Патент на изобретение №2293239

(54) КЛАПАН ИЗБЫТОЧНОГО ДАВЛЕНИЯ

(57) Реферат:

Изобретение относится к трубопроводной арматуре, преимущественно к клапанам избыточного давления, и предназначено для использования в энергетическом машиностроении и на ТЭС, АЭС. Клапан избыточного давления содержит кольцевой фланец с основанием, запорный орган, выполненный в виде тарелки с расположенным на периферии уплотнительным элементом, и рычаг с закрепленным на одном конце противовесом. Противовес расположен с возможностью перемещения вдоль рычага. Другой конец рычага связан через вал с тарелкой. Вал выполнен с шарнирным элементом на конце. Рычаг связан с опорными элементами основания. Шарнирный элемент выполнен на конце, связанном с тарелкой, в виде самоустанавливающегося подшипника. Вал выполнен с возможностью его осевого установочного перемещения в рычаге. Опорные элементы выполнены в виде подшипников скольжения или качения. Противовес выполнен с эксцентричным отверстием. С помощью этого отверстия противовес установлен на рычаге с возможностью осевого и вращательного установочных перемещений. Изобретение направлено на обеспечение возможности самоустановки тарелки, на упрощение установки противовеса, на повышение сейсмостойкости изделия. 3 ил.

Изобретение относится к трубопроводной арматуре, преимущественно к клапанам избыточного давления, и предназначено для использования на ТЭС, АЭС.

Известен клапан избыточного давления, содержащий кольцевой фланец с основанием и запорный орган, выполненный в виде тарелки с расположенным на периферии уплотнительным элементом, рычаг с закрепленным на одном конце противовесом, который имеет возможность перемещения вдоль рычага, а другой конец рычага связан через вал с тарелкой, причем вал выполнен с шарнирным элементом на конце, а рычаг связан с опорными элементами основания (см. а.с. СССР №309624, МКИ F 16 К 1/20, опубл. бил. №41, 1976 г.).

Недостатком конструкции является сложность конструкции, настройки прилегания тарелки к корпусу, низкая сейсмостойкость, из-за применения игольчатых опор, наличие консольных элементов противовеса, которые при сейсмических толчках могут вывести из строя клапан. Испытания на сейсмостойкость проходит вся арматура АЭС.

Задача изобретения – упрощение конструкции, настройки прилегания тарелки к корпусу, противовеса, повышение сейсмостойкости, надежности работы.

Техническим результатом является обеспечение возможности самоустановки тарелки в конечный момент, упрощение установки противовеса.

Технический результат достигается тем, что в клапане избыточного давления, содержащем кольцевой фланец с основанием и запорный орган, выполненный в виде тарелки с расположенным на периферии уплотнительным элементом, рычаг с закрепленным на одном конце противовесом, который имеет возможность перемещения вдоль рычага, а другой конец рычага связан через вал с тарелкой, причем вал выполнен с шарнирным элементом на конце, а рычаг связан с опорными элементами основания, шарнирный элемент выполнен на конце связанном с тарелкой в виде самоустанавливающегося подшипника, а вал выполнен с возможностью его осевого установочного перемещения, а опорные элементы выполнены в виде подшипников, при этом противовес выполнен с эксцентричным отверстием, с помощью которого он установлен на рычаге с возможностью осевого и вращательного установочных перемещений.

На фиг.1 показан фронтальный разрез клапана, на фиг.2, 3 – разрез А-А, Б-Б фиг.1.

Клапан избыточного давления содержит кольцевой фланец 1 с основанием 2 и запорный орган, выполненный в виде тарелки 3 с расположенным на периферии уплотнительным элементом 4. На конце 6 рычага 5 закреплен противовес 7, который имеет возможность перемещения вдоль рычага 5, а на другом конце 8 рычага 5 перпендикулярно установлен вал 9, который через шарнир 10 (самоустанавливающийся в пределах до 3° подшипник скольжения, качения) связан с тарелкой 3. Рычаг 5 связан с опорными элементами 11 основания, выполненными в виде подшипников качения, скольжения, через ось 12. Вал 9 выполнен с возможностью его осевого установочного перемещения в рычаге 5. Противовес 6 выполнен с эксцентричным отверстием 13, с помощью которого он установлен на конце 6 рычага 5 с возможностью осевого и вращательного установочных перемещений. 14, 15 – гайки для фиксации противовеса 7 и вала 9.

Настройка клапана:

– поворотом вокруг оси рычага 5 противовеса 7 настраивают клапан на перепад давления открытия, а перемещением вверх-вниз по концу 6 рычага 5 настраивают клапан на перепад давления закрытия, при этом сохраняют угловое повернутое положение противовеса относительно рычага 5. Закрепляют противовес 7 гайками 14;

– в закрытом положении устанавливают вал 9, при котором обеспечивают прилегание уплотнения 4 с уплотнительной поверхностью кольцевого фланца 1. Закрепляют вал 9 гайками 15. На клапан действуют опрокидывающие моменты от веса тарелки 3, вала 9, веса части 8 рычага 5, усилия перепада давления на тарелке 3; восстанавливающие моменты от веса противовеса 7, части 6 рычага 5.

Клапан работает следующим образом.

При достижении перепада давления до значения открытия тарелка 3 отклоняется вправо – клапан открывается и поток воздуха перетекает слева направо в другое помещение. Обычно клапан открывают на 15…18° относительно вертикали, что ограничивается специальным упором. При снижении перепада давления до значения закрытия тарелка 3 (действие противовеса 7) перемещается влево – клапан закрывается. Наличие шарнира 10 в виде самоустанавливающегося подшипника (лучше шарикоподшипника) на конце вала 9, связанного с тарелкой 3, обеспечивает плавную самоустановку тарелки 3 с уплотнением 4 по уплотнительной поверхности кольцевого фланца (до 3°), что обеспечивает надежную герметизацию клапана в закрытом положении. Для клапанов с большим условным проходом Ду маложесткий кольцевой фланец 1 (и рычаг 5) после термообработки, механообработки, сразу или со временем, может иметь нарушение заданной плоскостности уплотняемой поверхности или коробление, особенно, когда основание 2 приваривают к кольцевому фланцу 1, что приводит к нарушению соосности вала 9 и отверстия кольцевого фланца 1 и нарушению плотности прилегания уплотнения 4 из-за неравномерности контактных давлений в зоне уплотнения, что снижает герметичность клапана в закрытом положении и его надежность работы. В данном случае, за счет самоустановки тарелки 3, обеспечивается равномерное распределение усилия прижима уплотнения 4 тарелки 3 к уплотняемой поверхности кольцевого фланца 1, высокая надежность работы. При этом можно снизить требования по точности изготовления отдельных деталей, т.к. в конечном итоге произойдет самоустановка тарелки 3 в нужное положение. Применение в качестве опор 11 подшипников качения вместо игл повышает жесткость всего устройства при сейсмических толчках, иглы могут соскочить, сломаться, при этом коэффициент трения в опорах 11 достаточно низок. Выполнение противовеса 7 с эксцентричным отверстием 13 позволяет упростить систему противовеса, отказаться от подвижного держателя противовеса, совместить их и упростить процесс настройки. Снижение количества подвижных элементов, особенно с консольным закреплением, повышает сейсмостойкость изделия в целом и надежность работы. Обеспечение возможности осевого перемещения вала 9 позволяет упростить конструкцию изделия, технологию изготовления отдельных деталей, компенсировать погрешности изготовления деталей и точно выставить положение тарелки 3. В клапане сильно упрощены конструкции систем настройки опор, противовеса, тарелки.

Клапан избыточного давления может быть использован в энергетическом машиностроении на АЭС.

Формула изобретения

Клапан избыточного давления, содержащий кольцевой фланец с основанием и запорный орган, выполненный в виде тарелки с расположенным на периферии уплотнительным элементом, рычаг с закрепленным на одном конце противовесом, который имеет возможность перемещения вдоль рычага, а другой конец рычага связан через вал с тарелкой, причем вал выполнен с шарнирным элементом на конце, а рычаг связан с опорными элементами основания, отличающийся тем, что шарнирный элемент выполнен на конце, связанном с тарелкой, в виде самоустанавливающегося подшипника, а вал выполнен с возможностью его осевого установочного перемещения в рычаге, опорные элементы выполнены в виде подшипников скольжения или качения, при этом противовес выполнен с эксцентричным отверстием, с помощью которого он установлен на рычаге с возможностью осевого и вращательного установочных перемещений.

РИСУНКИ