Клапан предохранительный защиты от гидроудара

Настоящее техническое решение относится к области машиностроения, а именно к клапанам предохранительным, выравнивающим давление, открывающимся при избыточном давлении с одной стороны, закрывающимся при недостаточном давлении с одной стороны после их срабатывания при возвращении давления к нормальному. Техническое решение предназначено для поддержания определенного диапазона давлений в системах жидких и газообразных сред промышленного назначения.
Из существующего уровня техники известен клапан предохранительный GE DRESSER FLEXFLO 887 (https://www.valvenco.com/content/files/flexflo-brochure-gea30483b.pdf), который состоит из установленного между двух фланцев с центральными отверстиями, стянутых шпильками, корпуса (поз.1), с расположенными по торцам корпуса впускной и выпускной крышками с центральными отверстиями, барабан, имеющий бесступенчатую цилиндрическую внешнюю поверхность, коаксиально установленный в корпусе, охваченный с внешней стороны цилиндрической мембраной, имеющей цилиндрическую форму, окруженной гильзой, имеющей на внутренней поверхности проточку, сообщенную каналами с полостью, образованной гильзой и корпусом, при этом цилиндр барабана выполнен с продольными окнами по обе стороны от перегородки, расположенной во внутренней полости цилиндра барабана и разделяющей ее на входную и выходную полости. Барабан содержит перегородку шаровидной формы, направленную вершиной в сторону входной полости.
Недостатками данного технического решения являются
трудоемкость работ по демонтажу и сервисному обслуживанию ввиду наличия неразборной конструкции барабана и затрудненного доступа к внутренней полости;
необходимость технически сложного специального оборудования для сервисного обслуживания и демонтажа ввиду наличия контакта трения между мембраной и барабаном, гильзой по всей площади внутренней и внешней поверхности мембраны;
проблематичное снятие мембраны для замены и проблематичный монтаж мембраны с вероятностью повреждения при проведении профилактических работ ввиду высокого значения силы трения мембраны о барабан и гильзу при монтаже и демонтаже.
Из существующего уровня техники также известен патент на устройство управления потоком жидкости («Fluid flow control device», US3306569A United States), который состоит из корпуса, представляющего собой полое тело вращения со сквозной ступенчатой внутренней полостью и ступенчатой внешней поверхностью, барабана, имеющего бесступенчатую цилиндрическую внешнюю поверхность, коаксиально установленного в корпусе, охваченного с внешней стороны цилиндрической мембраной, имеющей цилиндрическую форму, окруженную корпусом, крышки ступенчатой цилиндрической формы со сквозной полостью в виде цилиндрического отверстия с конусным переходом. При этом цилиндр барабана выполнен с продольными окнами по обе стороны от перегородки, расположенной во внутренней полости цилиндра барабана и разделяющей ее на входную и выходную полости, барабан содержит перегородку шаровидной формы, направленную вершиной в сторону входной полости.
Недостатками данного технического решения являются
необходимость технически сложного специального оборудования для сервисного обслуживания и демонтажа ввиду наличия контакта трения между мембраной и барабаном, гильзой по всей площади внутренней и внешней поверхности мембраны, а также ввиду отсутствия доступа к торцу барабана, прилегающего к корпусу;
проблематичное снятие мембраны для замены и проблематичный монтаж мембраны с вероятностью повреждения при проведении профилактических работ ввиду высокого значения силы трения мембраны о барабан и гильзу при монтаже и демонтаже;
Клапан предохранительный GE DRESSER FLEXFLO 887 является наиболее близким к заявленному техническому решению.
Задачами, на решение которых направлено заявляемое изобретение  является
достижение удобства работ по демонтажу и сервисному обслуживанию изделия;
снижение трудоемкости проведения демонтажных и ремонтных работ;
Данная задача решается за счет того, что заявленное изделие содержит установленный между двух фланцев (1) с центральными отверстиями, стянутых шпильками (2), корпус (3), выполненный в виде тела цилиндрической формы, отличающийся ступенчатыми внутренней и внешней поверхностями, с расположенными по торцам корпуса впускной (4) и выпускной (5) крышками с центральными отверстиями, барабан (6), отличающийся ступенчатой внешней поверхностью, коаксиально установленный в корпусе, охваченный с внешней стороны цилиндрической мембраной (7), отличающейся ступенчатыми внутренней и внешней поверхностями, окруженной гильзой (8), имеющей на внутренней поверхности проточку сообщенную каналами с полостью, образованной гильзой и корпусом, причем мембрана выполнена с кольцевыми выступами на внешней и внутренней поверхностях со стороны торцов, входящими в соответствующие проточки барабана и гильзы, при этом внешняя поверхность барабана выполнена с продольными окнами по обе стороны от перегородки (9), расположенной во внутренней полости цилиндра барабана, и разделяющей ее на входную и выходную полости, отличающееся тем, что перегородка выполнена в виде усеченного конуса, направленного вершиной в сторону входного отверстия, и закреплена на кольцевом выступе, выполненном на внутренней поверхности барабана.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является
удобство работ по демонтажу и сервисному обслуживанию изделия ввиду полной разборности изделия и доступности всех поверхностей для осмотра и манипуляций в ходе обслуживания;
снижение трудоемкости проведения демонтажных и ремонтных работ ввиду наличия ступенчатых внутренней и внешней поверхностей мембраны, а также ступенчатой внешней поверхности барабана и ступенчатой внутренней поверхности гильзы, что в свою очередь обеспечивает контакт трения по минимальной площади между мембраной и барабаном, гильзой.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на которых изображен клапан предохранительный защиты от гидроудара в разрезе (фиг.1).
Работает устройство следующим образом
Если давление в трубопроводе, с которым сообщается входная полость предохранительного клапана, превышает определенную отметку, то клапан начинает открываться за счет образования зазора между внутренней поверхностью мембраны (7) и внешней поверхностью барабана (6) и сбрасывать давление в линии, сообщающиеся с выходной полостью предохранительного клапана. Жидкость при этом из входного отверстия направляется в зазор между внутренней поверхностью мембраны (7) и внешней поверхности барабана (6), а затем в линии, сообщающиеся с выходной полостью клапана. Незначительные перепады могут компенсироваться расширением мембраны (7), при этом происходит выравнивание давления в линии, и не происходит отток жидкости в линии, сообщающейся с выходной полостью клапана. Объем сжатого газа в пространстве между гильзой (8) и корпусом (3) обуславливает скорость открытия клапана ввиду относительного изменения объёма сжимаемого газа и, как следствие, изменения давления сжимаемого газа.