварийного закрытия, включающим корпус, приводной элемент, фиксирующий элемент, фиксатор и термочувствительный предохранитель. В корпусе устройства на ходовой втулке установлен приводной шпиндель. Ходовая втулка имеет возможность осевого скольжения в корпусе и снабжена выемкой для фиксирующего элемента. Корпус устройства выполнен накладным и закреплен на наружной части корпуса клапана с помощью резьбовых крепежных деталей. Термочувствительный предохранитель выполнен в виде прокладки из легкоплавкого либо горючего материала между корпусом устройства и крепежными гайками либо головками резьбовых крепежных деталей. Фиксатор снабжен рукояткой, закрепляемой в рабочем положении на корпусе устройства. Над присоединительным фланцем со стороны наружного патрубка для местного ослабления сечения корпуса клапана выполнено утонение стенки его горловины. Устройство принудительного открытия затвора, фиксации его в рабочем положении и аварийного закрытия расположено в корпусе клапана с наружной стороны от ослабленного сечения. Между присоединительным фланцем и погружаемым патрубком в горловине размещен второй затвор в форме седла и золотника, поджатого к седлу со стороны погружаемого патрубка и соединенного с первым золотником упруго-подвижной связью. Уплотнение одного из затворов выполнено эластичным, а уплотнение другого затвора - «металл по металлу». Запорный клапан снабжен регулятором скорости обратного потока.
Существо заявляемой полезной модели поясняется чертежом, на фиг.1 которого изображен заявляемый запорный клапан в разрезе, на фиг.2 - разрез по А-А фиг.1.
Заявляемый запорный клапан содержит корпус 1 с наружным патрубком 2, погружаемым в цистерну 3 патрубком 4 и присоединительным к цистерне фланцем 5. В горловине 6 корпуса на уровне между присоединительным фланцем 5 и патрубком 4 выполнены седло 7 для золотника 8 и седло 9 для золотника 10, которые образуют в совокупности затворы, соответственно, 11 и 12. На золотнике 10 затвора 12 выполнен хвостовик 13, а на золотнике 8 затвора 11 - направляющая поверхность 14 для хвостовика 13. Золотник 10 поджат к седлу 9 пружиной 15, между золотниками 8 и 10 размещена пружина 16. Уплотнение в затворе 11 - «металл по металлу», золотник 10 снабжен эластичным уплотнительным элементом 17. На наружной части корпуса 1 с помощью резьбовых крепежных деталей 18 закреплен накладной корпус 19, внутри которого размещено устройство принудительного открытия, фиксации в рабочем положении и аварийного закрытия затворов 11 и 12. Устройство содержит шпиндель 20 с маховиком 21. Шпиндель установлен на ходовой втулке 22, которая имеет возможность осевого скольжения во втулке 23 корпуса 19 и снабжена конусной выемкой 24 для шарикового фиксирующего элемента 25. В корпусе 19 размещены также фиксирующий стержень 26, цилиндрический фиксатор 27 со скосом 28 и управляющей рукояткой 29, стопор 30. Шпиндель 20 снабжен пружиной 31. Между корпусом 19 и крепежными гайками либо головками резьбовых крепежных деталей 18 размещена прокладка 32 из легкоплавкого либо горючего материала. Она фиксирует втулку 23 в неподвижном положении в корпусе 19. Над
присоединительным фланцем 5 со стороны патрубка 2 выполнено утонение 33 стенки горловины 6. Запорный клапан снабжен регулятором 34 скорости обратного потока наливного продукта.
Для подготовки запорного клапана к работе управляющую рукоятку 29 поворачивают в крайнее положение до упора скоса 28 цилиндрического фиксатора 27 в стопор 30. В этом положении фиксатор 27 своей боковой цилиндрической поверхностью поджимает через фиксирующий стержень 26 шариковый фиксирующий элемент 25 к конусной выемке 24 ходовой втулки 22. Управляющую рукоятку 29 закрепляют на корпусе 19. Ходовая втулка 22 при этом зафиксирована от осевого и вращательного перемещения во втулке 23. Вращением маховика 21 шпиндель 20 устанавливают в верхнем положении. При таком взаимном расположении элементов запорного клапана кинематическая связь между шпинделем 20 и золотниками 8, 10 отсутствует. Золотник 8 поджат пружиной 16 к седлу 7, золотник 10 поджат пружиной 15 к седлу 9. Затворы 11 и 12 закрыты.
При подаче наливного продукта в цистерну 3 через патрубок 2 прямой поток продукта, попадая на золотник 8, преодолевает прижимное усилие пружины 16 и отжимает золотник 8 от седла 7, открывая себе проход через затвор 11. Золотник 8 при этом воздействует на хвостовик 13 золотника 10 и, преодолевая усилие пружины 15, перемещает золотник 10, открывая проход в затворе 12. Происходит наполнение цистерны.
Для слива содержимого цистерны через наливную горловину вращают маховик 21 шпинделя 20, передавая шпинделю вращательное движение в ходовой втулке 22. Так как ходовая втулка 22 зафиксирована неподвижно, шпиндель 20 движется поступательно по направлению к затворам 11 и 12 и, преодолевая усилие пружин 31 и 16, перемещает золотник 8. Проход для обратного потока наливного продукта через затвор 11 открывается. Золотник 8, в свою очередь, воздействует на хвостовик 13 золотника 10 и, преодолевая усилие пружины 15, открывает проход в затворе 12 для сливаемого продукта. При сливе продукта через клапан скорость движения обратного потока регулируется регулятором 34. Чрезмерное повышение скорости потока сопровождается автоматическим уменьшением проходного сечения в затворе регулятора.
Принудительно открытые затворы 11 и 12 могут быть зафиксированы в открытом положении до тех пор, пока вращением маховика 21 в обратную сторону шпиндель 20 не будет выведен в верхнее нерабочее положение. При этом обратные затворы 11 и 12 закрываются усилиями пружин 15 и 16, а также от воздействия на золотники 8 и 10 давления среды, находящейся внутри цистерны.
Экстренное закрытие затворов 11 и 12 может быть осуществлено поворотом управляющей рукоятки 29 в обратное положение до упора скоса 28 цилиндрического фиксатора 27 в стопор 30 с обратной стороны, в результате чего фиксирующий стержень 26 получает дополнительное пространство для перемещения по направлению к цилиндрическому фиксатору 27, давление через шарик 25 на ходовую втулку 22 ослабевает и она освобождается от
фиксации. Под действием пружины 31 ходовая втулка 22 скользит по неподвижной втулке 23 вверх, увлекая за собой шпиндель 20 в верхнее нерабочее положение, после чего обратные затворы 11 и 12 закрываются усилиями пружин 15 и 16 и от воздействия на золотники 8 и 10 давления среды, находящейся внутри цистерны.
В случае повышения температуры окружающей среды, например при пожаре, прокладка 32 из легкоплавкого либо горючего материала плавится либо сгорает, в результате чего натяжение резьбового соединения крепежных деталей 18 ослабевает. Полученная элементами устройства принудительного открытия затворов свобода перемещения приводит к размыканию кинематической связи между шпинделем 20 и золотником 8. В результате этого обратные затворы 11 и 12 закрываются под действием пружин 15 и 16 и давления среды, находящейся внутри цистерны.
Если от высокой температуры окружающей среды эластичный уплотнительный элемент 17 в затворе 12 разрушается, то затвор 11 с уплотнением «металл по металлу» надежно герметизирует цистерну в любом диапазоне температур.
В случае железнодорожной аварии с опрокидыванием цистерны 3 и ударом наружной части запорного клапана, например о землю, разрушение корпуса 1 клапана происходит по ослабленному сечению в месте утонения 33 стенки горловины 6. При этом затворы 11 и 12, расположенные внутри котла цистерны ниже уровня присоединительного фланца 5, остаются закрытыми благодаря усилию пружин 15 и 16 и давлению на золотники 8 и 10 среды, находящейся внутри цистерны.
Таким образом, заявляемый запорный клапан обладает широкими функциональными возможностями и наделен несколькими степенями противоаварийной и противопожарной защиты.