ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫЙ КЛАПАН ДВУСТОРОННЕГО ДЕЙСТВИЯ

Полезная модель относится к предохранительной аппаратуре и предназначена для предохранения малогабаритных электронно-механических приборов от деформаций, которые могут иметь место при больших перепадах давления окружающей среды.
Известно средство того же назначения - предохранительный клапан двустороннего действия (см. RU №2272951, МПК F16K 17/26, опубл. 27.03.2006). Он предназначен для выравнивания давления внутри и снаружи корпусов малогабаритных электронно-механических приборов; по конструкции и по количеству существенных признаков он является наиболее близким к предлагаемой полезной модели. Поэтому он принят в качестве прототипа. В терминах предлагаемой полезной модели он состоит из корпуса 1 и установленных в нем двух противоположно направленных клапанов, причем впускной клапан размещен внутри выпускного клапана. Недостатки прототипа:
1. Диаметры седел клапанов сильно отличаются друг от друга, диаметры пружин также сильно различаются. Поэтому первичная регулировка клапанов на одинаковое давление наружной и внутренней среды (или на заданный перепад давлений) сильно затруднено.
2. При ввертывании корпуса клапана 1 в стенку корпуса электронно-механического прибора регулировочные элементы - гайки 5 и 9 («втулки 5 и 9» по терминологии патента 2272951) оказываются внутри корпуса прибора, и регулировка усилия (сжатия) пружин 2 и 6 в процессе эксплуатации становится невозможной.
3. Так как клапан 3 и корпус 1 соединены не жестко, а через пружину 2, возможны перекосы клапана 3 относительно корпуса 1, его заедание и разгерметизация корпуса прибора.
4. Клапан требует весьма бережного отношения к себе, т.к. элементы обоих клапанов ничем не защищены от случайных повреждений при случайных падениях и т.п., возможны перекосы, засорение клапанов и даже поломки отдельных деталей.
Задачи полезной модели:
1. Облегчение первичной регулировки клапанов на одинаковое давление наружной и внутренней среды корпуса прибора (или на заданный перепад давлений).
2. Повышение точности настройки клапана.
3. Возможность регулировки клапанов в процессе эксплуатации.
4. Увеличение надежности клапана.
Поставленные задачи достигаются тем, что предохранительный клапан двустороннего действия состоит из корпуса и установленных в нем двух противоположно направленных клапанов. При этом впускной клапан размещен внутри выпускного клапана. В корпусе выполнено несквозное отверстие большого диаметра с резьбой на входе. В дне этого отверстия выполнены сквозные отверстия малого диаметра, одно из которых расположено на оси отверстия большого диаметра, а остальные - на двух концентрических окружностях диаметрами d и D.
Впускной клапан выполнен в виде стержня с резьбой на одном конце и головкой в виде диска на другом конце. Стержень размещен с возможностью осевого перемещения в центральном сквозном отверстии малого диаметра так, что диск перекрывает со стороны торца корпуса отверстия малого диаметра, расположенные на концентрической окружности меньшего диаметра d. На стержне между диском и корпусом установлена эластичная прокладка меньшего диаметра, выполненная в виде кольца из эластичного материала (упругого и гибкого), на стержне установлена также тарированная пружина меньшего диаметра, взаимодействующая своими торцами с дном несквозного отверстия большого диаметра и гайкой, навернутой на резьбовой конец стержня.
Выпускной клапан состоит из прокладки большего диаметра, выполненной в виде кольца из эластичного материала. Она установлена на дно отверстия большого диаметра корпуса, перекрывая отверстия малого диаметра, расположенные на концентрической окружности большего диаметра D. На эластичной прокладке большего диаметра установлена шайба, которая прижата к эластичной прокладке торцом тарированной пружины большего диаметра. Со вторым торцом тарированной пружины большего диаметра взаимодействует торец регулировочной гайки, ввернутой в резьбу на входе отверстия большого диаметра корпуса предохранительного клапана двустороннего действия.
Так как все регулировки находятся в несквозном отверстии большого диаметра корпуса предохранительного клапана и это отверстие находится снаружи прибора, в котором установлен предохранительный клапан двустороннего действия, становится возможным регулировать оба клапана в процессе эксплуатации.
Для облегчения первичной регулировки клапанов на одинаковое давление наружной и внутренней среды корпуса прибора, а также для повышения точности настройки клапана суммарная площадь отверстий малого диаметра, расположенных на концентрической окружности большего диаметра D может соответствовать (быть выполненной равной) суммарной площади отверстий малого диаметра, расположенных на концентрической окружности меньшего диаметра d, а тарированные пружины при этом могут быть выполнены и отрегулированы на одинаковое усилие.
Для облегчения первичной регулировки клапанов на заданный перепад давлений, а также для повышения точности настройки клапана отношение суммарной площади отверстий малого диаметра, расположенных на концентрической окружности большего диаметра D к суммарной площади отверстий малого диаметра, расположенных на концентрической окружности меньшего диаметра d может соответствовать (быть выполненным равным) отношению давлений наружной среды и внутренней среды корпуса прибора, а отношение усилий тарированной пружины большего диаметра к усилию тарированной пружины меньшего диаметра также может соответствовать (быть выполненным равным) отношению давлений наружной среды и внутренней среды корпуса прибора.
Для увеличения надежности клапана (предотвращения случайных поломок и засорения) к корпусу может быть прикреплен колпачок, в котором выполнено сквозное отверстие для сброса избыточного давления воздуха. При этом корпус может быть снабжен шлейкой-прокладкой, скрепленной с корпусом и колпачком.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежами. На фиг. 1 показан клапан в разрезе. На фиг. 2 показан корпус в двух проекциях. На фиг. 3 показана шлейка-прокладка в двух проекциях.
a
Предохранительный клапан двустороннего действия состоит из корпуса 1 (фиг. 1, 2) и установленных в нем двух противоположно направленных клапанов. При этом впускной клапан размещен внутри выпускного клапана. С одной стороны корпуса 1 выполнена наружная резьба. С другой стороны корпуса 1 выполнено несквозное отверстие большого диаметра с резьбой на входе. В дне этого отверстия выполнены сквозные отверстия малого диаметра, одно из которых  расположено на оси отверстия большого диаметра, а остальные отверстия b, c - на двух концентрических окружностях диаметрами d и D соответственно.
a
Впускной клапан выполнен в виде стержня 2 с резьбой на одном конце и головкой в виде диска 3 на другом конце. Стержень 2 размещен с возможностью осевого перемещения в центральном сквозном отверстии  малого диаметра так, что диск 3 перекрывает со стороны торца корпуса 1 отверстия малого диаметра, расположенные на концентрической окружности меньшего диаметра d. На стержне 2 между диском 3 и корпусом 1 установлена эластичная прокладка меньшего диаметра 4, выполненная в виде кольца из эластичного материала (упругого и гибкого) материала. На стержне 2 установлена также тарированная пружина меньшего диаметра 5, взаимодействующая своими торцами с дном несквозного отверстия большого диаметра и гайкой 6, навернутой на резьбовой конец стержня 2. На резьбовом конце стержня 2 может быть выполнена прорезь или лыски (на фиг. 1 не показано).
Выпускной клапан состоит из прокладки большего диаметра 7, выполненной в виде кольца из эластичного материала (упругого и гибкого). Она установлена на дно отверстия большого диаметра корпуса 1, перекрывая отверстия малого диаметра, расположенные на концентрической окружности большего диаметра D. На эластичной прокладке большего диаметра 7 установлена шайба 8, которая прижата к эластичной прокладке торцом тарированной пружины большего диаметра 9. Со вторым торцом тарированной пружины 9 взаимодействует торец регулировочной гайки 10, ввернутой в резьбу на входе отверстия большого диаметра корпуса 1.
Для облегчения первичной регулировки клапанов на одинаковое давление наружной и внутренней среды корпуса прибора, в котором установлен предохранительный клапан двустороннего действия, а также для повышения точности настройки предохранительного клапана двустороннего действия суммарная площадь отверстий малого диаметра c, расположенных на концентрической окружности большего диаметра D может соответствовать (быть выполненной равной) суммарной площади отверстий малого диаметра b, расположенных на концентрической окружности меньшего диаметра d, а тарированные пружины 5 и 9 при этом могут быть выполнены и отрегулированы на одинаковое усилие.
Для облегчения первичной регулировки клапанов на заданный перепад давлений, а также для повышения точности настройки клапана отношение суммарной площади отверстий малого диаметра c, расположенных на концентрической окружности большего диаметра D к суммарной площади отверстий малого диаметра b, расположенных на концентрической окружности меньшего диаметра d может соответствовать (быть выполненным равным) отношению давлений наружной среды и внутренней среды корпуса прибора, а отношение усилий тарированной пружины большего диаметра 9 к усилию тарированной пружины меньшего диаметра 5 также может соответствовать (быть выполненным равным) отношению давлений наружной среды и внутренней среды корпуса прибора, в котором установлен предохранительный клапан двустороннего действия.
В резьбовое отверстие корпуса 1 ввернут колпачок 11, в котором выполнено сквозное отверстие для сброса избыточного давления воздуха. На резьбовой конец корпуса 1 надета с натягом своим большим отверстием шлейка-прокладка 12 (фиг. 3). Своим малым отверстием шлейка-прокладка 12 надета с натягом на выступ колпачка 11. Под гайки 6 и 10 могут быть установлены шайбы.
Резьбовые соединения предохранительного клапана двустороннего действия (гайка 10-резьбовое отверстие корпуса 1, колпачок 11-резьбовое отверстие корпуса 1, гайка 6-стержень 2, резьбовой конец корпуса 1-резьбовое отверстие фланца 13) следует выполнять с натягом во избежание самопроизвольного развинчивания в процессе эксплуатации.
После сборки совмещенный клапан вворачивают в резьбовое отверстие фланца 13, который вмонтирован в стенку корпуса 14 электронно-механического прибора, и выворачивают колпачок 11. При этом шлейка-прокладка 12 выполняет две функции: во-первых, она служит прокладкой между корпусом 1 и фланцем 13; во-вторых, она удерживает колпачок 11 от падения и возможной потери или его засорения.
С помощью гаек 6 и 10 производят регулировку усилий тарированных пружин 5 и 9 на одинаковое усилие или на заданный перепад усилий. При регулировке усилия пружины 5 стержень 2 удерживают от поворота с помощью отвертки, острие которой помещают в прорезь на резьбовом конце стержня 2. (Если на резьбовом конце стержня 2 выполнены лыски, то стержень 2 удерживают от поворота с помощью плоскогубцев или пассатижей). Гайку 6 поворачивают с помощью ключа.
Предохранительный клапан двустороннего действия работает следующим образом. При избыточном давлении воздуха (сверх заданного) в наружной среде воздух поступает по стрелкам k в отверстия b, отжимает прокладку 4 вместе с диском 3 от торца корпуса 1 и проходит внутрь корпуса 14 прибора. Тарированная пружина 5 при этом сжимается. При достижении заданного давления воздуха в наружной среде пружина 5 через гайку 6 вытягивает стержень 2 вверх до тех пор, пока диск 2 не прижмет прокладку 4 к торцу корпуса 1. Отверстия b при этом перекрываются, выход воздуха из корпуса прибора 14 становится невозможным.
При избыточном давлении воздуха (сверх заданного) во внутренней среде корпуса 14 прибора воздух по стрелкам n через отверстия c отожмет прокладку 7 и шайбу 8 от дна резьбового отверстия корпуса 1 и выйдет из корпуса прибора 14. Тарированная на определенное давление пружина 9 при этом сжимается до тех пор, пока давление внутри корпуса прибора не снизится до заданного. Затем пружина 9 вновь прижмет прокладку 7 через 8 к дну резьбового отверстия и перекроет отверстия c.
Таким образом:
1. Так как суммарная площадь отверстий малого диаметра c, расположенных на концентрической окружности большего диаметра D соответствует (выполнена равной) суммарной площади отверстий малого диаметра b, расположенных на концентрической окружности меньшего диаметра d, а тарированные пружины 5 и 9 выполнены и отрегулированы на одинаковое усилие, облегчается первичная регулировка клапанов на одинаковое давление наружной и внутренней среды корпуса прибора, в котором установлен предохранительный клапан двустороннего действия, а также повышается точность настройки клапана
2. Так как отношение суммарной площади отверстий малого диаметра c, расположенных на концентрической окружности большего диаметра D к суммарной площади отверстий малого диаметра b, расположенных на концентрической окружности меньшего диаметра d, может соответствовать (быть выполненным равным) отношению давлений наружной среды и внутренней среды корпуса прибора, а отношение усилий тарированной пружины большего диаметра 9 к усилию тарированной пружины меньшего диаметра 5 также соответствовать (быть выполненным равным) отношению давлений наружной среды и внутренней среды корпуса прибора, облегчается первичная регулировка клапанов на заданный перепад давлений, а также повышается точность настройки клапана
3. Так как при ввертывании корпуса 1 в стенку корпуса прибора регулировочные элементы - гайки 6 и 10 оказываются снаружи корпуса прибора, в котором установлен предохранительный клапан двустороннего действия, становится возможной регулировка сжатия (усилия) пружин 5 и 9 в процессе эксплуатации.
4. Так как все элементы клапана размещены внутри корпуса клапана 1, несквозное отверстие которого закрыто колпачком 11, они надежно защищены от загрязнения и случайных повреждений при случайных падениях и т.п.
Таким образом, достигнуты следующие технические результаты:
1. Облегчается первичная регулировка клапанов на одинаковое давление наружной и внутренней среды корпуса прибора, в котором установлен предохранительный клапан двустороннего действия (или на заданный перепад давлений).
2. Повышается точность настройки предохранительного клапана двустороннего действия
3. Возможна регулировка клапанов в процессе эксплуатации.
4. Увеличивается надежность предохранительного клапана двустороннего действия.