Предохранительный клапан

 

Использование: для защиты объектов при превышении давления. Сущность изобретения: один торец сильфона заглушен и жестко связан с штоком запорного органа, другой закреплен на корпусе с входным и выходным патрубками. Внутри сильфона размещен закрепленный торцем на корпусе стакан, в днище которого установлены обратный клапан и дроссель. 1 ил.

Изобретение относится к арматуростроению и может быть использовано в любой области науки и техники, где необходимо использовать предохранительные устройства многократного действия, предназначенные для защиты объектов от превышения давления, и в особенности при быстропротекающих процессах, подобных взрыву, когда подъем давления в объекте может продолжаться даже после срабатывания предохранительного устройства.

Известны предохранительные клапаны, имеющие запорный орган и жестко связанный с ним через шток чувствительный элемент в виде основного и дополнительного сильфонов (авт.св. СССР N 1472735, кл. F 16 K 17/08).

Однако эти клапаны имеют недостатки. Неуравновешенная площадь запорного органа заставляет клапан по мере приближения к седлу двигаться более интенсивно при закрытии за счет дросселирования потока сбрасываемого из сосуда газа. Это приводит к необратимым деформациям материала уплотнения затвора от удара о седло клапана даже при малых скоростях падения давления в защищаемом объекте.

Наиболее близким к изобретению по техническому решению является предохранительный клапан (авт.св. СССР N 1611001, кл. F 16 K 17/08, 1988).

Эффективная площадь чувствительного элемента в этом клапане является функцией скорости изменения давления в защищаемом объекте, причем, чем больше скорость изменения давления в объекте, тем большую площадь имеет чувствительный элемент. При малых скоростях падения давления в защищаемом объекте давление закрытия клапана будет практически равно задающему давлению в основном сильфоне, а при больших скоростях давление закрытия возрастает из-за увеличения эффективной площади чувствительного элемента и остаточного давления в полости дополнительного сильфона. Это является недостатком, так как в защищаемом объекте желательно оставить среду с давлением, близким к рабочему или несколько ниже, чтобы можно без проведения специальных мер включить сосуд в технологическую систему.

Задача изобретения повышение надежности клапана путем затормаживания движущихся частей клапана при закрытии.

Для этого в предохранительном клапане, содержащем корпус с входным и выходным патрубками, запорный орган со штоком и сильфон, один конец которого заглушен и жестко связан со штоком запорного органа, а другой закреплен на корпусе, внутри основного сильфона размещен закрепленный торцем на корпусе стакан, в днище которого установлены обратный клапан и дроссель.

Размещение внутри основного сильфона стакана, обратного клапана и дросселя позволяет предохранительному клапану иметь близкое к рабочему давлению сосуда давление закрытия, низкую интенсивность удара запорного органа о седло, полное отсутствие осцилляций чувствительного элемента и запорного органа, что значительно увеличивает срок службы затвора и сильфонов чувствительного элемента, а вместе с тем и надежность работы клапана.

На чертеже показан предлагаемый клапан.

В корпусе 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками и патрубком 4 задающего давления имеется седло к, к которому прижимается запорный орган 6. Усилие к запорному органу 6 передается через шток 7, жестко связанный с чувствительным элементом в виде сильфона 8. Внутри сильфона 8 размещен закрепленный торцем на корпусе 1 стакан 9, в днище которого установлены обратный клапан 10 и дроссель 13.

Клапан работает следующим образом.

Усилие от задающего давления, беспрепятственно передаваемого через дроссель 13 из полости 12 в полость 11, прижимает запорный орган 6 к седлу 5, создавая герметичность в затворе. Если давление в защищаемом объекте начинает расти, то усилие, прижимающее запорный орган 6 к седлу 5, уменьшается до нуля, после чего запорный орган 6 и связанный с ним через шток 7 чувствительный элемент начинают двигаться вверх. Объем полости 11 при этом уменьшается и обратный клапан 10, который представляет собой тонкую гибкую, например, полиимидную пленку, сбрасывает избыток давления в полость 12, не препятствуя открытию предохранительного клапана. После того, как предохранительный клапан сбросил давление из объекта, запорный орган 6 и чувствительный элемент начинают движение в сторону закрытия, обратный клапан 10 закрывается силами собственной упругости и перепада давления между полостью 12 и полостью 11, образующегося за счет увеличения ее объема. Давление в полости 11 становится меньше, чем в полости 12, за счет малого сечения дросселя 13, ограничивающего расход газа в полость 11. Таким образом давление закрытия теперь станет определяться не задающим давлением в полости 12, а давлением в полости 11, которое всегда при закрытии будет меньше задающего давления в полости 12 в зависимости от полного хода предохранительного клапана, скорости движения запорного органа и сечения дросселя 13, причем чем больше скорость движения клапана и меньше сечение дросселя 13, тем меньше давление закрытия.

Если, например, запорный орган 6 по мере приближения к седлу получил дополнительное усилие, направленное в сторону закрытия, то дроссель 13, определяющий расход, а следовательно, и давление в полости 11, не дает возможности чувствительному элементу и запорному органу 6 более интенсивно двигаться, тем самым уменьшая удар о седло 5 и возможность возникновения осцилляций.

Формула изобретения

ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫЙ КЛАПАН, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, запорный орган с штоком и сильфон, один торец которого заглушен и жестко связан с штоком запорного органа, а другой закреплен на корпусе, отличающийся тем, что внутри сильфона размещен закрепленный торцом на корпусе стакан, в днище которого установлены обратный клапан и дроссель.

РИСУНКИ

Рисунок 1