Предохранительный клапан

Предохранительный клапан

Реферат

Изобретение относится к области предохранительных устройств и может быть использовано для защиты сосудов, работающих под давлением, например корпусов порошковых огнетушителей, когда требуется повышенная герметичность мембранного предохранительного устройства.

Известно предохранительное устройство, содержащее пару зажимных колец, предназначенных для закрепления отбортовки мембраны, центрирующий элемент в виде конических скосов на зажимных кольцах, сминаемые прокладки, расположенные между держателем и сближаемые фланцами, а также промежуточную уплотнительную прокладку, расположенную между зажимными кольцами и уплотняющую наружный край отбортовки мембраны (Ольховский Н.Е. Предохранительные мембраны, М., «Химия», 1976 г., с.42, рис.29)

Недостатком указанного устройства является слабая герметизация поверхностных зажимных колец, защемляющих края мембраны.

Известно наиболее близкое по технической сути и достигаемому эффекту предохранительное устройство (DE 29514072 U1, кл. F16К 17/16, F16J 13/24, 14.12.1995 г.), корпус которого выполнен с углублением, в котором размещена разрушаемая мембрана.

Обеспечивая безопасную эксплуатацию баллонов с газом или воздухом для дыхания, такая конструкция не может быть использована для корпусов, например, огнетушителей, с повышенными требованиями к их герметизации.

Общими признаками предлагаемой конструкции с прототипом является наличие корпуса с углублением, в котором размещена разрушаемая мембрана.

В отличие от прототипа в предлагаемой конструкции корпус устройства выполнен из термопластичного материала, мембрана выполнена диаметром, определяемым из соотношения D_м=D_у+2Н_(у), где D_м - диаметр мембраны, D_у - диаметр углубления, Н_(у) - высота углубления; а на мембране расположена металлическая шайба с диаметром, определяемым из соотношения D_ш=D_у-2Н_м, где D_ш - диаметр шайбы, D_у - диаметр углубления, Н_м - толщена мембраны.

Указанные признаки, отличительные от прототипа и на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны, во всех случаях достаточны.

Задачей предлагаемого технического решения является создание простого в изготовлении и эксплуатации, надежного предохранительного устройства.

Вышеуказанные отличительные признаки, отличающие предложенное техническое решение от прототипа, не выявлены в других технических решениях и не известны из уровня техники при изучении авторами данной и смежной областей техники в процессе проведения патентных исследований, что позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого изобретения критерию «новизны».

Исследуя уровень техники в ходе проведения патентного поиска по всем видам доступных сведений, обнаружено, что предлагаемое техническое решение явным образом не следует из известного на сегодня уровня техники, следовательно, можно сделать вывод о соответствии предлагаемого изобретения критерию «изобретательский уровень».

Сущность изобретения заключается в том, что корпус предохранительного клапана, в котором размещена разрушаемая мембрана, выполнен из термопластичного материала с углублением под мембрану, диаметр (D_м) которой больше диаметра углубления (D_у) на двойную высоту Н_(у) углубления, в углублении корпуса на мембране расположена металлическая шайба, диаметр (D_ш) которой меньше диаметра углубления (D_у) на двойную толщину (Н_м) мембраны.

На чертеже изображен описываемый клапан в разрезе. В углублении корпуса 1 из термопластичного материала расположена разрушаемая мембрана 2 и металлическая шайба 3.

Предварительно мембрана 2 фиксируется в углублении корпуса 1 металлической шайбой 2. При этом участки "А" мембраны 2 принимают перпендикулярное положение по отношению к ее плоскости.

Окончательное закрепление мембраны 2 в корпусе 1 производится специальным инструментом с подогревом, с помощью которого происходит заворачивание вокруг кромки шайбы 3 участков "А" мембраны 2. Одновременно происходит и оплавление материала корпуса 1. Такая горячая опресовка мембраны 2 с шайбой 3 в корпусе 1 обеспечивает надежное и герметичное ее закрепление в корпусе 1. Для улучшения герметичности под мембрану 2 может быть положен герметик 4, например, на силиконовой основе.

При выполнении диаметра мембраны 2 больше диаметра углубления более чем на двойную высоту углубления будет происходить выступание ее отогнутых участков "А" над корпусом 1, что приведет к их неконтролируемому сминанию при монтаже и, как следствие, к ухудшению герметичности.

При выполнении диаметра мембраны 2 меньше диаметра углубления менее чем на двойную высоту углубления ее участки "А" будут утоплены в корпусе 1, что не позволит произвести надежное их заворачивание вокруг кромок шайбы 3, что также приведет к ухудшению герметичности.

Выполнение диаметра шайбы 3 меньше диаметра углубления менее чем на двойную толщину мембраны 2 не обеспечит надежной фиксации шайбы 3 в корпусе 1 при монтаже, что приведет к ухудшению герметичности.

Выполнение диаметра шайбы 3 больше его величины, определяемой из соотношения D_ш=D_у-2H_м, не позволит вообще произвести сборку узла.

В качестве мембраны может быть использована преимущественно алюминиевая фольга, толщина которой выбирается в зависимости от заданного разрушающего давления.

Высота углубления в корпусе 1 выбирается конструктивно, в основном исходя из условия неперекрытия загибаемыми кромками "А" мембраны 2 проходного отверстия корпуса 1. Изменяемая путем подбора величина диаметра отверстия металлической шайбы 3 меняет прочностные характеристики мембраны 2.

Таким образом, предлагаемая конструкция предохранительного клапана обеспечивает высокий уровень герметизации. Трудоемкость изготовления такого клапана весьма низка, что имеет решающее значение в условиях массового производства.

По предлагаемому изобретению была разработана конструкторская документация и изготовлена опытная партия огнетушителей, которая была испытана с положительными результатами.

Нарушение прочности и герметичности клапанов не отмечались.

При различных уровнях аварийного давления происходило четкое срабатывание клапана.

По результатам испытаний предлагаемая конструкция предохранительного клапана признана перспективной и рекомендована в массовое производство.

Предохранительный клапан, содержащий корпус с углублением, в котором размещена разрушаемая мембрана, отличающийся тем, что корпус выполнен из термопластического материала, мембрана выполнена диаметром, определяемым из соотношения D_м=D_у+2Н_у, где D_м - диаметр мембраны, D_у - диаметр углубления, Н_у - высота углубления, а на мембране расположена металлическая шайба с диаметром, определяемым из соотношения D_ш=D_у-2Н_м, где D_ш - диаметр шайбы, D_у - диаметр углубления, Н_м - толщина мембраны.