отсечной дренажный клапан
Классы МПК: | F16K31/22 с поплавком, жестко присоединенным к клапану F16K33/00 Поплавки для приведения в действие клапанов или других запорных устройств |
Автор(ы): | Кучкин В.Н., Титов А.М., Марданов А.Ф., Борисов Н.И. |
Патентообладатель(и): | Научно-исследовательский институт химического машиностроения |
Приоритеты: |
подача заявки:
1993-11-18 публикация патента:
20.07.1997 |
Использование: в арматуростроении, в частности на дренажных емкостях и трубопроводах, работающих преимущественно на жидкостях с низкой плотностью. Сущность изобретения: в корпусе клапана размещен поплавок, выполненный в виде стакана с перфорированным днищем. На днище размещена пластина из пористого материала, несмачиваемого жидкостью, и установлен запорный орган. На выходном патрубке установлено седло. При заполнении емкости жидкостью она вытесняет из клапана парогазовую среду, которая свободно проходит через поры пластины в атмосферу. Когда уровень жидкости достигает пластины, она заполняет ее поры, на ней резко возрастает гидравлическое сопротивление и образуется перепад давления независимо от плоскости жидкости. Вследствие образовавшегося перепада давления на днище поплавок поднимается до тех пор, пока запорный орган не сядет на седло и не перекроет выходной патрубок. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.
Рисунок 1
Формула изобретения
1. Отсечной дренажный клапан, преимущественно для гидравлических систем, работающих на жидкостях с низкой плотностью, содержащий корпус с выходным и входным патрубками и размещенный в корпусе поплавок с отверстиями и пластиной из пористого материала, проницаемого для пара и газа, при этом поплавок установлен с возможностью осевого перемещения относительно корпуса и снабжен уплотнительным элементом, расположенным с возможностью взаимодействия с седлом, отличающийся тем, что он снабжен запорным органом, на котором размещен уплотнительный элемент, а поплавок выполнен в виде стакана, установленного с возможностью взаимодействия его боковой поверхности с корпусом, а отверстия поплавка выполнены в его днище, причем запорный орган расположен со стороны днища поплавка. 2. Клапан по п. 1, отличающийся тем, что на днище поплавка установлен шток и на нем закреплен запорный орган. 3. Клапан по п.1, отличающийся тем, что пластина из пористого материала закреплена на днище поплавка со стороны входного патрубка. 4. Клапан по п.1, отличающийся тем, что упомянутая пластина выполнена из материала, не смачиваемого жидкостью.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к арматуростроению и может быть использовано на дренажных емкостях и трубопроводах, работающих преимущественно на жидкостях с низкой (малой) плотностью, например сжиженной широкой фракции легких углеводородов (ШФЛУ) ТУ 38.101524-83. Известен отсечной дренажный клапан, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, в котором размещен поплавок (см. а. с. СССР N 416510, кл. F 16 K 33/00, 1972). Известный клапан недостаточно надежно работает на жидкостях с низкой плотностью из-за небольшого усилия прижатия поплавка к седлу, обусловленного только Архимедовой силой. Это приводит к выбросу жидкости в атмосферу. Кроме потерь жидкости, возникают проблемы с нейтрализацией и улавливанием пожароопасных, токсичных и агрессивных жидкостей. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является отсечной дренажный клапан, содержащий корпус с выходным и входным патрубками и размещенный в корпусе поплавок с отверстиями и пластиной из пористого материала, проницаемого для пара и газа, при этом поплавок установлен с возможностью осевого перемещения относительно корпуса и снабжен уплотнительным элементом, расположенным с возможностью взаимодействия с седлом (см.а.с. СССР N 976197, кл. F 16 K 31/22, F 16 K 33/00, 1982). Известный отсчетной дренажный клапан обеспечивает надежную работу на жидкостях с высокой плотностью (больше 1 г/см3), т.е. тогда, когда Архимедовой силы всплывающего поплавка достаточно для создания запорным органом усилия на седле, необходимого для его надежного перекрытия. Однако при использовании известного клапана на емкостях и трубопроводах, работающих на жидкостях с малой плотностью, таких как ШФЛУ, у которых![отсечной дренажный клапан, патент № 2084740](/images/patents/388/2084034/961.gif)
![отсечной дренажный клапан, патент № 2084740](/images/patents/388/2084034/961.gif)
Клапан содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками. В корпусе 1 размещен поплавок 4, выполняемый в виде стакана с днищем 5, в котором выполнены отверстия 6. Поплавок 4 установлен с возможностью взаимодействия его боковой поверхности с корпусом 1 и осевого перемещения относительно последнего. На днище 5 поплавка 4 со стороны входного патрубка 2 закреплена пластина 7 из пористого материала, проницаемого для пара и газа. Осесимметрично на днище 5 поплавка 4 установлен шток 8, на котором закреплен запорный орган 9, на котором размещен уплотнительный элемент 10 с возможностью взаимодействия с седлом 11. Седло 11 установлено на выходном патрубке 3. Пластина 7 может быть выполнена из материала, несмачиваемого жидкостью, что повысит чувствительность клапана за счет снижения располагаемого перепада давления среды, необходимого для надежного срабатывания клапана. Кроме того, размеры пор пластины 7 и площадь днища 5 поплавка 4 выбраны из условия достаточности перепада давления жидкости на днище 5 для подъема поплавка 4 и надежности перекрытия запорными органом 9 седла 11 на выходном патрубке 3. В исходном состоянии поплавок 4 под силой собственного веса находится в нижнем положении и опирается на днище корпуса 1, при этом выходной патрубок 3 открыт для дренажа газа из емкости. При заполнения емкости жидкостью она вытесняет из нее парогазовую среду, которая поступает во входной патрубок 2 дренажного клапана и через открытые поры пластины 7 и отверстия 6 в днище 5 поплавка 4 в выходной патрубок 3 и в атмосферу (или систему нейтрализации). Поскольку пластина 7 проницаема для пара и газа, то ее гидравлическое сопротивление для них мало и образовавшегося на ней перепада давления не достаточно для подъема поплавка 4. На пористую пластину 7 при заправке емкости жидкостью вместе с парогазовой смесью попадают и капли жидкости, на которые при их нахождении на пористой пластине 7 начинает действовать капиллярное давление, которое для цилиндрического круглого капилляра выражается формулой
![отсечной дренажный клапан, патент № 2084740](/images/patents/388/2084740/2084740-2t.gif)
где
![отсечной дренажный клапан, патент № 2084740](/images/patents/388/2084014/963.gif)
n угол смачивания;
R радиус круглого цилиндрического капилляра. Если материал пластины 7 смачиваемый, капиллярное давление втягивает жидкость в поры, а если несмачиваемый выталкивает ее. Таким образом, при заправке парогазовая среда будет проходить через пластину 7, а жидкость задерживается ею до тех пор, пока перепад давлений между зеркалом жидкости и жидкостью не превысит DPк. Такое условие может быть реализовано только тогда, когда вся парогазовая смесь перед пористой пластиной 7 (со стороны внутренних полостей заправляемой системы) будет вытеснена за пластину 7 в дренажную полость. Таким образом, установка несмачиваемой жидкостью пластины 7 обеспечивает дренаж всей парогазовой смеси из заправляемой системы. После того как последняя порция парогазовой среды вытеснена жидкостью, она заполняет поры пластины 7. При этом на пластине 7 резко возрастает гидравлическое сопротивление и образуется перепад давления независимо от плотности жидкости, достаточной для подъема поплавка 4, установленного по свободной посадке в корпусе 1. Поплавок 4 поднимается вместе с запорным органом 9 до тех пор, пока уплотнительный элемент 10 не войдет в контакт с седлом 11. При дальнейшем увеличении давления заправки жидкости увеличивается и плотность прилегания элемента 10 к седлу 11. Клапан надежно закрыт, предотвращая пролив жидкости. Крепление пластины 7 снизу днища 5 позволяет обеспечить повышенную надежность конструкции. Поскольку в процессе заправки часть жидкости может выдавливаться через пористую пластину 7 (в полость дренажа), что возможность при повышении давления заправки до величины больше
![отсечной дренажный клапан, патент № 2084740](/images/patents/388/2084059/916.gif)
Класс F16K31/22 с поплавком, жестко присоединенным к клапану
устройство для отвода газа - патент 2395026 (20.07.2010) | |
автоматический воздушный клапан - патент 2227855 (27.04.2004) | |
запорное устройство - патент 2110004 (27.04.1998) |
Класс F16K33/00 Поплавки для приведения в действие клапанов или других запорных устройств
воздухоотводчик - патент 2123145 (10.12.1998) | |
поплавковый датчик уровня для топливных систем транспортных средств - патент 2109195 (20.04.1998) | |
дренажно-отсечной клапан - патент 2018759 (30.08.1994) |