Клапан избыточного давления

Клапан избыточного давления (далее клапан) относится к трубопроводной арматуре и предназначен для автоматического поддержания разрежения в помещениях с помощью перетекания воздуха из одного помещения в другое только в одном направлении и для аварийного отсечения трубопровода от помещения при резком повышении давления больше некоторого порогового значения в трубопроводе. Клапан сохраняет работоспособность и выполняет свои функции в условиях нормальной эксплуатации, нарушениях нормальной эксплуатации, проектной аварии.
Известна конструкция клапана избыточного давления, патент №2151337. Клапан содержит корпус с соосными рабочими патрубками с внутренней полостью, в которой размещен подпружиненный запорный орган, установленный на направляющем опорном элементе с возможностью перемещения против усилия пружины и имеет упорную поверхность для пружины, при этом внутренняя полость корпуса разделена поперечной перегородкой со сквозным осевым отверстием, направляющий опорный элемент жестко закреплен в корпусе, запорный орган имеет Н-образную форму с глухим центральным отверстием для размещения в нем направляющего опорного элемента с образованием демпфирующей камеры между ним и дном отверстия, рабочие поверхности запорного органа размещены по разные стороны перегородки с возможностью перекрытия ее осевого отверстия.
Данная известная конструкция имеет ряд недостатков:
- клапан предназначен для работы с высокими давлениями, наличие трения между осью и стаканом запорного органа не позволят работать при перепаде давления 20-100 Па;
- сложность конструкции из-за наличия значительного числа механически обработанных элементов, для соединения которых между собой требуется высокоточная обработка поверхностей;
- сложность настройки прилегания запорного органа к уплотнительному элементу. Ось, на которой закреплен запорный орган, выступает в качестве консоли. Ось необходимо точно отцентрировать относительно сквозного отверстия в корпусе. Неконцентричность оси и отверстия ведет к перекосу запорного органа, и как следствие неравномерное прилегание последнего к уплотнительному элементу;
- при резком повышении давления в помещении демпфирующая камера может сработать как воздушная подушка, и запорный орган не успеет вовремя перекрыть отверстие в корпусе.
Наиболее близким техническим решением является клапан избыточного давления, патент №2293239. Клапан содержит кольцевой фланец с основанием и запорный орган, выполненный в виде тарелки с расположенным на периферии уплотнительным элементом, рычаг с закрепленным на одном конце противовесом, который имеет возможность перемещения вдоль рычага, а другой конец рычага связан через вал с тарелкой, причем вал выполнен с шарнирным элементом на конце, а рычаг связан с опорными элементами основания, при этом шарнирный элемент выполнен на конце, связанном с тарелкой, в виде самоустанавливающегося подшипника, а вал выполнен с возможностью его осевого установочного перемещения в рычаге, опорные элементы выполнены в виде подшипников скольжения или качения, при этом противовес выполнен с эксцентричным отверстием, с помощью которого он установлен на рычаге с возможностью осевого и вращательного установочных перемещений.
Устройство-прототип имеет следующие недостатки:
- сложность конструкции из-за наличия значительного числа механически обработанных элементов, для соединения которых между собой требуется высокоточная обработка поверхностей;
- сложность настройки прилегания тарели к корпусу и регулирования рычага для установки игольчатых опор;
- возможность использования клапана только в одном вертикальном положении;
- низкая сейсмостойкость из-за применения игольчатых опор, наличие консольных элементов противовеса, которые при сейсмических толчках могут вывести из строя клапан.
Целью предлагаемой полезной модели является повышение надежности работы клапана, простота сборки и удешевление конструкции.
Техническим результатом является разработка клапана с минимальным количеством механически обработанных элементов, позволяющего работать с низкими давлениями (20-100 Па), имеющего повышенную сейсмостойкость за счет отказа от игольчатых опорных элементов, исключающего вероятность образования воздушной подушки, возникающей в случае резкого повышения давления в помещении, который может применяться, как на горизонтальных ветках трубопроводов, так и на вертикальных.
Поставленная задача решается тем, что тарель оснащена штоком, на котором жестко закреплен направляющий элемент, при этом шток содержит колпак и регулирующую гайку, обеспечивающую возможность установочного перемещения тарели в положение «закрыто» и переход в положение «открыто», при этом рабочее отверстие с запорным органом может быть выполнено в торцевой части клапана.
Сущность полезной модели поясняется чертежами:
на фиг. 1 - общий вид клапана в изометрии (запорный орган в боковой части);
на фиг. 2 - вид клапана слева;
на фиг. 3 - разрез А-А в положении «закрыто»;
на фиг. 4 - разрез А-А в положении «открыто»;
на фиг. 5 - общий вид клапана в изометрии (запорный орган в торцевой части);
на фиг. 6 - вид клапана сверху;
на фиг. 7 - разрез Б-Б в положении «закрыто»;
на фиг. 8 - разрез Б-Б в положении «открыто».
Клапан 1 содержит корпус 2 с фланцами 3, рабочее отверстие, подпружиненный запорный орган, выполненный в виде тарели 4 с расположенным на периферии уплотнительным элементом 5 (см. фиг. 3, 4, 7, 8).
Клапан 1 оснащен направляющим элементом 6, который удерживает шток 7 с тарелью 4 от перекосов. На штоке 7 тарели 4 установлена пружина сжатия 8 для плавного открывания и закрывания клапана 1 (см. фиг. 1-8).
Шток 7 снабжен колпаком 9 для защиты пружины 8 от загрязнений и регулирующей гайкой 10, с помощью которой тарель 4 выставляется в положение «закрыто» и переходит в положение «открыто» при давлении от 20 до 100 Па (см. фиг. 1-8).
Клапан 1 может быть выполнен с рабочим отверстием и запорным органом в виде тарели 4 в торцевой части (см. фиг. 5-8).
Клапан 1 работает следующим образом: при нормальной эксплуатации воздух из помещения воздействует на тарель 4 клапана 1 с давлением от 20 до 100 Па. С помощью пружины 8 тарель 4 смещается относительно корпуса 2 вдоль оси штока 7, приоткрывая клапан 1 для перетекания воздуха из помещения в систему трубопроводов. При нарушении нормальной эксплуатации и проектной аварии в случае избыточного обратного потока тарель 4 плотно прижимается к корпусу 2, запирая выход радиоактивного воздуха в помещение из системы трубопроводов.
Такое техническое решение повышает надежность работы, обеспечивает простоту сборки и удешевление конструкции.
Такое техническое решение позволяет работать с низкими давлениями (20-100 Па), обладает повышенной сейсмостойкостью и исключает вероятность образования воздушной подушки, возникающей в случае резкого повышения давления в помещении.
Такое техническое решение может применяться, как на горизонтальных ветках трубопроводов, так и на вертикальных.