Предохранительно-запорный газовый клапан
Предохранительно-запорный газовый клапан предназначен для автоматического прекращения подачи газа в случае повышения или понижения контролируемого давления сверх заданных пределов. Заявляемый клапан имеет, аналогично другим устройствам этого назначения, корпус, крышку, настроечные пружины, регулировочные элементы для настройки заданных параметров, камеру между корпусом и крышкой. В камеру установлена мембрана, делящая камеру на 2 полости - надмембранную, соединенную с контролируемым газопроводом, и подмембранную, соединенную с атмосферой. Предохранительно-запорный газовый клапан имеет 3 штока: первый, на котором установлена мембрана и который проходит сквозь нее в центре, второй - расположенный перпендикулярно первому, и третий, на котором помещен отсечной клапан и который связан со вторым. Третий шток ориентирован параллельно штоку мембраны. Между первым и вторым штоком связующим звеном является толкатель. Отличия заявляемого устройства - в наличии второй камеры и второй мембраны, которая находится во второй камере. Конфигурация второй мембраны аналогична конфигурации первой. Вторая мембрана делит вторую камеру аналогично первой мембране в первой камере - на надмембранную и подмембранную полости. Вторая мембрана, также, как и первая, помещена на первый шток, который в заявляемом клапане выполнен полым, что позволяет соединить надмембранные полости обеих камер. Вторая камера имеет внутри, в центральной части, перегородку. На перегородке помещена диафрагма с возможностью прохода сквозь них штока мембран. Последний связан с толкателем посредством втулки. Втулка имеет боковой канал для связи надмембранных полостей обеих камер. Боковой канал втулки ориентирован параллельно мембранам. Технико-экономический результат заявляемого устройства - в достижении высокой точности срабатывания, в том числе на диапазонах ниже 0,002 МПа и, как следствие, предохранения трубопроводов при незапланированном повышении или понижении давления после регулятора сверх заданных пределов без существенного увеличения габаритов предохранительно-запорных устройств.
Полезная модель относится к газовым предохранительным устройствам и предназначена для автоматического прекращения подачи газа в случае повышения или понижения контролируемого давления сверх заданных пределов.
Известны предохранительные запорные клапаны (Шур И.А. "Газорегуляторные пункты и установки." Издательство Недра. 1985, с.120-123). Эти клапаны имеют вентильный корпус с седлом, которое при срабатывании перекрывается тарельчатым плунжером с мягким уплотнением. Повышение или понижение контролируемого давления сверх заданных пределов ведет к перемещению мембраны и, как следствие, к посадке плунжера на седло и прекращению прохода газа.
Однако они характеризуются большой активной площадью рабочей мембраны и большими габаритными размерами.
Известны также запорные клапаны (Ревин А.И. и др. "Регулирующее и предохранительное оборудование для современных систем газоснабжения". Издательство Саратовского университета, 1989, с.106-109), которые состоят из корпуса, в котором размещена поворотная ось, с жестко закрепленным на ней отсечным клапаном и поворотным рычагом. На корпусе закреплено управляющее устройство.
Однако и они характеризуются большой активной площадью рабочей мембраны, что обеспечивает клапанам широкий диапазон давления срабатывания.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является предохранительно-запорное устройство, встроенное в регулятор давления газа типа РДГД-20 (Ревин А.И. и др. "Регулирующее и предохранительное оборудование для современных систем газоснабжения". Издательство Саратовского университета, 1989, с.79-82). Оно поясняется с помощью Фиг.2, на которой позициями 1-17 обозначены необходимые узлы, и содержит корпус 1, крышку 2, настроечные пружины 3, 4, регулировочные элементы 5, 6 для настройки заданных параметров, камеру между корпусом 1 крышкой 2, установленную в камере мембрану 7, делящую пространство камеры на надмембранную и подмембранную полости, шток 10, с установленным на нем толкателем 13 и, связанный со вторым штоком 14, который входит в зацепление со штоком отсечного
клапана 15, на котором закреплен отсечной клапан 16 и установлена пружина 17. Нумерация позиций обозначена в точном соответствии с номерами позиций заявляемого устройства.
Однако для данного технического решения характерен довольно узкий диапазон давления срабатывания, являющийся следствием малой площади мембраны. При давлении срабатывания ниже 0,002 МПа отключающее устройство теряет, во-первых, точность срабатывания из-за того, что усилие на мембране становится сопоставимым с механическими потерями на трение в элементах предохранительно-запорного устройства и, во-вторых, как следствие, работоспособность. Для расширения диапазона давления срабатывания ниже 0,002 МПа без потери точности срабатывания требуется увеличение активной площади мембраны, что является неприемлемым в виду возрастания диаметра мембранной камеры.
Задачей заявляемого технического решения является увеличение точности срабатывания отключающего устройства на давлениях ниже 0,002 МПа.
Сущность полезной модели - в том, что в предохранительно - запорном газовом клапане, содержащем корпус, крышку, настроечные пружины, регулировочные элементы для настройки заданных параметров и камеру между корпусом и крышкой с установленной в нее мембраной, делящей пространство камеры на надмембранную камеру, соединенную с контролируемым газопроводом, и подмембранную полость, соединенную с атмосферой, мембрана установлена на подвижном штоке, проходящем сквозь нее в центре и приводящим в движение толкатель, связанный со вторым штоком, расположенным перпендикулярно первому штоку, второй шток связан с третьим штоком, на котором помещен отсечной клапан, причем шток отсечного клапана ориентирован параллельно штоку мембраны, в пространстве между крышкой и корпусом со стороны крышки имеется вторая камера, внутри которой помещена вторая мембрана, повторяющая конфигурацию первой, и делящая вторую камеру аналогично первой на над- и подмембранную полости, причем последняя соединена с атмосферой, образуя полость между крышкой и второй мембраной, вторая мембрана установлена на том же штоке, что и первая мембрана, с возможностью соединения надмембранных полостей обеих камер за счет канала в полом штоке, вторая камера имеет внутри, в центральной части, перегородку с помещенной на ней диафрагмой с возможностью прохода сквозь
них штока мембран, связанного с толкателем с помощью втулки, имеющей боковой канал, ориентированный параллельно мембранам для соединения надмембранных полостей.
Кроме того, в заявляемом предохранительно-запорном газовом клапане вторая камера может быть образована, преимущественно, кольцеобразным корпусом, установленным на крышку.
Заявляемое решение поясняется с помощью Фиг.1 и Фиг.2, на которых - поперечный разрез предохранительно-запорного газового клапана, соответственно, заявляемого устройства (фиг.1) и наиболее близкого аналога (фиг.2), где позициями 1-17 показаны:
1 - корпус,
2 - крышка,
3, 4 - настроечные пружины,
5, 6 - регулировочные элементы,
7, 9 - мембраны,
8 - корпус второй камеры,
10 - шток мембран - первый шток,
11 - диафрагма,
12 - втулка,
13 - толкатель,
14 - второй шток,
15 - шток отсечного клапана - третий шток,
16 - отсечной клапан,
17 - пружина.
Заявляемый предохранительно-запорный газовый клапан содержит корпус 1, крышку 2, настроечные пружины 3, 4, регулировочные элементы 5, 6, камеру А между корпусом 1 и крышкой 2, установленную в камере мембрану 7, делящую пространство камеры на надмембранную и подмембранную полости. Между корпусом 1 и крышкой 2 установлен корпус 8 второй камеры, представляющий из себя полый цилиндр, повторяющий наружные контуры корпуса 1 и крышки 2 в данном месте, и имеющий внутри перегородку с центральным отверстием. Кольцеобразный корпус 8 с крышкой 2 образует
вторую камеру Б, в которую установлена вторая мембрана 9, делящая пространство камеры аналогично первой мембране на надмембранную и подмембранную полости. Обе мембраны установлены на штоке 10, который имеет центральное отверстие с каналом для соединения надмембранных полостей. К перегородке корпуса 8 второй камеры Б крепится диафрагма 11, представляющая из себя резиновую прокладку, которая закреплена на штоке 10. Мембраны 7, 9 связаны при помощи втулки 12, имеющей, как и шток 10, центральное отверстие и боковой канал, с толкателем 13, который связан со вторым штоком 14, расположенным перпендикулярно штоку 10. Боковой канал втулки 12 ориентирован параллельно мембранам 7 и 9. Данный - второй шток 14 взаимодействует со штоком отсечного клапана 15, фиксирующего отсечной клапан 16. Пружина 17 служит для перемещения отсечного клапана 16.
Работает предохранительно-запорный клапан следующим образом.
При подаче контролируемого давления в полость камеры А и полость камеры Б, связанных между собой посредством канала В в штоке 10 и во втулке 12, соответствующего настроечному давлению, конец штока 14 заходит за выступ штока отсечного клапана 15, клапан 16 находится в состоянии готовности. Если контролируемое давление повышается сверх настроенного предела, то сумма усилий, действующих на мембраны 7 и 9, превышает усилие настроечной пружины 4. Мембраны 7, 9 вместе с толкателем 13 перемещаются вниз и выводят шток 14 из зацепления со штоком отсечного клапана 15, который под действием пружины 17 начинает перемещаться и клапан 16 перекрывает вход газа. Если контролируемое давление понижается ниже настроечного давления, то и в этом случае мембраны 7, 9 вместе с толкателем 13 перемещаются вверх и выводят шток 14 из зацепления со штоком отсечного клапана 15, который под действием пружины 17 начинает перемещаться. Клапан 16 перекрывает вход газа.
Технико-экономический результат заявляемого устройства - в достижении высокой точности срабатывания, в том числе на диапазонах ниже 0,002 МПа, и, как следствие, предохранения трубопроводов при незапланированном повышении или понижении давления после регулятора сверх заданных пределов без существенного увеличения габаритов предохранительно-запорных устройств. Существующая аппаратура, выполняющая эти задачи, в 1,5 и более раз больше по габаритам и по массе от предлагаемого технического решения.
1. Предохранительно-запорный газовый клапан, содержащий корпус, крышку, настроечные пружины, регулировочные элементы для настройки заданных параметров и камеру между корпусом и крышкой с установленной в нее мембраной, делящей пространство камеры на надмембранную камеру, соединенную с контролируемым газопроводом, и подмембранную полость, соединенную с атмосферой, мембрана установлена на подвижном штоке, проходящем сквозь нее в центре и приводящим в движение толкатель, связанный со вторым штоком, расположенным перпендикулярно первому штоку, второй шток связан с третьим штоком, на котором помещен отсечной клапан, причем шток отсечного клапана ориентирован параллельно штоку мембраны, отличающийся тем, что он имеет в пространстве между крышкой и корпусом со стороны крышки вторую камеру, внутри которой помещена вторая мембрана, повторяющая конфигурацию первой, и делящая вторую камеру аналогично первой на над- и подмембранную полости, причем последняя соединена с атмосферой, образуя полость между крышкой и второй мембраной, вторая мембрана установлена на том же штоке, что и первая мембрана, с возможностью соединения надмембранных полостей обеих камер за счет канала в полом штоке, вторая камера имеет внутри, в центральной части, перегородку с помещенной на ней диафрагмой с возможностью прохода сквозь них штока мембран, связанного с толкателем с помощью втулки, имеющей боковой канал, ориентированный параллельно мембранам для соединения надмембранных полостей.
2. Предохранительно-запорный газовый клапан по п.1, отличающийся тем, что вторая камера образована кольцеобразным корпусом, установленным на крышку.
