Предохранительный клапан

(61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 11,11,79 (21) 2836842/18-24 (51)М. Кл. с присоединением заявки Йо С 05 0 16/10 Г 16 К 17/04 Государствеииый комитет. СССР по делам изобретеиий и открытий(23) Приоритет Опубликовано 230781. юллфь 14 Дата опубликования описания 23,0781(54) ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫЙ КЛАПАН Изобретение относится к пневмоавтоматике и может найти применение в пневматических системах в различ" ных отрасляхпромышленности и транспорта для предохранения систем от чрезмерного повышения давления.Известен предохранительный клапан, состоящий из корпуса, в котором размещен подпружиненный чувствительный элемент (запорный орган), при помощи которого разобщены входной и .выходной каналы. Запорные органы (чувствительные элементы) этих клапанов нагружены цилиндрическими витыми пружинами сжатия 11115Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому. является редукционный клапан, в корпусе которого с входным и выходным каналами размещен запорный орган, нагружен ный посредством регулировочного винта и опорной тарели пружиной задания, выполненной в виде пакета попарно связанных большими основаниями тарельчатых пружин, а также опорная тарель, связанная с регулировочным винтом 2 .Недостатками известных клапанов является узкий эксплуатационный диапазон настройки и невысокая точность 30 работы за пределами этого диапазона,что обусловлено постоянством и независимостью от давления настройки абсолютной погрешности работы предохранительных клапановкоторая припрочих равных условиях пройорциональна жесткости рабочей пружины и обратно пропорциональна площади клапана (площади чувствительного элемента), В свою очередь независимостьот настройки абсолютной погрешностиработы клапанов обуславливает увеличение относительной погрешности (отношения абсолютной погрешности к давлению настройки) при уменьшении настройки клапанов, что заметно ограничивает нижнюю границу настроечного давления,. Если для обеспеченияприемлемой относительной порешности(точности) работы клапанов выполнитьих рабочие пружины с малой жесткостью(при этом уменьшается абсолютная погрешность), то автоматически понижается верхняя граница эксплуатационного диапазона настройки,. так какжесткость пружин уменьшается и онане может уравновесить действие начувствительный элемент (запорный орган) высокого рабочего давления,Диапазон настройки при этом не расширяется,Цель изобретения - повышение точности и расширение диапазона настройки предохранительного клапана.Указанная цель достигается тем, что предохранительный клапан, содержащий корпус, в котором установлен запорный орган, связанный с пружиной задания, выполненной в виде пакета, попарно связанных большими основанияв тарельчатых пружин, а также опорная тарель, связанная с регулировочным винтом, содержит установленные 10 между меньшими основаниями выполненных различили по толщине тарельчатых пружин втулки с буртиками, на торцовых поверхностях которых и на опорной тарели выполнены седла и клапаны запорного органа.При таком исполнении клапана жесткость его упругого устройства непостоянна и зависит от сжатия (т.е. от давления настройки) . Жесткость пружинного устройства увеличивается с увеличением сжатия. При этом абсолютная погрешность работы клапана также не постоянна, а повышается при увеличении настроечного давления. Относительная же погрешность остается неизменной или уменьшается, что позволяет использовать для изменения давления настройки клапана весь интервал сжатия рабочей пружины. Эксплуатационный диапазон настройки 30 определяется интервалом сжатия пружинного устройства от минимального (нулевого) до максимального, соответствующего наибольшему сжатию пружины. При этом диапазон настройки 35 клапана значительно расширяется за счет обеспечения независимости (или уменьшения) относительной погрешности работы во всем интервале сжатия рабочей пружины. 40На чертеже представлен предлагаемый предохранительный клапан, продольный разрез.Предохранительный клапан включает корпус 1 с входным 2 и выходными 45 3 каналами. В корпусе размещена пружина задания, выполненная в виде пакета установленных друг на друга пру. жинных элементов 4"7, каждый из которых образован двумя обращенными у(1 друг к другу большими основаниями тарельчатыми пружинами 8 и 9, толщина которых различна для различных пружинных элементов. При этом наименьшая толщина тарельчатых пружин у элемента 4, больше у элемента 5, еще Мольше у элемента б, наибольшая толщина тарелок 8 и 9 у пружинного элемента 7. Запорный орган образован большими основаниями тарельчатых пружин 8 и 9. Пружинные элементы 4 и 7 60 сжаты регулировочным винтом 10 через опорную тарель 11.Междупружинными элементами установлены втулки 12-14 с буртиками с осевыми каналами, образующие попар номежду собой, а крайние втулки и с опорной тарелью 11, и с корпусом (вокруг входного канала 2), дополнительные нормально открытые запорные органы. Место стыков тарельчатых пружин 8 и 9 с корпусом 1, втулками 12-14 и опорной тарелью 11 уплот- нены (загерметизированы), что достигается посадкой их с натягом, пакры. тием контактных мест специальной замазкой (смазкой) и другими способами. Центрирование пружинных элементов 4-7 в корпусе 1 осуществляется направляющими ребрами 15.Работает предохранительный клапан следующим образом.В исходном состоянии пружинные элементы 4-7 сжаты регулировочным винтом 10 через опорную тарель 11. При подсоединении клапана к предохрняемой магистрали рабочая среда через входной клапан 2 заполняет внутренюю полость пружинных элементов 4-7, где ее давление стремится разжать тарелки 8 и 9. При рабочем давлении в защищаемой системе силы давления недостаточно для разжатия самых тонких тарельчатых пружин 8 и 9, стыки между ними закрыты, входной 2 и выходные 3 каналы разобщены.При повышении давления в предохраняемой магистрали до давления срабатывания клапана раскрываются стыки самых тонких тарельчатых пружин 8 и 9 (на чертеже у пружинного элемента 4). Избыточное давление через раскрывшийся стык и выходные каналы 3 сбрасывается в атмосферу (в дренажную магистраль) . Раскрытие стыка между тарелками 8 и 9 пропорционально превышению над рабочим давлением в полости канала 2, При значительном повышении давления в системе раскрывается стык и между тарелками 8 и 9 пружинного элемента 5, обеспечивая более быстрый сброс избыточного давления из системы. При еще большем превышении давления в предохраняемой системе раскрываются стыки между тарельчатыми пружинами 8 и 9 других пружинных элементов, причем величина раскрытия тарелок 8 и 9 для различных пружинных элементов различна (в силу различной толщины тарелок). При малых давлениях настройки пружинные элементы 4-7 сжаты незначительно, предохранительные свойства клапана обеспечиваются в основном пружинным элементом 4. Жесткость тарелок 8 и 9 этого элемента мала (их толщина наименьшая), относительная погрешность работы удовлетворяет предъявляемым требованиям.При повышении давления настройки клапана (вращением винта 10) пружинные элементы 4-7 сжимаются, величина их сжатия (деформация) наибольшая. Опорная тарель 11 приходит вк,нтакт с Втулкои 3.р пржияьыь Йммент 4 выключается из работы, его внутренняя полость разобщается с предохраняемой системой что достигается за счет выполнения в опоре 11 и втулке 12 дополнительного запорного органа.С этого момента работа клапана определяется в основном пружинным элементом 5. Его жесткость выше, чем у элемента 4, абсолютная погрешность 1 О работы также выше, относительная погрешность или не изменилась, или даже уменьшилась.При дальнейшем повышении давле,ния срабатывания клапана аналогично выключается из работы и пружинный 15 элемент 5. В работу вступает элемент 6, имеющий более высокую жесткость, и т.д. Таким образом, обеспечивается пос)-тепенное увеличение жесткости пружинного устройства по мере увеличения настроечного давления, достигается независимость (или уменьшение)относительной погрешности работыпредохранительного клапана от давления срабатывания. При этомстайнвится возможным использование"прИ"эксплуатации всего интервала сжатия упругого элемейта для предохранения систем с более широким диапазоном рабочих давлений, областьиспользования клапана расширяется, .он становится более универсальнымчисло типов используемых предохРа-"нительных клапанов может быть значительно уменьшено,Кроме того, предлагаемый предохранительный клапан имеет лучшиединамические характеристики, так каквеличина его открытия не пропорциональна превышению давления в систе- ,ме: он открывается в большей степени, чем повышется давление. Этодостигается за счет участия в сбро"се избыточного давления пружинныхэлементов с большей толщиной тарелок (наряду с основной работой тарелок с меньшей толщиной),Объединение в пружинном устройстве функций и чувствительного элемента, и запористого органа заметно упрощает конструкцию предлагаемого клапана.Площадв чувствительного элемента составляет внутренняя поверхностьтарелок 8 и 9, которая значительна,а встречное нагружение тарелок нетребует для уравновешивания силыдавления на чувствительный элементувеличивать мощность (жесткость)пружин. Это также обуславливает повышение точности работы предохранительного клапана.формула изобретенияПредохранительный клапан, содержащий корпус, в котором установлензапорный орган, связанный с пружиной задания., выполненной в виде пакета, падарно. связанных большими.основаниями. тарельчатых пружин, атакже ойорная тарель, связанная с1 регулйрбвочным винтом, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, -:с целью повышения:точности и расширения диапазонанастройки клапана,он содержит установленные между меньшими основаниями выполненйых различными по толщине тарельчатых пружин втулки сбуртиками, на торцовых поверхностяхкоторых и на опорной тарели выполиены седла и клапаны запорного органа.,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Аграновский М.М, и др. Силовые пневмоавтоматические системы.М., "Машиностроение", 1965, с.61,рис,ЗЗ2, Авторское свидетельство СССР9 417664, кл. 6 05 О 16/04, 1972849159 Составитель Л.ПодшибихинРедактор С.Родикова Техред А.Ач 1 орректор Е,Рош П ака но илиал ППП "Патентф, г.ужгород, ул.Проектная 091/61 ВНИИЛИ Госуд по делам и 113035, МоскТираж 940твенного комретений и от Ж, Раушс ета СССытийя наб.