Клапан

Полезная модель относится к пневматическим отсечным клапанам и предназначена для быстрого отключения подачи газа в трубопровод при нештатных ситуациях. Технический результат, достигаемый в заявленной полезной модели, состоит в создании клапана, содержащего корпус с камерой, имеющей седло; гибкую мембрану с жестким центром, на котором закреплена подушка клапана; рабочую пружину; крышку с дросселем, заглушкой и резиновыми кольцами; втулку с перепускным клапаном, гайкой, пружиной и электромагнитом, при этом клапан открывается за счет разницы давления газа в полостях под и над мембраной, возникающей при перетекании газа через дроссель из газовой полости под мембраной в газовую полость над мембраной и сброса газа из последней в атмосферу, а закрывается под воздействием рабочей пружины после выравнивания давления в полостях под и над мембраной в результате прекращения сброса газа в атмосферу после закрытии перепускного клапана пружиной, освобождаемой при втягивании сердечника в катушку электромагнита в момент подачи электрического сигнала на обмотку последней. Для снижения непроизводительных энергетических расходов, дроссель в канале, который связывает газовую полость под мембраной с газовой полостью над мембраной выполнен в виде калиброванной дюзы с проходным сечением малого размера, обеспечивая тем самым минимальный расход газа при сбросе его в атмосферу, перепускной клапан, через который происходит сброс газа в атмосферу, удерживается в открытом положении пружиной электромагнита при обесточенной обмотке, а закрывается собственной пружиной после подачи электрического напряжения на обмотку электромагнита. Перепускной клапан и электромагнит выполнены в виде единого блока, который закрепляется с помощью резьбы на крышке клапана после предварительной регулировки перепускного клапана. Жесткий центр мембраны, на котором закреплена подушка клапана, имеет направляющий поясок, обеспечивающий соосность подушки и седла при закрытии клапана. Корпус клапана имеет сменные штуцера: входной и выходной, с различными присоединительными размерами позволяющими применять клапан в различных трубопроводных системах. Заявленная полезная модель может быть использована, например, в кислородной системе пассажиров гражданских самолетов для локализации возможной аварийной ситуации в случае повреждения участков трубопровода кислородной системы лопатками двигателя при его разрушении.

Полезная модель относится к пневматическим отсечным клапанам и предназначена для быстрого отключения подачи газа в трубопровод при нештатных ситуациях. Заявленное техническое решение может быть использовано, например, в кислородной системе пассажиров гражданских самолетов для локализации возможной аварийной ситуации в случае повреждения участков трубопровода кислородной системы лопатками двигателя при его разрушении.

Из техники известны клапана, имеющие электромагнитный или пневматический привод с индивидуальной системой энергоснабжения, который открывает и закрывает клапан по сигналу от технологической или аварийной системы. Недостатком таких клапанов являются: наличие дополнительных устройств с собственной системой энергоснабжения и как следствие недостаточные быстродействие и надежность срабатывания в аварийных ситуациях, малая универсальность, а также неудовлетворительные массогабаритные показатели.

Целью предлагаемой полезной модели является устранение перечисленных недостатков, т.е. создание такого клапана, который обладал бы универсальностью и многофункциональностью применения, быстро и надежно отключал подачу газа, используя для этого в аварийной ситуации запасенную в пружине энергию сжатого газа, проходящего через клапан до аварии.

Технический результат, достигаемый в заявленной полезной модели, состоит в создании клапана, содержащего корпус с камерой имеющей седло; гибкую мембрану с жестким центром, на котором закреплена подушка клапана; рабочую пружину; крышку с дросселем, заглушкой и резиновыми кольцами; втулку с перепускным клапаном, гайкой, пружиной и электромагнитом, при этом подушка клапана, закреплена на жестком центре гибкой мембраны и за счет разницы давления газа в полостях под и над мембраной, возникающей при перетекании газа через дроссель из газовой полости под мембраной в газовую полость над мембраной и сброса газа из последней в атмосферу, клапан постоянно открыт, а закрытие его происходит под воздействием рабочей пружины, перемещающей жесткий центр с подушкой в сторону седла, при выравнивании давления в полостях под и над мембраной в результате прекращения сброса газа в атмосферу после закрытии перепускного клапана пружиной, освобождаемой при втягивании сердечника в катушку электромагнита в момент подачи электрического сигнала на обмотку последней. Это обеспечивает быстродействие и надежность срабатывания клапана.

Для снижения непроизводительных энергетических расходов, дроссель в канале, который связывает газовую полость под мембраной с газовой полостью над мембраной выполнен в виде калиброванной дюзы с проходным сечением малого размера, обеспечивая тем самым минимальный расход газа при сбросе его в атмосферу, перепускной клапан, через который происходит сброс газа в атмосферу, удерживается в открытом положении пружиной электромагнита при обесточенной обмотке, а закрывается собственной пружиной после подачи электрического напряжения на обмотку электромагнита.

Для повышения технологичности при изготовлении и удобства использования при эксплуатации перепускной клапан и электромагнит выполнены в виде единого блока, который закрепляется с помощью резьбы на крышке клапана после предварительной регулировки перепускного клапана.

Для обеспечения герметичности клапана в закрытом положении жесткий центр мембраны, на котором закреплена подушка клапана, имеет направляющий поясок, обеспечивающий соосность подушки и седла при закрытии клапана.

Для расширения области применения корпус клапана имеет сменные штуцера, входной и выходной, с различными присоединительными размерами позволяющими применять клапан в различных трубопроводных системах.

Конструкция отсечного клапана изображена на Фиг.1.

Клапан содержит корпус 1 с камерой 2 и седлом 3, штуцер 4, штуцер 5, крышку 6, мембрану 7, жесткий центр 8, подушку 9, рабочую пружину 10, электомагнит 11 с пружиной 12 и с сердечником 13, втулку 14, перепускной клапан 15 со штоком 16, пружиной 17 и гайкой 18. В корпусе имеется газовая полость А под мембраной и канал 19, который связывает ее через дроссель в виде дюзы 20 с газовой полость Б над мембраной в крышке. Втулка имеет центральное отверстие 21, седло 22 для перепускного клапана и канал 23, связанный через кольцевую проточку с каналом 24 в крышке, сообщаемым с атмосферой. Электромагнит закрыт кожухом 25.

Клапан работает следующим образом. В исходном положении подушка 9 под воздействием рабочей пружины 10, которая давит на жесткий центр 8, закрепленный на гибкой мембране 7, прижата к седлу 3. На обмотке электромагнита 11 нет электрического напряжения. Сердечник 13 пружиной электромагнита 12 выдвинут и через гайку 18 сжимает пружину 17, удерживая перепускной клапан 15 в открытом положении. Полость Б через канал 23 во втулке 14 и канал 24 в крышке 6 связана с атмосферой.

При подаче газа в штуцер 4 в полости А под мембраной 7 возникает давление, газ поступает также через канал 19 и дюзу 20 в полость Б над мембраной, которая связана с атмосферой через открытый перепускной клапан 15 и канал 24 в крышке. За счет гидравлического сопротивления дюзы 20 при истечении газа в атмосферу возникает разность давления газа в полостях А и Б и мембрана 7 прогибается в сторону полости Б, имеющей меньшее давление. При этом сжимается рабочая пружина 10, подушка 9 отходит от седла 3, клапан открывается и через штуцер 5 газ поступает в трубопровод за клапаном и далее к потребителям.

При возникновении аварийной ситуации на обмотку электромагнита 11 подается электрическое напряжение, сердечник 13, сжимая пружину 12, втягивается в катушку электромагнита, освобождая гайку 18, которая под воздействием пружины 17 тянет за шток 16 перепускной клапан 15 по центральному отверстию 21 втулки 14, прижимая его к седлу 22, перекрывая тем самым сброс газа из полости Б в атмосферу. Связь полости Б над мембраной с атмосферой прекращается. Расход газа через дюзу 20 прекращается, давления газа в полостях А и Б выравниваются и рабочая пружина 10 прижимает подушку 9 к седлу 3. Клапан закрывается и подача газа в трубопровод прекращается. Повторный пуск клапана выполняется при снятии электрического напряжения с обмотки электромагнита.

Заявленная полезная модель выполнена из известных материалов с применением известных технологий.

1. Клапан, содержащий корпус с камерой, имеющей седло, гибкую мембрану с жестким центром, рабочую пружину, крышку с дросселем, заглушкой и резиновыми кольцами, втулку с перепускным клапаном, гайкой, пружиной и электромагнитом, отличающийся тем, что содержит подушку клапана закрепленную на жестком центре гибкой мембраны, а также содержит канал, связывающий газовую полость под мембраной с газовой полостью над мембраной.

2. Клапан по п.1, отличающийся тем, что дроссель в канале, который связывает газовую полость под мембраной с газовой полостью над мембраной, выполнен в виде калиброванной дюзы с проходным сечением малого размера.

3. Клапан по п.1 или 2, отличающийся тем, что перепускной клапан и электромагнит выполнены в виде единого съемного блока, закрепленного с помощью резьбы на крышке клапана.

4. Клапан по п.1 или 2, отличающийся тем, что жесткий центр мембраны, на котором закреплена подушка клапана, имеет направляющий поясок, обеспечивающий соосность подушки и седла при срабатывании клапана.

5. Клапан по п.1 или 2, отличающийся тем, что клапан имеет сменные штуцера, входной или выходной, с различными присоединительными размерами для различных трубопроводных систем.