Регулирующий клапан
Регулирующий клапан предназначен для использования в области трубопроводной арматуры. Регулирующий клапан содержит корпус. Последний имеет входное и выходное отверстия и канал. По последнему текучая среда проходит от входного отверстия к выходному отверстию. Регулирующий клапан содержит исполнительный механизм. Последний размещен в соединенной с корпусом камере. Перемещаемая колонка выполнена с возможностью перемещения вдоль оси посредством исполнительного механизма в диапазоне движения от крайнего отведенного положения до крайнего выдвинутого положения. По меньшей мере часть перемещаемой колонки выполнена полой. Узел запорного клапана частично размещен внутри перемещаемой колонки и выполнен с возможностью скользящего перемещения параллельно упомянутой оси относительно перемещаемой колонки. Запорный клапан установлен на гильзе. Последняя выполняется встроенной в затвор клапана. Канал имеет форму, при которой поток текучей среды от входного отверстия к выходному отверстию создает тенденцию к перемещению затвора клапана по направлению к открытому положению. Обеспечивается повышение надежности работы клапана. 7 з. п. ф-лы, 10 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к регулирующим клапанам для текучих сред. Более конкретно, настоящее изобретение относится к устойчивому регулирующему клапану, имеющему двухкамерный исполнительный механизм.
Уровень техники
Регулирующие клапаны для текучих сред хорошо известны в данной области техники. Регулирующие клапаны используются для регулирования или полного перекрытия потока жидкостей (органических или неорганических), а также систем газообразных веществ.
Примером регулирующих клапанов диафрагменного типа является описанный в патенте США №5386646 клапан под названием «Диафрагменный регулирующий клапан» (Вейнгартеном (Weingarten) в 1994 г.). Диафрагменный регулирующий клапан этого типа включает в себя диафрагменный клапанный элемент, имеющий внешнюю периферийную часть для закрепления диафрагмы внутри корпуса клапана, затворную часть клапана, выполненную с возможностью перемещения относительно седла клапана для регулирования потока. Этот регулирующий клапан также включает в себя промежуточную гибкую часть, обеспечивающую перемещение затворной части клапана, и цилиндрическую направляющую часть между направляемой затворной частью клапана и промежуточной гибкой частью. Другие гидравлические клапаны, диафрагменные клапаны и иные клапаны изготовляются фирмой «Клейтон Со. ЛТД» (Clayton Co., LTD) и называются клапанами фирмы «Клейтон».
Одной из проблем, характерных для клапанов такого типа и не решенных до сих пор, является недостаток устойчивости работы затвора. Устойчивость и непрерывность, при которых осуществляется действие перекрытия потока клапаном, являются необходимыми для того, чтобы блокировать и заглушить поток текучих сред через канал клапана, несмотря на турбулентность и ударные волны текучей среды или окружающей среды.
Также желательно улучшить работу регулирующих клапанов, чтобы улучшить их воздействие, обеспечивая лучшее регулирование давления и лучшие меры предосторожности.
Раскрытие изобретения
Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы разработать регулирующий клапан для текучей среды, который является устойчивым и лучше выдерживает удары, которые инициируются текучими средами, проходящими через клапан, или инициируются из окружающей среды регулирующего клапана.
Другая задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы разработать регулирующий клапан для текучей среды, который снабжен относительно широкой колонкой, которая облегчает направленное перемещение, и устойчивым затвором канала регулирующего клапана. Ширина колонки составляет примерно 40-60 процентов диаметра седла клапана.
Еще одна задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы разработать регулирующий клапан для текучей среды, который снабжен исполнительным механизмом с гидравлическим или пневматическим приводом. Исполнительный механизм согласно настоящему изобретению снабжен диафрагмой, которая делит этот исполнительный механизм на две камеры регулирования, что облегчает лучшее регулирование давлений в обеих камерах. Более того, предусмотрены также возможности регулирования потока и давления в соответствии с измерениями давления в канале.
Дополнительная задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы разработать регулирующий клапан для текучей среды, который снабжен независимым внутренним запорным клапаном. Полый шток широкой колонки играет роль корпуса для этого внутреннего запорного клапана.
Таким образом, предложен регулирующий клапан для регулирования текучих сред, проходящих через него, причем упомянутый регулирующий клапан содержит:
корпус, имеющий входное отверстие, выходное отверстие и канал, по которому текучая среда проходит от упомянутого входного отверстия к упомянутому выходному отверстию,
перемещаемую колонку, снабженную внутренним концентрическим болтом, причем упомянутая перемещаемая колонка приводится в действие посредством исполнительного механизма, а упомянутый исполнительный механизм расположен в камере, которая соединена с упомянутым корпусом,
затвор клапана, прикрепленный к упомянутой перемещаемой колонке,
при этом упомянутая перемещаемая колонка движется между крайним отведенным положением, в котором упомянутое входное отверстие сообщается посредством текучей среды с упомянутым выходным отверстием, и крайним выдвинутым положением, в котором упомянутый затвор клапана герметично блокирует прохождение текучей среды через упомянутый регулирующий клапан,
вследствие чего упомянутая перемещаемая колонка выполнена относительно широкой, так что эта колонка и внутренний болт придают устойчивость и надежность работе упомянутого регулирующего клапана.
Кроме того, в соответствии с еще одним предпочтительным конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения в упомянутый корпус ввинчено круглое седло клапана, окружающее упомянутый канал, причем упомянутое круглое седло клапана выполнено с возможностью размещения в нем и опирания упомянутого затвора клапана, и при этом ширина упомянутой колонки составляет примерно 0,4-0,6 диаметра упомянутого седла клапана.
Кроме того, в соответствии с еще одним предпочтительным конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения управление упомянутым исполнительным механизмом осуществляется с помощью гидравлического средства, в котором упомянутая перемещаемая колонка движется за счет изменения давления в упомянутой камере.
Кроме того, в соответствии с еще одним предпочтительным конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения упомянутая камера разделена на две части диафрагмой, причем упомянутая диафрагма соединена с упомянутой перемещаемой колонкой.
Кроме того, в соответствии с еще одним предпочтительным конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения упомянутая перемещаемая колонка снабжена тарелкой, а ширина упомянутой тарелки больше, чем ширина упомянутой перемещаемой колонкой, и при этом упомянутая диафрагма соединена с упомянутой тарелкой посредством верхней шайбы диафрагмы.
Кроме того, в соответствии с еще одним предпочтительным конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения, когда упомянутая перемещаемая колонка отведена, упомянутый болт заключен в верхней крышке, причем упомянутая верхняя крышка представляет собой гильзу, выполненную с возможностью направления упомянутого болта вверх, вследствие чего упомянутая перемещаемая колонка устойчиво поддерживается при отводе.
Кроме того, в соответствии с еще одним предпочтительным конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения между упомянутым болтом и упомянутой верхней крышкой расположена опора.
Кроме того, в соответствии с еще одним предпочтительным конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения упомянутая опора изготовлена из бронзы.
Кроме того, в соответствии с еще одним предпочтительным конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения упомянутая камера находится в продолжении упомянутого корпуса, которое является цилиндрическим средним фланцем, причем упомянутый цилиндрический средний фланец прикреплен к упомянутому корпусу винтами.
Кроме того, в соответствии с еще одним предпочтительным конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения часть упомянутого цилиндрического среднего фланца примыкает к упомянутой колонке.
Кроме того, в соответствии с еще одним предпочтительным конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения между частью упомянутого среднего фланца и перемещаемой колонкой предусмотрена опора, так что эта колонка может свободно скользить по фланцу.
Кроме того, в соответствии с еще одним предпочтительным конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения упомянутая опора является линейной опорой.
Кроме того, в соответствии с еще одним предпочтительным конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения упомянутая опора изготовлена из бронзы.
Кроме того, в соответствии с еще одним предпочтительным конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения упомянутая камера снабжена, по меньшей мере, одним отверстием.
Кроме того, в соответствии с еще одним предпочтительным конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения в одном из упомянутых, по меньшей мере одном, отверстий предусмотрен индикатор положения клапана, причем упомянутый индикатор положения клапана соединен с упомянутой колонкой, а часть упомянутого индикатора высоты расположена снаружи упомянутого регулирующего клапана.
Кроме того, в соответствии с еще одним предпочтительным конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения в упомянутом корпусе предусмотрена нижняя направляющая, причем одна сторона упомянутой нижней направляющей закреплена в уплотненном высверленном отверстии, которое находится под упомянутым болтом и выровнено с ним.
Кроме того, в соответствии с еще одним предпочтительным конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения внутри упомянутой перемещаемой колонки и концентрично ему предусмотрен запорный затвор, причем упомянутый запорный затвор установлен на гильзе, а упомянутая гильза заключена в упомянутом корпусе клапана.
Кроме того, в соответствии с еще одним предпочтительным конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения часть упомянутой нижней направляющей вставлена внутрь упомянутой гильзы, так что упомянутая нижняя направляющая направляет упомянутый запорный затвор, когда поршень упомянутой направляющей скользит внутри упомянутой колонки.
Кроме того, в соответствии с еще одним предпочтительным конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения, когда текучая среда течет от упомянутого выходного отверстия к упомянутому входному отверстию, упомянутый запорный затвор скользит вниз внутри колонки, толкая упомянутый затвор клапана и тем самым предотвращая протекание текучей среды по упомянутому каналу.
Кроме того, в соответствии с еще одним предпочтительным конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения между упомянутой перемещаемой колонкой и упомянутым запорным затвором предусмотрена запорная опора.
Кроме того, в соответствии с еще одним предпочтительным конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения, упомянутый запорный затвор снабжен индикатором положения.
Кроме того, в соответствии с еще одним предпочтительным конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения упомянутый индикатор положения проходит сквозь каналец, просверленный в упомянутом болте, и при этом упомянутый индикатор положения выступает через упомянутую верхнюю крышку, и упомянутый индикатор положения прикреплен к упомянутому канальцу посредством уплотнения индикатора.
Кроме того, в соответствии с еще одним предпочтительным конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения упомянутый запорный затвор снабжен средством регулирования скорости, причем упомянутое средство регулирования скорости выполнено с возможностью амортизации и регулирования скорости движения упомянутого запорного затвора.
Кроме того, в соответствии с еще одним предпочтительным конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения упомянутое средство регулирования скорости представляет собой, по меньшей мере, одно сопловое отверстие, предусмотренное в запорном затворе.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 показана изометрическая проекция регулирующего клапана в соответствии с предпочтительным конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения.
На фиг.2а, b, с, d показаны соответственно вид сбоку, вид сзади, вид сверху и вид снизу регулирующего клапана, изображенного на фиг.1.
На фиг.3а, b показано поперечное сечение на виде сбоку регулирующего клапана, изображенного на фиг.1, соответственно в открытом положении и закрытом положении.
На фиг.4а, b, с показаны поперечные сечения на виде сбоку независимого внутреннего запорного клапана в соответствии с еще одним предпочтительным конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения соответственно в открытом положении, закрытом положении и запорном закрытом положении.
Осуществление изобретения
Особые регулирующие клапаны согласно настоящему изобретению предназначены для регулирования потока текучих сред, будь то жидкости или газ. Регулирующие клапаны согласно настоящему изобретению в предпочтительном варианте имеют гидравлическое управление, но могут иметь также электрическое управление или иное управление. Регулирующие клапаны согласно настоящему изобретению могут быть снабжены запорным клапаном, который автоматически срабатывает, когда изменяется режим течения.
Обратимся теперь к фиг.1, где показана изометрическая проекция регулирующего клапана в соответствии с предпочтительным конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения. Регулирующий клапан 10 имеет широкий основной корпус 12, имеющий, по существу, колоколообразную форму. Корпус 12 снабжен входным отверстием 14 (выше по течению) и выходным отверстием 16 (ниже по течению), каждое из которых снабжено фланцем 18, выполненным с возможностью присоединения регулирующего клапана 10 к трубопроводу (не показан на чертежах). Чтобы прикрепить регулирующий клапан 10 к трубопроводу, фланец 18 снабжен высверленными отверстиями 19, через которые можно завинчивать винты, завинчиваемые в соответствующий фланец на краю трубопровода. Текучая среда, которая течет по трубопроводу, а значит - и через клапан, протекает от входного отверстия 14 к выходному отверстию 16, при этом линии течения поддерживаются квазипрямыми.
К основному корпусу 12 прикреплен средний фланец 20, который работает как разделительная перегородка между основным корпусом и камерой поршневого исполнительного механизма (показанного на изображениях поперечных сечений на фиг.3). Внешний контур среднего фланца 20 по форме представляют собой короткий цилиндр, который прикреплен сверху колоколообразного основного корпуса. Крышка 22 закрывает камеру исполнительного механизма. Средний фланец 20 жестко прикреплен к основному корпусу 12 несколькими болтами 24, причем все эти болты расположены по линии соединения между обоими корпусами, а крышка 22 тоже прикреплена несколькими болтами 26 к среднему фланцу 20. Крышка 28 верхней направляющей привинчена винтами 30 к крышке 22. Крышка 22 снабжена верхними стопорными ребрами 33 (лучше видными на фиг.3а), которые стопорят движения внутренних деталей, что будет рассмотрено ниже, после достижения крышки 22. Наверху крышки 28 верхней направляющей предусмотрена центральная индикаторная заглушка 32, так что в ней можно установить индикатор положения.
Обратимся теперь к фиг.2а, где изображен вид сбоку регулирующего клапана, показанного на фиг.1. На этом виде сбоку можно легко рассмотреть плавный профиль корпуса 12 между входным отверстием 14 и выходным отверстием 16. Одним из недостатков большинства регулирующих клапанов является разрыв, вносимый клапаном в режим течения текучей среды, протекающей по магистрали, с которой соединен клапан. Разрыв линий течения выражен резче, когда поток в магистрали течет в поршневом режиме, что является наиболее частым случаем, особенно - в промышленности. Основная линия течения в случае регулирующих клапанов согласно настоящему изобретению не отклоняется на угол, превышающий 45°. Плавный профиль выше по течению и ниже по течению, присущий корпусу, через который течет текучая среда, вносит минимальный разрыв в линии течения текучей среды, когда клапан находится в полностью открытом положении, так что поток остается, по существу, устойчивым, а давление в трубопроводе остается, по существу, неизменным.
Корпус 12 снабжен четырьмя гидравлическими регулировочными гнездами 36, которые можно использовать для установки гидравлических регулировочных муфт или соединений. На внешней поверхности корпуса 12 нарисована стрелка 38, чтобы указать направление потока.
Обратимся теперь к фиг.2b, где изображен вид сзади регулирующего клапана, показанного на фиг.1. Внутри корпуса 12 через выходное отверстие 16 можно рассмотреть канал 40 клапана 10, а также часть затвора 42 клапана. Затвор 42 клапана является подвижной деталью, которая регулирует поток текучей среды при переходе от полностью закрытого канала 40 к полностью открытому каналу. Регулирование потока осуществляется в соответствии с положением затвора 42 клапана, что будет во всех подробностях рассмотрено ниже.
Регулирующий клапан 10 снабжен лапами 44, предпочтительно, двумя поперечными лапами, которые служат клапану опорами. Каждая из лап 44 может быть продолжением фланца 18.
Обратимся теперь к фиг.2с и d, где изображены соответственно вид сверху и вид снизу регулирующего клапана, показанного на фиг.1. На обоих чертежах можно без затруднений рассмотреть колоколообразную форму регулирующего клапана 10. Нижняя часть корпуса 12 снабжена уплотненным сливным отверстием 46, которое можно использовать для технического обслуживания клапана, чтобы сливать жидкости из этого клапана.
Обратимся теперь к фиг.3а и b, где изображено поперечное сечение на виде сбоку регулирующего клапана, показанного на фиг.1, соответственно в открытом положении и закрытом положении. Недвусмысленно показан обтекаемый профиль канала 40, и это является преимуществом над клапанами других типов, пояснение которых приведено выше. Стрелка 48 показывает направление потока текучих сред по каналу 40 от входного отверстия 14 к выходному отверстию 16. Круглое седло 100 клапана, окружающее канал 40, привинчено винтами 102 к корпусу 12. Седло 100 клапана выполнено с возможностью размещения и опирания затвора 42 клапана, который регулирует поток через канал. Этот поток регулируется расстоянием затвора 42 клапана от седла 100 клапана; например, когда затвор 42 примыкает к седлу 100 клапана и сидит на нем, жидкость через регулирующий клапан 10 не проходит (фиг.3b), а когда затвор 42 клапана находится в крайнем верхнем положении (фиг.3а), то клапан полностью открыт и жидкость может свободно течь через этот регулирующий клапан. На окружности затвора 42 клапана имеется уплотнение 106 клапана, привинченное винтами 114 и удерживаемое на месте шайбой 107 уплотнения. В закрытом положении, показанном на фиг.3b, уплотнение 106 клапана препятствует какой бы то ни было утечке текучей среды из места, находящегося выше по течению, в место, находящееся ниже по течению, так что регулирующий клапан 10 герметично блокирует даже просачивание текучей среды.
Затвор 42 клапана прикреплен к колонке, которой придана форма грибка, имеющего, в частности, широкий полый шток (ножку) 108 и тарелку (шляпку) 112. Особым, рассматриваемым ниже признаком колонки в регулирующих клапанах согласно настоящему изобретению является то, что эта колонка является относительно широкой (ее ширина составляет примерно 40-60 процентов диаметра седла клапана), обеспечивая направленное перемещение и устойчивость колонки. Внутри штока 108 расположен концентрический центральный болт 110. Одна сторона центрального болта 110 прикреплена к стакану 104 в затворе 42 клапана, а другая сторона проходит через тарелку 112 и верхнюю шайбу 124 диафрагмы. Стакан 104 представляет собой неотъемлемую часть затвора 42 клапана и прикреплен к нему винтом 120. Колонка приводит затвор 42 клапана в движение вверх и вниз между открытым и закрытым положениями. Тот факт, что затвор имеет более широкий шток по сравнению с известными регулирующими клапанами, обеспечивает возможность устойчивого регулирования потока и давления посредством регулирующего клапана согласно настоящему изобретению.
Движения колонки обуславливаются работой регулировочной камеры исполнительного механизма. Регулировочная камера исполнительного механизма ограничена средним фланцем 20, крышкой 22 и штоком 108. Средний фланец 20 снабжен внутренним продолжением, которое примыкает к штоку 108. Центральная опора 116, которая является линейной опорой и снабжена кольцевыми уплотнениями 117 круглого поперечного сечения, расположена между продолжением среднего фланца 20 и штоком 108, так что этот шток может скользить по фланцу, когда он движется между открытым и закрытым положениями. Центральная опора 116 прикреплена к продолжению фланца винтами 118.
Исполнительный механизм согласно настоящему изобретению предпочтительно является гидравлическим исполнительным механизмом, приводимым в действие диафрагмой, которая делит этот исполнительный механизм на две регулировочные камеры - верхнюю и нижнюю камеры. Диафрагма 122 представляет собой круглый эластичный материал, который подвешен с помощью болтов 26 между крышкой 22 и средним фланцем 20. Диафрагма 122 находится рядом с тарелкой 112 колонки и прикреплена к ней верхней шайбой 124 диафрагмы, закрепленной винтами 126. Диафрагма 122 делит исполнительный механизм на две камеры, каждая из которых имеет разный объем, зависящий от положения диафрагмы, а значит - и положения колонки. Можно поддерживать разные давления в верхней и нижней камерах или выравнивать давление в обеих камерах. Чтобы иметь возможность регулировать давления в этих камерах, в крышке и в разделительной перегородке (среднем фланце 20) предусмотрены регулировочные отверстия. Регулировочные отверстия 128 просверлены в крышке 22, так что давление в верхней камере является регулируемым. Регулировочное отверстие 130 просверлено в боковой стенке среднего фланца 20. Еще одно отверстие 132 просверлено в продолжении среднего фланца 20, так что нижняя камера подключена к давлению в местах ниже по течению в случаях, когда только верхняя камера регулирует действие клапана.
Корпус 12 снабжен высверленным отверстием, которое высверлено в находящейся выше по течению стороне клапана. Это высверленное отверстие снабжено поточным самоперекрывающимся фильтром 136. Эффективная поверхность тарелки 112 больше, чем эффективная поверхность затвора 42 клапана, так что даже когда давление выше по течению является таким же, как давление в верхней камере, равнодействующая сила колонки будет увлекать ее вниз, по направлению к затвору.
Когда клапан нужно закрыть, давление в верхней камере поднимают посредством внепоточного гидравлического отверстия 128. Давление в верхней камере вызывает нажим вниз на диафрагму 122 с одновременным нажимом на тарелку 112 колонки. Рассматривая фиг.3b, где регулирующий клапан согласно настоящему изобретению изображен в закрытом положении, можно увидеть, что вся грибкообразная колонка находится в нижнем положении, тогда как затвор 42 клапана сидит на седле 100 клапана. Шток 108 скользит по центральной опоре 116. В любом положении между двумя крайними положениями (открытым и закрытым) регулирование давлений может быть осуществлено посредством регулировочных отверстий 128, 130 и 132.
Центральный болт 110 прикреплен наверху верхней шайбы 124 диафрагмы к верхней направляющей 138 гайкой 140. Верхняя направляющая 138, которая скользит по верхней опоре 137, придает дополнительную устойчивость движениям колонки вверх и вниз. В открытом положении, которое можно рассмотреть на фиг.3а, верхняя направляющая 138 полностью заключена в крышке 28 верхней направляющей. Верхняя направляющая 138 снабжена высверленными отверстиями 144, которые обеспечивают протекание воды через них, так что эту направляющую можно легко вставить в крышку 28 верхней направляющей. Предусмотрены внутренние верхние стопорные ребра 34 для ограничения расстояния, проходимого колонкой, когда клапан открывается. Верхняя опора 140, а также центральная опора 116 предпочтительно изготовлены из бронзы.
Корпус 12 также снабжен уплотненным высверленным отверстием 142, которое расположено, по существу, под центральным болтом 110. Это уплотненное отверстие не выполняет никакой функции в приложении, проиллюстрированном на фиг.3а и b, но в него можно установить запорный клапан. Это приложение показано на фиг.4а, b и с, а его пояснение приводится ниже.
Обратимся теперь к фиг.4а, b и с, где показаны поперечные сечения на виде сбоку запорного регулирующего клапана в соответствии с еще одним предпочтительным конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения соответственно в открытом положении, закрытом положении и в запорном закрытом положении. Основные признаки регулирующего клапана 200 аналогичны признакам регулирующего клапана 10 и ясно видны на фиг.4а, но регулирующий клапан 200 также снабжен запорным клапаном, который является предохранительным устройством. Этот запорный клапан закрывает регулирующий клапан 200, препятствуя прохождению текучей среды после резкого изменения режима течения, например, если жидкость внезапно течет вспять. По этой причине, уплотненное высверленное отверстие 142 открывается, и нижняя направляющая 202 вставляется и располагается одним концом в уплотненном отверстии 142. Другой конец нижней направляющей 202 вставляется посредством скольжения в гильзу 206, которая ввинчена через высверленное отверстие, выполненное в центре модифицированного затвора 204 клапана. Гильза 206 расположена внутри штока 108 и, по существу, концентрична этому штоку. Вокруг модифицированного затвора 204 клапана расположены уплотнение 106 клапана и шайба 107 клапана, аналогичные уплотнению клапана и шайбе уплотнения, которые предусмотрены в регулирующем клапане 10.
Часть гильзы 206, которая находится внутри штока 208, прикреплена к запорному амортизирующему поршню 208, который ограничен внутренней боковой стенкой штока. Запорный амортизирующий поршень 208 может скользить внутри штока 108 вниз, толкая вниз гильзу 206, а также модифицированный затвор 204 клапана. Эту ситуацию можно рассмотреть на фиг.4с, где запорный поршень изображен в закрытом положении, тогда как исполнительный механизм открыт; следовательно, диафрагма 122 и грибкообразная колонка находятся в верхнем положении. В этой ситуации, регулирующий клапан 200 закрыт для пропускания жидкостей от его выходного отверстия 16 к его входному отверстию 14, поскольку модифицированный затвор 204 клапана сидит на седле 100 клапана и перекрывает канал 40, но этот затвор регулирующего клапана не зависит от положения диафрагменного исполнительного механизма. Нижняя направляющая 202 облегчает точное и устойчивое скольжение запорного затвора 204 по запорной опоре 212, когда поршень 208 направляется внутренней стенкой штока 108.
Запорный амортизирующий поршень 208 снабжен сопловыми отверстиями 210, которые действуют как регуляторы скорости. Сопловые отверстия 210 могут быть фиксированными или однопутевыми отверстиями, которые создают турбулентность и позволяют реализовать регулируемую скорость закрывания запорного поршня. Падение поршня, а также его движение вверх, амортизируется. Можно использовать любые другие средства регулирования скорости движения запорного поршня, например, можно использовать игольчатые клапаны.
Форма колонки аналогична форме колонки в конкретном варианте 10 осуществления, за исключением центрального болта, который теперь короче ввиду расположения запорного поршня внутри штока. Болт 214, который проходит сквозь тарелку 122 и верхнюю шайбу 124 диафрагмы, снабжен каналом 216, просверленным, по существу, по центру болта. Запорный индикатор 218, соединенный с верхушкой запорного поршня 208, проходит через канал 216 и указывает положение запорного поршня. Запорный индикатор 218 снабжен седлом 224 запорного индикатора, которое стабилизирует индикатор на его месте в канале 216. Как можно увидеть на фиг.4а, запорный индикатор 218 показывает, что запорный шток 218 находится в его верхнем положении, а на фиг.4b и с запорный индикатор 218 показывает, что запорный шток находится в нижнем положении, следовательно, клапан закрыт.
Чтобы различить два закрытых положения - закрытого запорного поршня и закрытой колонки, предусмотрен дополнительный индикатор 220 положения исполнительного механизма. Индикатор 220 проходит сквозь крышку 22 и подвешен к верхней шайбе 124 диафрагмы с помощью крючка 222. Также предусмотрена боковая индикаторная заглушка 134. Когда канал 40 закрывается из-за падения запорного поршня 208 после резкого изменения режима течения, запорный индикатор 218 находится в нижнем положении, тогда как индикатор 220 остается в верхнем положении (показанном на фиг.4с). Когда канал 40 закрывается из-за регулярного закрывания колонки, приводимой в действие диафрагменным исполнительным механизмом, оба индикатора - 218 и 220 - оказываются в нижнем положении (показанном на фиг.4b).
Должно быть ясно, что описание конкретных вариантов осуществления и прилагаемых чертежей, приведенное в данном описании, служит лишь для лучшего понимания изобретения, не ограничивая его объем, охватываемый нижеследующей формулой изобретения.
Также должно быть ясно, что специалист в данной области техники - по прочтении данного описания - сможет внести корректировки или уточнения в прилагаемые чертежи и вышеописанные конкретные варианты осуществления, которые и в этом виде останутся охватываемыми нижеследующей формулой изобретения.
1. Регулирующий клапан для регулирования потока текучих сред, проходящих через него, содержащий
(а) корпус, имеющий входное отверстие, выходное отверстие и канал, по которому текучая среда проходит от входного отверстия к выходному отверстию;
(б) исполнительный механизм, размещенный в камере, соединенной с корпусом;
(в) перемещаемую колонку, выполненную с возможностью перемещения вдоль оси посредством исполнительного механизма в диапазоне движения от крайнего отведенного положения до крайнего выдвинутого положения, при этом по меньшей мере часть перемещаемой колонки выполнена полой;
(г) узел запорного клапана, частично размещенный внутри перемещаемой колонки и выполненный с возможностью скользящего перемещения параллельно упомянутой оси относительно перемещаемой колонки, запорный клапан, установленный на гильзе, которая выполняется встроенной в затвор клапана;
(д) затвор клапана, связанный с узлом запорного клапана так, что, когда перемещаемая колонка перемещается в крайнее выдвинутое положение, перемещаемая колонка принудительно переводит узел запорного клапана и затвор клапана в уплотняющее положение, в котором затвор клапана блокирует прохождение текучей среды от входного отверстия к выходному отверстию, а когда перемещаемая колонка перемещается по направлению к крайнему отведенному положению, узел запорного клапана обеспечивает перемещение затвора клапана между уплотняющим положением и открытым положением, в котором входное отверстие находится в сообщении посредством текучей среды с выходным отверстием.
2. Регулирующий клапан по п.1, в котором упомянутый канал имеет такую форму, что поток текучей среды от входного отверстия к выходному отверстию создает тенденцию к перемещению затвора клапана по направлению к открытому положению.
3. Регулирующий клапан по п.1, в котором узел запорного клапана выполнен таким образом, что сила тяжести создает тенденцию к перемещению затвора клапана по направлению к упомянутому закрытому положению.
4. Регулирующий клапан по п.1, в котором шток перемещаемой колонки является, по существу, цилиндрическим, в котором часть узла запорного клапана расположена, по существу, соосно внутри полого штока.
5. Регулирующий клапан по п.1, в котором узел запорного клапана включает в себя амортизирующий поршень, причем амортизирующий поршень расположен внутри полого штока, ограничивая скорость движения узла запорного клапана относительно упомянутой перемещаемой колонки.
6. Регулирующий клапан по п.1, дополнительно содержащий направляющую опору, связанную с корпусом и проходящую через канал параллельно упомянутой оси, причем узел запорного клапана введен в контакт с возможностью скольжения по упомянутой направляющей опоре.
7. Регулирующий клапан по п.1, дополнительно содержащий индикатор положения, связанный с узлом запорного клапана с обеспечением возможности указания регулирующему клапану текущего положения узла запорного клапана.
8. Регулирующий клапан по п.1, дополнительно содержащий индикатор положения, связанный с перемещаемой колонкой с обеспечением возможности указания регулирующему клапану текущего положения перемещаемой колонки.
