Патент 516

Редукционный или предохранительный клапан с диафрагмой, нагруженной пружиной или грузом

 

Г

1 № 51б

Кате-.47-g --J

/ ) ПАТЕНТ НА ИЗОБРЕТЕНИЕ

ОПИСАНИЕ редукционного или предохранительного клапана с диафрагмой, нагруженной пружиной или грузом.

К патенту И. А. Горожанкина, заявленному 8 мая 1925 года (заяв. свид. № 3095) и выданному на основании ст. 3 Постановления о введении в действие Постановления о патентах и ст. 38 Постановления ЦИК и СНК Союза CCP о патентах на изобретения (досоветский патент № 28347).

0 выдаче патента опубликовано 31 августа 1925 года. Действие патента простирается на срок до 29 января 1932 года.

Настоящее изобретение представляет собою редукционный или же предохра- нительный клапан с диафрагмой, пор- шнем, поплавком или т. п. для пара, газа и жидкостей, в котором клапан, | приводится в движение добавочной диафрагмой (поршнем или поплавком), нагруженной пружиной или грузом.

На чертеже фиг. 1 и 2 изображают предлагаемый клапан в продольном разрезе; фиг. 3 — вид сбоку и частичный разрез; фиг. 4, 7, 9, 11, 12, 13, 14,, и 15 — представляют предлагаемый кла- пан частью в разрезе с правой стороны фигур; фиг. 5, 8 и 10 — виды сбоку тоже с частичным разрезом и фиг. 6 — вид сверху частью в разрезе. На фиг.

1, 4, 5, 6, 11, 12 и 15 клапанная тарелка расположена со стороны среды высокого давления, давление которой желают понизить, а на фиг. 2, 7, 8, 9, 10, 13 и 14 клапанная тарелка находится со стороны среды с пониженным давлением, так что клапан открывается по направлению течения среды.

Клапанная коробка 1 (фиг. 1) через отверстие 2 сообщается с каналом 3 I в крестовине 4, внутри которой расположен рычаг о. К вертикальному каналу крестовины 4 примыкает диафрагмовая камера 6 с диафрагмой 7. Рычаг э качается на оси $, которая поддерживается вилкой 9, притянутой к пробке болтом 10 с гайкой 11.

К верхнему концу вертикального канала крестовины 4 присоединяется манометр 12. Рычаг о продет через отверстие на верхнем конце стержня 13 диафрагмы 7, а другой конец рычага о продет в хомут 14 клапанного шпинделя. На верхнем конце этого шпинделя укреплен клапан 1э, открывающийся навстречу течению среды высокого давления (напр., napa), поступающей по трубе 16 по направлению стрелки.

Труба 17 служит для отвода среды с пониженным давлением к месту расхода, причем величину этого давления указывает манометр 12.

Поверхность диафрагмы 7 со стороны рычага б подвергается давлению (пониженному) текущей среды; с другой стороны на диафрагму 7 действует давление атмосферное через отверстия 21.

Высокое давление протекающей по, трубе 16 среды передается трубкой 18 на нижнюю поверхность второй диа- фрагмы 19 внутри коробки 20. На, эту же диафрагму 19 с другой ее сго- роны действует давление атмосферы, с которою сообщается верхняя половина коробки 20 через отверстия 21. Ры- чаг 22 с грузом 23 качается на оси 24 и служит для регулирования степени пони>кения давления и установления равновесия всех действующих сил на подвижные части диафрагмового меха- низма. Хомут 2о> в который пропу-, щен рычаг 22, соединяет шпиндель 13 диафрагмы 7 со шпинделем 26 диа-,, фрагмы 19 и не подвергается при этом ! действию протекающей среды.

Вторая диафрагма 19 присоединена к клапану с той целью, чтобы получить ( величину пониженного абсолютного давления неизменной даже в том случае, когда давление среды высокого давле-; ния изменяется в широких пределах от каких бы то ни было причин. Предла- гаемый клапан действует следующим образом. Свежий пар (фиг. 1) посту- пает по тр бам 16 и 18 и действует полным давлением на клапан lo и нижнюю сторону диафрагмы 19, Вследствие этого диафрагма 19 со шпинделем 26 и 13 переместится вверх, и клапан 1o откроется; при этом в трубе 17 получится пониженное давление пара. Это пониженное давление действует сверху на диафрагму 7 и несколько уменьшает подъем клапана lо. Перемещая груз 23 по рычагу22, можно подобрать желаемое понижение давления за клапаном.

Всякое увеличение этого давления заставит диафрагму 7 опуститься и прикрыть клапан lо, и, наоборот, при увеличении расхода пара пониженного давления уменьшение этого давления заставит диафрагму 7 подняться вверх, увеличивая вместе с тем пропуск пара через клапан lo, пока давление достигнет требуемой величины. Если высо-, кое давление в трубе 16 увеличится, то это повышение давления, действуя на клапан lо со стороны трубопровода 16, заставляет его опуститься ближе к сед- лу .2 и даже совсем лечь на него совершенно независимо от расхода пара пониженного давления. При этом могло бы получиться быстрое падение давления в трубе 17. Этому препятствует вторая диафрагма 19, которая при увеличении давления свежего пара подвергается снизу действию этого добавочного давления через трубку 18 и передвигает шпиндель 13, рычаг б и кла пан lо вверх. Поверхность диафрагмы

19, а также величины плеч рычагов 22 и >, соединяющих клапан и обе диафрагмы, должны быть так подобраны, чтобы моменты от добавочных нагрузок пара высокого давления на клапан lо на диафрагмы 19 были равны.

Добавочная диафрагма может быть заменена поршнем или поплавком и грузы можно заменить пружинами. На фиг. 1 диафрагма 19 расположена на одной оси, с диафрагмой 7, так что клапан 1б приводится в движение посредством стержня 13 и рычага о. Направление движения среды высокого давления указано на чертеже стрелками.

На фиг. 2 и 3 изображен клапан такой же конструкции, но только диафрагма 19 расположена так, что при повышении (или понижении) упругости среды высокого давления передается диафрагмой 19 на клапан 1о через посредство второго грузового рычага 22, действующего на рычаг 22. В этом случае клапан приоткрывается по направлению течения среды высокого давления, что бывает особенно желательно при регулировании давления жидкостей большого удельного веса во избежание ударов жидкости в приборе. В этом видоизменении клапана добавочная диафрагма 19 расположена рядом с главной диаграммой. В обоих описанных случаях диафрагмы 7 и 19 передают свое действие на клапан 1э помощью стержней 13 и 26, не требующих устройства клапанной и диафрагмовых коробок со специальными отверстиями для этих стержней.

Нафигурах 4, 5, 6,7,8,9, 10 и

11 изображены конструкции редукционного клапана того >ке типа, как и на фиг. 1, 2 и 3, но в них диафрагмы 7 и 19 расположены в приборах так, что связаны с клапанным затвором без внутренних рычагов, а лишь помощью стержней 13 и 26 и поперечин 5 и 26 . Для пропуска этих стержней 13 и 26 в клапанных коробках 1 и обеих, диафрагмовых коробках 6 и 20 сде- ланы проходы э" и 18 .

Работает клапан (фиг. 4, 5 и 6) сле- дующим образом. Пар высокого давле- ния поступает, как указано стрелкой, из трубопровода 16 и своим давлением прижимает клапан 15 к седлу 2. Вместе с тем пар направляется по двум верти-, кальным проходам 18 и 18 (фиг. 6), расположенным сзади и спереди клапанной коробки 1 (на фиг. 5 один из этих проходов 18 попал в разрез) и входит снизу в коробку диафрагмы 19.

Вследствие надлежащего выбора рабо-, чей площади диафрагмы пар давит с силою, равной и противоположной давлению на клапан 15. Давление это передается на клапан 15 помощью двух стержней 26 и 26, расположенных в каналах 18 и 18 и связанных с кла- паном 15 поперечинами 26". Таким образом, клапан 15 только лежит на

1 седле, но не прижимается к нему. Диа-, фрагма 7, соприкасающаяся со средой с пониженным давлением по другую сторону клапана, может воспринимать,, лишь пониженное давление пара, достигающего ее после прохода клапана 15.

Эта диафрагма 7 соединена двумя стерж-, нями 13 и 13 с поперечиной 5 (за- I меняющей рычаг 5 на фиг. 1) и затем ) через клапанный шпиндель 14 связана, с клапаном 15. Пониженное давление i пара на эту диафрагму уравновешивается грузом 23 на рычаге 22, вращающемся вокруг оси 24. При T3KQM расположении частей прибора при нажатии грузом 23 на рычаг 22, под клапаном разовьется пониженное давление, ( действие которого на диафрагму 7 i уравновешивается тем же грузом 23.

Пар пониженного давления подается по трубе 1i к месту расхода. До тех пор, пока не происходит изменения давления на клапан со стороны пара высокого давления — пониженное давление под клапаном будет держаться постоянным, так как увеличение его заставит диафрагму 7 опуститься и прикрыть клапаном 15 проход между ним и седлом. И, наоборот, при увеличении расхода пара из трубы 17 уменьшение пониженного давления заставит диафрагму i переместиться кверху, при- . поднимая клапан 15 дальше от седла до тех пор, пока пониженное давление не достигнет установленной величины.

При увеличении илн уменьшении высокого давления пара усиление или ослабление нагрузки клапана 15 уравновешивается соответствующим увеличением или уменьшением давления на диафрагму 19 тоже со стороны пара высокого давления. Это повышение (или понижение) давления на диафрагму 19 передается на клапан 15 стержнями 6, 26 прямо противоположно действию непосредственной нагрузки на клапан, и, следовательно, клапанный затвор останется в том же положении, почему пониженное давление не изменит своей величины. Для свободного движения диафрагм 7 и 19 сделаны на другую сторону их отверстия 21, 21, через которые эти части диафрагмовых коробок сообщаются с атмосферным воздухом.

В этих конструкциях добавочная диафрагма может быть заменена поршнем или поплавком, и грузы можно заменить пружинами.

Остальные конструкции по фиг. 7, 8, 9, 10 и 11 имеют другое относительное расположение диафрагм i и 19 между собой в зависимости от того, имеются ли налицо „прямая" или „обратная" посадки клапана 15 или в заВНсНМосТН от того, по какому направлению происходит течение среды, высокое давление которой желают понижать и поддерживать постоянным.

В одном случае (фиг. 4, 5, 6, 9 и 10) имеются клапанные коробки с четырьмя крестообразно расположенными проходами 3, 3, 18, 18, оси которых параллельны оси клапана 15; два из этих проходов имеют отверстия поверх клапана 15 и два другие — под клапаном.

В другом случае в клапанных коробках (фиг. 7, 8 и 11) одна пара из четырех упомянутых проходов образует один центральный канал, ось которого совпадает с осью клапана 15. Этот канал выходит из дна клапанной коробки под клапаном. Пара проходов по бокам клапанной коробки, параллельных оси клапана 15, выходит над клапаном.

На фигурах 12, 13, 14 и 15 изображен редукционный клапан, отличающийся от изображенного на фиг. 1, 2 и 3 тем, что в нем имеется смешанная рычажно-стержневая связь между диа- фрагмой 7, клапаном 1 э и диафрагмой 19, Предохранительный клапан получается из изображенных на фигурах 1 — 15 конструкций редукционных клапанов перестановкой клапана 15 на другую сто- рону седла и присоединением к сосуду, в котором хотят поддерживать постоянное давление, той из труб 16 или 17, из которой выходит пар или другая ( среда из прибора.

Если в клапане по фиг. 1 переставить клапан 1О на другую сторону седла и соединить трубу 17 с паровым котлом, ro редукционный клапан обращается в предохранительный. В этом случае давление пара на диафрагму 7, и на клапан 1э уравновешивается грузом 23, так что клапан 1о слегка прижат к седлу грузом 23. Повьппение давления свыше установленной таким образом величины нажмет на диафрагму 7 и заставит клапан открыться, вследствие чего между клапаном и сед-, лом пар войдет в трубу 16 и, если она маленького диаметра или очень длинна, то на клапан 1о, со стороны трубопровода 16, разовьется добавочное давление, уравновешиваемое давлением на диафрагму 19.

На фиг. 14 схематично показаны трубка 27 28, заполняемые ртутью или какой - либо другой жидкостью, — которые присоединяются к нижней диафрагмовой крышке б в том случае, когда вместо диафрагмы устанавливается в диафрагмовой коробке 6 поплавок.

ПРЕДМЕТ ИЗОБРЕТЕНИЯ.

1) Редукционный или предохранительный клапан с диафрагмой, нагруженной пружиной или грузом, характеризующийся применением добавочной диафрагмы 19 (фиг. 1), находящейся под давлением притекающего пара, газа или жидкости, уравновешивающим давление их на пропускной клапан 1О, каковая диафрагма расположена на одной оси с главной диафрагмой 7 и передает давление клапану 1О, или при помощи диафрагмы 7, шпинделей 13 и 26 и рычага э, или при помощи стержней 26 (фиг, 4 — 6, 9 и 10), помещающихся в проходах 18 корпуса клапана и поперечин 2б ", 26", или, наконец, при помощи сгержня 26, непосредственно соединенного с клапаном 1О (фиг. 7, 8 и 11).

2) Видоизменение охарактеризованного в п. 1 клапана, отличающееся тем, что добавочная диафрагма 19 расположена рядом с главной диафрагмой и передает давление клапану 15 при помощи рычагов 22, 22, стержня 13 главной диафрагмы и рычага б (фиг. 2 и 3), или при помощи стержней 26 и поперечин 2б " (фиг. 12 и 14), или же при помощи стержня 26 и рычага > (фиг. 13 и 15).

ППа7РНТ7 В.А. ГПРОЙЖ2ЧА 9516. фиг. l2,а

jlprlÄ" й

I

) с,, 1, 1

Фнсй б

I г-

I

| ! ! 46

-1 а,а7.

1 ! 1

, Ц . !

t ! . Ä3 ! (1

И, Г

3 ! м

4-