Патент 1316

Клапан для регулирования давления сильно сжатых газов

 

№ 1316

ПАТЕНТ НА ИЗОБРЕТЕНИЕ

ОПИСАНИЕ клапана для регулирования давления сильно сжатых газов.

К патенту В. В. Бехтерева, заявленному 26 августа 1925 r. (заяв. свид. № 4749).

0 выдаче патента опубликовано 31 мая 1926 года. Действие патента распространяется иа 15 лет от 31 мая 1926 г.

Предлагаемый клапан имеет целью понижать давление сильно сжатых газов (в несколько девятков атмосфер) до желательного.

На фиг. 1 изображен вертикальный продольный разрез клапана, на фиг. 2— поперечный разрез полого штока; на фиг. 3 — поперечный разрез зажимной втулки, на фиг. 4 †в сверху на клапан, на фиг. 5 †в сбоку, на фиг. 6— разрез клапана по впускному и выпускному каналам, на фиг. 7 и 8 — приспособление для присоединения манометра.

Газ высокого давления проходит предварительно (фиг. 1 и 6) через тройную сетку фильтра А, предохраняющую от попадания в аппарат каких-либо твердых частиц, а затем проникает в самый аппарат по каналу Ь", поступает в кольцевую камеру высокого давления В, откуда он переходит в камеру низкого давления I через кольцевой зазор Я, отсюда, регулированный уже до Желаемого давления, газ направляетсн через канал W к месту его потребления.

Регулировка аппарата производится посредством трех гаек у (фиг. 4), которыми поджимается нажимной фланец I; в последний упирается верхняя из пружин Бельвилля И. Нижняя из этих пружин, в свою очередь, опирается на кольцо, вставленное в специальную кольцевую выемку штока К (фиг. 2 и 3), к которому снизу помощью гайки Л (с приложенным сверху кольцом Я из фибры) герметично прижаты сложенные вместе упругие диафрагмы Н, плотно закрепленные по внешнему контуру также и в корпусе П аппарата помогцью зажимной втулки Р; при этом, под диафрагмами также проложено фибровое кольцо О. Диафрагмы, будучи упругими и заменяя таким образом собою обратные распорные пружины, под давлением штока К, нагруженного поджатием пружин Бельвилля, пригибаются вниз; таким образом, и сам шток К имеет возможность перемещаться Поступательно вниз, благодаря чему шток шпинделя С (соединяющийся со штоком

К помощью гаек T и У и стопорного винта Ф и, таким образом, прочно скрепленный с ним), также перемещается вертикально вниз. Шток шпинделя С, ввинченный в чашку Э, в коей находится клапан Х из мягкого металла (как, например, белого металла), перемещаясь поступательно вниз, открывает тем самым доступ находящемуся вокруг клапана сжатому газу камеры высокого давления В через, образующийся при этом между клапаном и корпусом аппарата, зазор Л в кольцевую щель Е, где газ, расширяясь под уменьшенным давлением, быстро заполняет собою камеру низкого давления Г, вплоть до выходного отверстия в корпусе аппарата. Г1о заполнении всего указаннного пространства давление газа в камере низкого давления, а следовательно и на диафрагмы повышается и, дойдя (вместе с добавочным давлением газа высокого давления на чашку клапана снизу) до давления, соответствующего усилию, равному силе противодействия пружин Бельвилля, приводит диафрагмы с их штоком К в их первоначальные положения, благодаря чему и клапан приходит также в свое первоначальное положение, т. е. прижимается к корпусу. прикрывая собой дальнейший доступ сжатого газа, поступающего из камеры высокого в камеру низкого давления (получается полное добавочное давление на чашку и клапан снизу). Давление в камере низкого давления Г при этом зависит от степени поджатия пружин. 111пиндель

С клапана кроме своего прямого назначения служит винтом, помощью которого регулируется поджатие клапана Х к корпусу аппарата, а также и его отжатие для непосредственного пропуска газа через аппарат, без его регулирования. Регулирование поджатия производится следующим образом: конец штока с резьбой, будучи введен через шток

К в соответствующую резьбу чашки Э клапана, ввинчивается туда помощью ключа, надеваемого на квадратную головку а шпинделя С; сама же чашка клапана при этом не перемещается и не вращается, имея возможность перемещаться лишь поступательно (вверх или вниз), так как насажена на шпонку Ь.

Когда же, наконец, при подвинчивании, головка штока упрется в тело штока, К, шпиндель С начнет навинчивать на себя чашку Э клапана, направляемую поступательно шпонкой Ь и, таким образом, мягкий металл клапана плотно, прижимается к корпусу и впрессовы-

1 вается в него. Поджатие клапана нахо- дится до некоторой степени в прямой зависимости, между прочим, и от сопротивления диафрагмы их прогибу; поэтому для наиболее успешного осуществления этого под катия диафрагмы не должны быть черезмерно гибки и, кроме того, первоначальный зазор между основанием штока диафрагм и корпусом аппарата в камере низкого давления должен быть таким, чтобы допускать возможность получения необходимого кольцевого зазора Я и прохода газа через этот зазор.

Величина этого последнего находится в зависимости как от степени сжатия пружин Бельвилля и давления просачивающегося газа на самый клапан (сверху), так и от величины противодавления газа на диафрагмы и на чашку клапана (снизу); известное влияние, в данном случае, оказывает также и вес штоков и гаек на них и-происходящее во время работы детандера некоторое возможное растяжение и сжатие шпинделя С клапана. По установке клапана на требуемый условиями работы аппарата зазор (что может быть достигнуто опытным путем) головка а шпинделя клапана прижимается к штоку диафрагмы стопорным винтом Ф, ввинчиваемым в среднюю гайку Т, которая, в свою очередь, навинчивается на ствол штока К. Для достижения полной газонепроницаемости всего устройства, кроме добавочного кольца средней гайки Т, имеется верхняя гайка У, навинчиваемая на среднюю гайку Т, также с набивочным кольцом х, зажимаемым до отказа.

Если при работе аппарата будет обнаружено, что давление газа в камере низкого давления сравнительно быстро возрастает, постепенно приближаясь к таковому в камере высокого давления, то это, прежде всего, дает повод предполагать, что мягкий металл клапана уже несколько обмялся и что, следовательно, для восстановления йравильной работы аппарата необходимо снова поджать клапан. Повторные поджатия производятся таким же точно путем, как указывалось выше (без задирания материала) и на практике в них может встретиться надобность лишь после очень продолжительной работы аппарата. При этом, однако, в целях экономии газа, необходимо иметь перед аппаратом запорный клапан, находящийся где либо на трубопроводе, подводящем к аппарату газ высокого давления; прежде чем приступить к указанной операции, необходимо закрыть этот клапан, оставшийся же в камере низкого давления аппарата газ можно так или иначе израсходовать, дабы таким путем устранить в дальнейшем всякую возможность просачивания и бесполезной его траты, которые могут происходить во время процесса поджатия клапана через кольцевую щель между внутренней поверхностью полого штока и поверхностью штока клапана. Пружины Бельвилля при этом необходимо совершенно освобо1 дить отдачей гаек у так, чтобы диафрагмы пришли в свое среднее нормальное положение равновесия. Во время работы аппарата давление в камере низкого давления, при неизменном поджатии пружин, во все время остается приблизительно постоянным, незначительно повышаясь лишь при большом падении давления газа, поступающего в камеру высокого давления. Следует, однако, иметь в виду, что определеннному давлению в камере низкого давления, соответствующему некоторому поджатию пружин Бельвилля, соответствует, во время самого процесса выпуска газа из камеры низкого давления аппарата, совершенно определенное (несколько пониженное) давление выходящего газа, которое быстро устанавливается, держась затем почти постоянным в течение всего времени расходования газа. В результате, аппарат подает регулированный им газ с приблизительно постоянным давлением, величина коего находится в прямой зависимости, главным образом, от степени поджатия пружины и вполне может быть, таким образом, регулируема по желанию.

Для получения сжатого газа требуемого давления необходимая регулировка степени поджатия пружин производится по манометру, расчитанному на соответствующее давление и заранее ввинчиваемому в ниппель специального приспособления (фиг. 7 и 8); помощью этого пригпособления манометр и присоединяется к корпусу аппарата, хотя бы и во время работы последнего. Устройство и способ пользования названным приспособлением заключается в следующем (фиг. 5): в ниппель Чкорпуса аппарата, при снятом предохранительном колпачке

Ш, ввинчена до отказа коническая пробка Ш, с квадратной головкой. Прежде всего гайка Ы (фиг. 7 и 8) передвигается по направлению к манометру, а затем на квадратную головку конической пробки LQ надевается квадратное гнездо пробки П, после чего уже гайка Ы навинчивается на ниппель Ч до степени, позволяющей еще вращать пробку Q влево. Вращением пробки II влево, благодаря квадратной головке, повертывается также влево и коническая пробка и таким образом открывается доступ регулированному газу из камеры низкого давления в манометр, куда газ поступает через имеющийся в конической пробке каналик Ю. Когда, таким путем, газ проникает в манометр и стрелка манометра покажет определенное окончательно установившееся давление, гайка Ы завинчивается до отказа; при этом кольцевой буртик пробки Ig зажимает набивочное фибровое кольцо Я до полной непроницаемости соединения. Перед окончательным зажатием гайки Ы газ может просачиваться в незначительной степени с одной стороны через резьбу гайки Ы и ниппеля

Ч, а с другой через зазоры между буртиками гайки Ы и пробки IL Во время присоединения манометра к аппарату просачивание газа совершенно незначительно и падения давления в камере низкого давления при этом почти не обнаруживается. По миновании надобности, манометр с соединением снимается с ниппеля V и с конической пробки в обратном порядке, при этом коническую пробку перед отнятием всего устройства необходимо герметично зажать. Для предохранения резьбы ниппеля Ч от случайных повреждений на нем навинчива ется специальный предохранительный колпачек Ш, который достаточно завернуть вручную. Кроме того, в

1 целях приблизительного ориентирования в получаемом давлении газа в камере низкого давления аппарата, на н токе Х(нанесен ряд делений с показанием соответствующих давлений, в зависимости от положения по высоте, занимаемого нажимным фланцем.

Для сборки, разборки и регулировки детандера служат специальные ключи.

Кроме того, присоединение трубопровода к аппарату производится без пайки, постепенной раздачей в холодном состоянии конца трубы специальной оправкой и последующим зажимом его с внутренней стороны помощью конической части специального ниппеля, а с наружной стороны помощью соответствующей конической соединительной гайки.

ПРЕДМЕТ ПАТЕНТА.

1. Клапан для регулирования давления сильно сжатых газов, характеризующийся применением клапана х из мягкого металла с плоской опорной поверхностью, укрепленного на чашке .Э, направляемой прямолинейной шпон кой Ь и передвигаемой вращением шпинделя С, закрепляемого в рабочем положении стопором ф, каковой шпиндель проходит через полый шток У(; направляемый втулкой Р, служащей для закрепления и для опоры упругой диафрагмы Н (фиг. 1 — 4, 6).

2. Видоизменение охарактеризованного в п. 1 клапана, отличающееся применением служащего для установки манометра ниппеля Ч (фиг 5, 7, 8), закрытого конической пробкой П1 с центральным каналом и центральной головкой, которую захватывает соответствующее гнездо пробки IL, .при навинчивании гайки Ы на резьбу ниппеля Ч.