Аварийный термоклапан одноразового действия

Изобретение относится к области конструирования термоклапанов, которые предназначены для аварийной подачи охлаждающей воды в помещение. Аварийный термоклапан одноразового действия содержит цилиндрообразный корпус. На торцах корпуса выполнены входное и выходное отверстия. В цилиндрообразном корпусе расположены аксиально установленные первый и второй подпружиненные штоки. На конце второго штока закреплена заслонка с прижимной прокладкой для герметичного перекрытия входного отверстия. Фиксатор соединяет между собой прилежащие концы первого и второго штоков. Плавкий предохранитель расположен в перфорированной гильзе, которая смонтирована на стенке выходного отверстия цилиндрообразного корпуса. На свободном конце первого штока установлен поршень с возможностью захода внутрь перфорированной гильзы. Фиксатор состоит из конуса, установленного на конце первого штока, с расположенным на указанном конусе разрезным пружинным кольцом в разведенном положении, упорной втулки для кольца и обечайки. Обечайка укреплена на втором штоке. Кольцо установлено таким образом, что при движении первого штока оно соскальзывает с конуса внутрь обечайки для обеспечения перемещения штоков в одном направлении. Технический результат: повышение безопасности эксплуатации оборудования атомных электростанций, за счет повышения надежной работы предлагаемого термоклапана. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к области конструирования термоклапанов, которые предназначены для аварийной подачи охлаждающей воды в помещение, где необходимо произвести охлаждение оборудования, а именно к термоклапанам пассивного действия с разрушающимся тепловым элементом, и может быть использовано в ядерных энергетических установках при отсутствии основного и аварийного электропитания и при условиях, недопустимых для обслуживания оборудования персоналом.

Известен термоклапан, содержащий стопор и плавкую вставку, которая в случае необходимости срабатывает по заданному температурному диапазону. См. Патент РФ №2149303, приоритет 23.11.1991, МПК: F16K 17/40.

Данный клапан должен надежно срабатывать в аварийных режимах при повышении температуры сверх допустимого значения, однако, из-за того, что в качестве запорного элемента использован шарик, расход среды через клапан ограничен и не является устойчивым.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому объекту является термоклапан, содержащий аксиально установленные два подпружиненных штока, плавкий предохранитель, прижимную прокладку и фиксатор, соединяющий между собой прилежащие концы первого и второго штоков. См Патент GB №2342709, публикация 19.04.2000, МПК F16K 17/40.

Недостатком данного технического решения является то, что этот клапан не совсем надежно работает, поскольку плавкий предохранитель удален от контролируемой зоны и расположен в средней части корпуса клапана.

Задачей изобретения является повышение надежности работы термоклапана за счет того, что плавкий предохранитель расположен непосредственно у контролируемой зоны.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в известном термоклапане, содержащем аксиально установленные два подпружиненных штока, плавкий предохранитель, прижимную прокладку и фиксатор, соединяющий между собой прилежащие концы первого и второго штоков, новым является то, что фиксатор состоит из установленного на конце первого штока конуса с расположенным на нем в разведенном положении разрезным пружинным кольцом, упорной втулки для кольца и обечайки, которая укреплена на втором штоке, при этом кольцо установлено таким образом, что при движении первого штока оно соскальзывает с конуса внутрь обечайки, открывая зону свободного хода для перемещения второго штока в том же направлении.

Расположение на конце первого штока конуса с кольцом и обечайки на втором штоке обеспечивает задержку открытия клапана при небольших деформациях предохранителя, а открытие клапана происходит только при расплавлении предохранителя, то есть при заданной величине его деформации.

Ниже приводится описание одного из многочисленных вариантов выполнения термоклапана, каждый из вариантов подчинен единому изобретательскому замыслу, отображенному в нижеприведенной формуле изобретения.

Изобретение поясняется чертежами, где на

фиг.1 показан термоклапан в закрытом положении;

фиг.2 - термоклапан в открытом положении;

фиг.3 - сечение по фиксатору при закрытом положении термоклапана;

фиг.4 - сечение по фиксатору при открытом положении термоклапана.

Аварийный термоклапан одноразового действия, преимущественно для автоматической подачи охлаждающей воды, состоит из закрепленного в трубе 1 цилиндрообразного корпуса 2, на торцах которого выполнены входное 3 и выходное 4 отверстия. Труба 1 консольно закреплена на стенке 5 емкости 6 для воды и сообщена с ней. На внутренней стенке цилиндрообразного корпуса 2 радиально выполнены продольные ребра 7, образующие каналы для прохода охлаждающей воды. На ребрах 7 закреплен силовой стакан 8, внутри которого аксиально установлены два подпружиненных пружинами 9 и 10 штока 11 и 12, при этом шток 11, кроме этого, размещен еще и в пусковом цилиндре 13. Прилежащие концы первого 11 и второго 12 штоков соединены между собой при помощи фиксатора, который состоит из установленного на конце первого штока 11 конуса 14. На основании 15 конуса 14 выполнена кольцевая проточка 16, а с противоположной стороны на конусе 14 расположен хвостовик 17. На основании 15 конуса 14 расположены упорная втулка 18, которая прикреплена к торцу пускового цилиндра 13, и в кольцевой проточке 16 в разведенном положении - разрезное пружинное кольцо 19, а на прилежащем конце второго штока 12 закреплена обечайка 20. При этом разрезное пружинное кольцо 19 установлено таким образом, что при движении первого штока 11 оно должно упереться во втулку 18, соскользнуть с кольцевой проточки 16 основания 15 конуса 14 внутрь обечайки 20 на хвостовик 17 и сжаться, уменьшив свой диаметр для обеспечения перемещения штоков 11 и 12 в одном направлении. Конус 14 смонтирован на первом штоке 11 посредством резьбового соединения 21 для обеспечения регулирования срабатывания фиксатора.

На свободном конце первого штока 11 у выходного отверстия 4 цилиндрообразного корпуса 2 установлен поршень 22, а на стенке 23 выходного отверстия 4 цилиндрообразного корпуса 2 на торце 24 пускового цилиндра 13 установлена перфорированная гильза 25 с плавким предохранителем 26 (термомеханический элемент), к которому поджат пружиной 9 поршень 22 с возможностью захода внутрь гильзы 25. Гильза 25 поджата к решетке 27, которая резьбовым соединением прикреплена с цилиндрообразным корпусом 2.

На свободном конце второго штока 12 у входного отверстия 3 цилиндрообразного корпуса 2 у места сообщения трубы 1 с емкостью 6 установлена заслонка 28 тарельчатого типа с прижимной прокладкой 29 для герметичного перекрытия входного отверстия 3 и пробковый винт 30, который закрывает полость 31 второго штока 12 с расположенным в ней хвостовиком 17. Поворачивая хвостовик 17 в ту или иную сторону, можно изменять длину конуса 14. На стенке входного отверстия 3 цилиндрообразного корпуса 2 выполнено седло 32 с прокладкой 33 для посадки заслонки 28, перекрывающей входное отверстие 3 в емкости 5 для воды.

Термоклапан работает в двух режимах, в режиме ожидания и в режиме подачи охлаждающей воды.

Основное время эксплуатации термоклапана находится в ждущем режиме и рассчитано на длительное время. Как правило, термоклапан устанавливают в труднодоступных местах, например в местах, где возможно появление расплава ядерного топлива в случае маловероятной запроектной аварии, связанной с расплавом кориума. Выходное отверстие 4 с плавким предохранителем 26 термоклапана монтируют в непосредственной близости возможного появления кориума. Термоклапан не обслуживается персоналом после начала и во время работы энергоблока. В режиме ожидания при нормальной работе ядерного реактора все элементы термоклапана находятся в исходном состоянии. Заслонкой 28 тарельчатого типа перекрыто входное отверстие 3 емкости 5 посредством сжатой пружины 10, а поршень 22 поджат пружиной 9 к плавкому предохранителю 26. Фиксатор находится во взведенном положении, а именно разрезное пружинное кольцо разведено, охватывает основание 15 конуса 14 и поджато к втулке 18 торцом обечайки 20 пружиной 10.

Командой на срабатывание аварийного термоклапана (режим подачи охлаждаемой воды) является повышение температуры в районе выходного отверстия 4 цилиндрообразного корпуса 2. Температура должна быть достаточна для разложения плавкого предохранителя 26, на который опирается подпружиненный поршень 22. Плавкий предохранитель 26 расплавляется приблизительно при температуре 600°C и вытекает из отверстий перфорированной гильзы 25, поршень 22 вдавливается пружиной 9 в гильзу 25 и тянет за собой шток 11, который скользит по втулке 18. Разрезное разведенное пружинное кольцо 19 фиксатора сталкивается торцом втулки 18 на конусный концевик 17 и сжимается, попадая внутрь обечайки 20, освобождая ход обечайки 20 со штоком 12, который в свою очередь вызывает ударное расширение пружины 10 и смещает обечайку 20, которая садится на пусковой цилиндр 13. Одновременно шток 12 тянет за собой заслонку 28 с прокладкой 29 и открывает входное отверстие 3 для подачи охлаждающей воды к оборудованию. Вода поступает из емкости 6 и движется по входному отверстию 3 между посадочным местом седла 32 заслонки 28 дальше в межреберные каналы, ограниченные ребрами 7, к выходному отверстию 4 на охлаждаемое оборудование.

Учитывая, что заслонка 28 долгое время находилась в ждущем режиме и прокладки 29 и 33 могли между собой прикипеть, для надежного отрыва заслонки 28 от посадочного места седла 32 применяется двухходовой ударный принцип действия, а именно два независимых пружинных штока 11 и 12 совершают два разных хода. После медленного плавного хода первого штока 11, связанного с плавлением плавкого предохранителя 26, происходит быстрое (ударное) открывание заслонкой 28 выходного отверстия 3, обеспечиваемое ходом второго штока 12 при быстром расширении сжатой пружины 10 и резким отрывом тарельчатой заслонки 28 от посадочного места входного отверстия 3 сразу на полное сечение для максимального прохода воды. Пружина 10 стопорит шток 12 в таком положении.

Технико-экономический эффект состоит в том, что повышается безопасность эксплуатации оборудования атомных электростанций, находящегося в термически опасной зоне, за счет повышения надежной работы предлагаемого термоклапана.

1. Аварийный термоклапан одноразового действия, преимущественно для подачи охлаждающей воды, содержащий цилиндрообразный корпус, в котором на торцах выполнены входное и выходное отверстия, расположенные в цилиндрообразном корпусе, аксиально установленные первый и второй подпружиненные штоки, на конце второго из которых закреплена заслонка с прижимной прокладкой для герметичного перекрытия входного отверстия, плавкий предохранитель и фиксатор, соединяющий между собой прилежащие концы первого и второго штоков, отличающийся тем, что плавкий предохранитель расположен в перфорированной гильзе, которая смонтирована на стенке выходного отверстия цилиндрообразного корпуса, на свободном конце первого штока установлен поршень с возможностью захода внутрь перфорированной гильзы, а фиксатор состоит из установленного на конце первого штока конуса с расположенным на нем в разведенном положении разрезным пружинным кольцом, упорной втулки для кольца и обечайки, которая укреплена на втором штоке, при этом кольцо установлено таким образом, что при движении первого штока оно соскальзывает с конуса внутрь обечайки для обеспечения перемещения штоков в одном направлении.

2. Аварийный термоклапан по п.1, отличающийся тем, что конус смонтирован на первом штоке посредством резьбового соединения для обеспечения регулирования срабатывания фиксатора.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для взврывозащиты технологического оборудования. .

Изобретение относится к гидросистемам, в частности к клапанам предохранительным, и предназначено для предохранения от гидроудара гидравлических сетей отопительных систем, систем водоснабжения и канализационных сбросов.

Изобретение относится к автоматике, в частности к устройствам для одноразового герметичного перекрытия газовых и жидкостных магистралей высокого давления. .

Изобретение относится к области проектирования ударных аэродинамических труб и, в частности, их входных устройств. .

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для защиты технологического оборудования. .

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для защиты технологического оборудования. .

Изобретение относится к арматуростроению и предназначено для автоматического перекрытия проходного сечения трубопроводов, в частности газопроводов в аварийных ситуациях, например при пожаре систем.

Изобретение относится к бытовым и промышленным газовым агрегатам и предназначено для защиты систем газоснабжения при аварийных ситуациях, например для отсекания газа при возникновении пожара.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для взврывозащиты технологического оборудования

Группа изобретений относится к арматуростроению и предназначена для защиты устройств от избыточного давления. Клапан для регулирования потока текучей среды под давлением вдоль пути, ведущего из ограниченного пространства, включает в себя корпус клапана с проточным каналом сквозь него, прогибающийся в обратном направлении разрывной диск в корпусе клапана в обычно блокирующем расположении по отношению к потоку текучей среды через канал и выборочно приводимое в действие устройство, находящееся на корпусе клапана вблизи выпуклой поверхности диска. Диск имеет изгибающуюся центральную секцию, представляющую собой в основном выпуклую поверхность и вогнутую сторону. Выпуклая поверхность обращена к текучей среде под давлением. Приводимое в действие устройство выполнено с возможностью разрыва без прокалывания диска так, чтобы инициировать реверсирование и разрыв диска и обеспечить поток текучей среды под давлением через канал. Имеется конструктивный вариант выполнения такого клапана, а также способ регулирования потока текучей среды, включающий такой клапан. Группа изобретений направлена на обеспечение регулирования потока текучей среды под давлением из ограниченного пространства с возможностью снижения состояния избыточного давления, а также на обеспечение потока текучей среды через клапан в ответ на команду снижения давления. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 19 ил.

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для взврывозащиты технологического оборудования. Взрывозащитный клапан содержит корпус клапана, затвор, теплоизолирующий и разрывной элементы, футерованный грузовой затвор. Грузовой затвор подвижно соединен с корпусом клапана посредством не менее трех упругих гибких связей, например, в виде упругих ремней. Один конец ремней шарнирно соединен с корпусом клапана, а другой - шарнирно соединен с грузовым затвором. В нижней цилиндрической части размещен футерованный грузовой затвор, перекрывающий отверстие в корпусе защищаемого объекта. В верхней цилиндрической части корпуса клапана размещен теплоизоляционный элемент и герметизирующая мембрана, прижимаемая к корпусу клапана посредством крышки. Крышка шарнирно соединена с рычагом, взаимодействующим с отбойником. Узел крепления разрывного элемента крепится своей верхней частью на рычаге, а нижней - к верхней цилиндрической части корпуса клапана. Разрывной элемент состоит из проволоки, стопорного болта, вилки, рычага крышки клапана, гайки, двух барабанов, расположенных соответственно в вилке рычага крышки клапана, и в вилке верхней цилиндрической части корпуса клапана. Теплоизоляционный элемент выполнен в виде минеральной ваты, асбестовой крошки или другого термостойкого пористого материала, уложенного в корзину из металлических прутьев или полос в виде, по крайней мере, трех термостойких оболочек, наполненных термостойким пористым материалом и связанных с корзиной упругими связями, длина которых превышает высоту всего взрывозащитного клапана. Упругие гибкие связи в виде упругих ремней выполнены слоистыми с чередованием упругих и демпфирующих слоев. В качестве демпфирующих слоев применена вибродемпфирующая мастика, например, типа ВД-17, а в качестве упругих слоев - эластомер, например, полиуретан. Изобретение направлено на повышение эффективности защиты технологического оборудования от взрывов путем увеличения быстродействия и надежности срабатывания. 2 ил.

Группа изобретений относится к области измерения давления, а именно к фиксации фактов превышения допустимого давления и регистрации величины максимального давления. Способ фиксации факта превышения допустимого давления гидравлической среды и регистрации его максимальной величины основан на использовании зависимости между силой сжатия и упругой деформацией пружины. Фиксация факта превышения давления осуществляется посредством повреждения контрольной мембраны штоком, приводимым в движение поршнем под воздействием силы давления гидравлической среды. Положение штока после фиксации факта свидетельствует о максимальном давлении, воздействию которого подверглись элементы гидравлической системы. Имеется устройство, реализующее приведенный выше способ фиксации факта превышения допустимого давления гидравлической среды. Техническим результатом группы изобретений является разработка способа и устройства, позволяющих зафиксировать факт превышения допустимого давления и его максимальное значение без участия оператора. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к затвору с функцией тепловой защиты для гидродинамической или гидравлической машины. Затвор вставляется в корпус гидродинамической или гидравлической машины с рабочей средой. Затвор содержит тело затвора для монтажа на корпусе, например, путем ввинчивания или вставки. Тело затвора имеет пропускное отверстие, в которое вставлен сердечник затвора. Сердечник затвора непосредственно соединен с телом затвора с помощью плавкого элемента, плавящегося при заданной температуре. Также сердечник может быть соединен с промежуточным элементом, герметично установленным в теле затвора таким образом, что пропускное отверстие герметизировано от протекания рабочей среды. Сердечник имеет глухое отверстие, открытое к рабочему пространству, так что рабочая среда может втекать в сердечник затвора. Технический результат - упрощение конструкции и уменьшение времени срабатывания затвора. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано в военной технике. Предохранительный клапан однократного действия содержит корпус с установленным в нем отрывным элементом. Отрывной элемент выполнен в виде штока с шейкой в средней части на нем и риской. Риска является концентратором напряжения на шейке. Диаметр указанной шейки рассчитан по фактическому временному сопротивлению материала штока. Шток содержит на своих концах наружную резьбу. Одним резьбовым концом шток ввинчен в диск с расходными отверстиями, закрепленный в корпусе ввертным штуцером входа. Другим резьбовым концом шток ввинчен в резьбовое отверстие уплотненного в корпусе поршня. В стенке корпуса выполнены радиальные отверстия, герметично отделенные от ввертного штуцера входа уплотнением поршня. Изобретение направлено на создание предохранительного клапана однократного действия со стабильным давлением срабатывания. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Группа изобретений относится к предохранительной технике и предназначена в качества средства для сброса избыточного давления для использования в санитарных областях применения. Устройство сброса давления (12) содержит разрывную мембрану (30) и опорный элемент (32). Разрывная мембрана (30) включает в себя разрывной участок и фланцевую секцию. Опорный элемент (32) разрывной мембраны (30) включает в себя кольцевую внутреннюю втулку, внешний периферийный участок, радиально отстоящий от внутренней втулки, и один или более соединительных сегментов, продолжающихся между внутренней втулкой и внешним периферийным участком. Соединительные сегменты ограничивают одну или более рельефных областей, расположенных между внутренней втулкой и внешним периферийным участком опорного элемента (32). Имеются конструктивные варианты выполнения опорного элемента и разрывной мембраны. Группа изобретений направлена на повышение надежности работы устройства сброса давления. 3 н. и 19 з.п. ф-лы, 11 ил.

Устройство аварийного перекрытия трубопровода содержит корпус 1, клапан 2, седло 3 клапана и механизм возврата клапана. Корпус оснащен подающим 4 и расходным 5 патрубками для подключения к подающему и расходному участкам трубопровода. Седло 3 клапана установлено поперек проточной части корпуса, а клапан связан штоком 6 с механизмом возврата. Клапан расположен со стороны подающего патрубка 4 и закреплен на штоке 6. Шток установлен подвижно в направляющих корпуса. Механизм возврата включает уплотнение 7, регулируемую опору 8, предохранитель 9 и опорный стакан 10. Уплотнение закреплено в корпусе. Регулируемая опора подвижно установлена в опорном стакане 9 на предохранителе 10 из твердого растворимого вещества. Предохранитель установлен на дне опорного стакана, в котором выполнены отверстия под разлившуюся жидкость. Опорный стакан установлен на полу контролируемого помещения. Корпус 1 выполнен в виде цилиндра, закрытого крышками 11, 12, с уплотнительными кольцами 13, которые стянуты шпильками 14 и гайками 15. Технический результат заключается в повышении надежности устройства. 4 з.п.ф., 4 ил.

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для взрывозащиты технологического оборудования. Взрывозащитный клапан с системой демпфирования грузового затвора содержит корпус клапана, теплоизолирующий и разрывной элементы, футерованный грузовой затвор. Подвижное соединение футерованного грузового затвора с основанием корпуса клапана выполнено в виде трех вертикально установленных стержней в отверстиях периферийной части футерованного грузового затвора. Нижней частью стержни закреплены в основании корпуса клапана. В верхней части они имеют демпфирующее устройство. Каждое из трех демпфирующих устройств закреплено на горизонтальной перемычке, жестко соединенной со стержнем и выполненной в виде круглого диска. На этом диске закреплено посредством винтов основание демпфирующего устройства. Последнее выполнено из жесткого вибродемпфирующего материала типа «Агат». Основание соединено со втулкой из эластомера и имеет центральное отверстие, через которое проходит стержень. Втулка имеет, по крайней мере, три отверстия, соосных со стержнем, в которых расположены упругие элементы, например цилиндрические винтовые пружины. Верхний торец этих пружин посредством крепежных элементов соединен с основанием демпфирующего устройства, а нижний - находится в свободном состоянии и выступает за нижнюю плоскость втулки на расстояние, определяемое усилием, развиваемым ударной взрывной волной. Изобретение направлено на повышение эффективности защиты технологического оборудования от взрывов путем увеличения демпфирования футерованного грузового затвора. 3 ил.

Группа изобретений относится к арматуростроению и предназначена в качестве разрывного диска для использования в предохранительных устройствах для защиты систем высокого давления. Разрывной диск для распределительного устройства с газовой изоляцией содержит тонкую куполообразную пластину, включающую в себя первую фланцевую часть и первую куполообразную часть в форме купола в центре первой фланцевой части, и направляющую разрыва пластину, включающую в себя вторую фланцевую часть, наслоенную на первую фланцевую часть, и вторую куполообразную часть, имеющую множество щелей, сформированных так, чтобы определять форму разрыва, так чтобы часть первой куполообразной части разрывалась в заданной форме, когда внутреннее давление возрастает. Щели имеют дугообразную форму. Одна единичная щель соединена с другой единичной щелью, смежной с ней, посредством разрывной перемычки. Концевые части щелей, расположенных на обоих краях среди множества щелей, обеспечены отверстиями ограничения разрыва соответственно, чтобы сконфигурировать шарнирную часть второй куполообразной части. Имеются конструктивный вариант выполнения разрывного диска и распределительное устройство с газовой изоляцией, включающее в себя разрывной диск. Группа изобретений направлена на повышение надежности и точности срабатывания разрывного диска. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 20 ил.
Наверх