Предохранительный клапан

 

Сущность изобретения: в корпусе с угловым расположением входного и выходного патрубков выполнено сквозное осевое отверстие, в к-ром размещены двухступенчатый шток с разными диаметрами цилиндрических направляющих поясков. Направляющие втулки с уплотнительными поясками взаимодействуют со ступенями штока. На корпусе установлены рычаг с пружинами и звенья с шарнирными связями. Втулки установлены по обе стороны от входного патрубка, ось к-рого расположена под углом к оси отверстия корпуса. Упор на рычаге выполнен в виде регулировочного винта . На ступенях штока в гнездах установлены уплотнительные эластичные кольца. Меньшая ступень штока расположена со стороны выходного патрубке м снабженакожухом ,закрывающим уплотнительное эластичное кольцо штока. На направляющей втулке, взаимодействующей с меньшей ступенью штока, выполнена проточка, направленная з сторону кожуха. Цилиндрический поясок штока меньшего диаметра выполнен частично закрытым кожухом . 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 F 16 К 17/04

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ / 3

О3 (;Ь

6д

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4889297/29 (22) 10.12.90 (46) 07.12.92. Бюл. М 45 (71) Производственное объединение "Уралмаш" (72) Л.Н. Горонавич (56) 1. Патент США М 2973776, кл.137-467, 1959.

2. Авторское свидетельство СССР

hb 419678, кл. F 16 К 17/00, 1971. (54) ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫЙ КЛАПАН (57) Сущность изобретения: в корпусе с угловым расположением входного и выходного патрубков выполнено сквозное осевое отверстие, в к-ром размещены двухступенчатый шток с разными диаметрами цилиндрических направляющих поясков.

Направляющие втулки с уплотнительными

Изобретение относится к разгрузочным устройствам, предназначенным для защиты от перегрузки гидравлических и пневматических систем и связанных с ними механизмов, а также может быть использовано в буровых поршневых насосах, Цель изобретения — повышение надежности предохранительного клапана.

На фиг,1 показан предохранительный клапан для жидкостей и газов в положении

"закрыто", разрез;на фиг.2 — клапан в момент открытия,.когда начинается выброс рабочей среды через выходной патрубок; на фиг.3- предохранительный клапан для жидкостей и газов, установленный на буровом насосе.

Предохранительный клапан для жидкостей и газов содержит корпус 1 с угловым,,5U(1779863 А1 поясками взаимодействуют са ступенями штока. На корпусе установлены рычаг с пружинами и звенья с шарнирными связями, Втулки установлены по обе стороны от входного патрубка, ось к-рого расположена под углом к оси отверстия корпуса. Упор на рычаге выполнен в виде регулиравочнога винта. На ступенях штока в гнездах установлены уплотнительные эластичные кольца. Меньшая ступень штока расположена са стороны выходного патрубка и снабжена кожухом, закрывающим уплотнительнае эластичное кольцо штока.

На направляющей втулке, взаимодействующей с меньшей ступенью штока, выполнена проточка, направленная в сторону кожуха, Цилиндрический поясок штока меньшега диаметра выполнен частично закрытым кожухом. 1 з.п.ф-лы, 3 ил. расположением входного 2 и выходного 3 патрубков, клапан 4, выполненный в виде ступенчатого штока с диаметрами цилиндрических рабочих поверхностей 0 и d, направляющие втулки 5 и 6, рычаг 7, звенья 8 и 9, пружины 10, устройство 11 для создания нагрузки на пружины, устройство 12 для возврата клапана 4 в исходное полажение, т.е. в положение "закрыто". Втулка 5 выполняет роль седла.

Рычаг 7 шарнирно закреплен на корпусе 1 при помощи оси 13, звенья 8 и 9 шарнирно соединены с рычагом 7, клапаном 4 и между собой осями соответственно 14,15 и.

16. Винт 17 ограничивает перемещение рычага 7 против часовой стрелки. Винт 18 служит для регулирования величины а отклонения звена 9 от центральной оси. На корпусе 1 установлена шкала 19, вдаль которой перемещается указатель давления 20, закрепленный на траверсе 21 устройства

4 1

На шкале 19 нанесены деления-риски, рядом с риской указано давление вне сред! I Цена д -лений шкалы и ее размеры вы" браны с теоретической характеристикой пру>кин 10 и диапазоном, в котором может изменяться рабочее давление среды.

flo обе стороны ат оси входного патрубка 2 смонтированы направляющие втулки 5 и 6, направляк>щие втулки снабжены уплотнительными поясками диаметрами соответственно d u D.

Эластичное уплотнительное кольцо 22 надежна герметизирует корпус 1 по диаметру В, когда клапан 4 находится в исходном положении, а также при его движении из исходного положения в положение "открыто", обозначенное на фиг.1 штрихпунктирными линиями, Эластичное уплотнительное кольцо 23 образует с направляющей втулкой 5 герметичный затвор по диаметру d, когда клапан 4 находится в исходном положении, а также в начальной (первой) фазе срабатывания предохранительного клапана.

Для защиты эластичного уплотнительнаго кольца 23 ат повреждения в момент, когда начинается выброс рабочей среды через канал диаметром d выходного патрубка, клапан снабжен направляющим цилиндрическим пояском 24 и ко>кухом 25, а на направляющей втулке 5 выполнена проточка

26, обеспечива1ащая сопряжение кожуха и направляющей втулки сдастаточными зазорами в исходном положении клапана (см. фиг.1).

Благодаря наличию направляющего цилиндрического пояска 26 процесс срабатывания предохранительного клапана приобретает дополнительную, переходную (вторую) фазу, когда эластичное уплатнительное кольцо уже вышло из направляющей втулки и продолжает удаляться ат зоны интенсивного воздействия рабочей среды, а кольцевая щель, необходимая для того, чтобы начался ее выброс через выходной патрубок, еще не образовалась.

Иа фиг.2 показано положение клапана

4 в момент, когда образуется кольцевая щель шириной Ь, и начинается интенсивный выброс рабочей среды через выходной патрубок (заключительная, третья фаза срабатывания предохранительного клапана), При этом злас>ичное уплотнительное кольцо 23 находится на расстоянии i =- m + п ат кольцевой щели и надежна закрыта кожухам 25 с переk;ðыTkck4 kk", величину kï.

20

25 устройства 12, жестко связанной с осью 14, повернуть звено 8 против часовой стрелки

Экспериментальным путем установлено, что длина участков m и и направляющего цилиндрического пояска должна находиться в пределах

0,2d» (m+ и)» 0,3d;

0,1d» п1 у 0,15d.

Рабочая среда, например буровой раствор, может содержать твердые частицы, которые, осаждаясь, могут накапливаться в полости А (см. фиг,1), препятствуя заведеwe клапан 4 в исходное положение после срабатывания предохранительного клапана, Для предотвращения этого нежелательного явления предохранительный клапан. необходимо монтировать так, чтобы ось входного патрубка 2 располагалась вертикально (см. фиг.3). В этом случае твердые частицы, содержащиеся в буровом растворе, осаждаясь, будут попадать в проточную воду выходного трубопровода и выноситься потоком.

Для того, чтобы установить предохранигельный клапан в исходное рабочее положение, необходимо при помощи рукоятки до упора, т.е. до такого положения, когда звено 9 коснется установочного конца винта

18, при этом клапан 4 переместится в сторону выходного патрубка, и ступень диаметра б войдет в контакт с уплотнительным поиском направляющей втулки 5. Далее, создавая нагрузку на пружины 10 при помощи устройства 11, подводятуказательдавления к риске на шкале 19, соответствующей предельному значению рабочего давления среды, Предохранительный клапан работает следующим образом.

Рабочая среда при давлении Рр поступает через канал входного патрубка 2 (см. фиг,1) в полость А корпуса i и воздействует на подвижный ступенчатый шток — клапан 4, герметизирующий корпус 1 по цилиндрическим поверхностям с диаметрами 0 и d.

Ввиду неравенства диаметром 0 и d клапан

4 приобретает свойства дифференциального штока. Результирующее усилие, равное произведению давления Рр на активную площадь дифференциального штока, направлена вдоль оси предохранительного клапана в сторону оси 14; в точке контакта звена 9 с установочным концом винта 18 усилие, действующее на клапан 4, раскладывается нз две составляющие: усилие, действующее вдаль центральной оси предохранительного клапана и образующее момент сил М1, который стремится повер1779863

30 нуть рычаг 7 по часовой стрелке относительно оси 13, и усилие, направленное вдоль оси винта 18 и образуiощее момент сил М2 с направлением против часовой стрелки относительно оси 13.

Таким образом, моменту сил М> противодействует сумма моментов: М + Мз- момент от усилия пружин 10.

В сумме моментов (Мр. + Мз) составляющую Mz используют для приведения действительной характеристики рычажно-пружинного устройства конкретного предохранительного клапана к теоретической характеристике пружин, зафиксированной в виде делений на шкале

19. Корректировка характеристики рычажно-пружинного устройства выполняется на заводе изготовителе при помощи винта 18 путем увеличения или уменьшения величины а отклонения звена 9 от центральной оси предохранительного клапана (см, фиг,1).

Причем благодаря тому, что винт 18 кинематически не связан с нагрузочным устройством 11, трудоемкость настройки предохранительного клапана сведена к минимуму, а сама операция настройки не требует участия специалиста высокой квалификации. После регулировки предохранительного клапана винт 18 опломбируется.

Клапан 4 находится в положении "закрыто" до тех пор, пока давление среды не превысит значение, установленное на шкале 19. При повышении давления в гидросистеме выше установленного предельного значения рычажно-пружинное устройство выходит иэ устойчивого положения, изобра.женного на фиг.1; вследствие поворота рычага T по часовой стрелке установочный конец винта 18 подводит звено 9 к центральной оси предохранительного клапана

При.переходе звена 9 через центральную ось происходит срабатывание предохранительного клапана: силовой трехэвенник

"клапан 4 — звено 9 — звено 8" мгновенно освобождается от противодействующего усилия пружин 10, звенья 8 и 9 складываются в положение В>, изображенное на фиг,1 штрихпунктирными линиями, а клапан 4 под действием давления среды с большой скоростью перемещается в положение B. при этом жидкость, запертая между торцами кожуха 25 и направляющей втулки 6, выполняет роль гидравлического амортизатора, поглощающего энергию удара. Вследствие освобождения канала Б рабочая среда выбрасывается через выходной патрубок 3, одновременно происходит отключение главного привода насоса.

Для приведения предохранительного клапана в исходное рабочее положение достаточно рукояткой устройства 12 повернуть ось 14 против часовой стрелки до упора звена 9 в установочный конец винта 18.

Формула изобретения

1,Предохранительный клапан, содержащий корпус с угловым расположением входного и выходного патрубков, в котором выполнено сквозное осевое отверстие и в нем размещены двухступенчатый шток с разными диаметрами цилиндрических направляющих поясков, направляющие втулки с уплотнительными поясками, взаимодействующие со ступенями штока, а на корпусе установлены рычаг с пружинами и звенья с шарнирными связями, упор на рычаге или винт, соответственно ограничивающий отклонения звеньев„а другой регулирующий величину их отклонения от центральной оси сквозного отверстия корпуса,отличающийся тем,что,с целью повышения надежности, направляющие втулки установлены по обе стороны от входного патрубка, ось которого расположена под углом к указанной Оси отверстия корпуса, при этом упор на рычаге выполнен в виде регулировочного винта, а на упомянутых ступенях штока в гнездах установлены уплотнительные эластичные кольца, причем меньшая ступень штока расположена со стороны выходного патрубка и снабжена кожухом, закрывающим уплотнительное эластичное кольцо укаэанного штока, а на направляющей втулке, взаимодействующей с меньшей ступенью штока, выполнена проточка, направленная в сторону кожуха.

2.Клапан по п.1, отличающийся тем, что направляющий цилиндрический поясок штока меньшего диаметра выполнен частично закрытым кожухом.!

779863

1779В63

lv, bvp oou

acorn

Ф

Составитель Л. Горонович

Редактор С. Кулакова Техред М.Моргентал Корректор М, Ткач

Заказ 4425 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101