Регулирующий клапан (варианты)
Группа изобретений относится к общему машиностроению, а именно к регулирующей трубопроводной арматуре, и предназначена для управления расходом агрессивной, пожаровзрывоопасной, ядовитой жидкой или газообразной среды. Регулирующий клапан содержит корпус, запорный орган, коаксиально расположенный к последнему (корпусу), зафиксированный от проворота и установленный с возможностью осевого перемещения, ведущую и ведомую магнитную полумуфты, привод, седло. В первом варианте запорный орган выполнен в виде полого цилиндра со ступенчатой наружной поверхностью и окнами со стороны седла для прохождения рабочей среды. Во втором варианте запорный орган имеет форму вала со ступенчатой наружной поверхностью. Запорный орган и в том, и в другом вариантах соединен непосредственно с ведомой полумуфтой. Ведомая полумуфта имеет, как и ведущая полумуфта, максимальное четное количество постоянных магнитов. С торца ведущей полумуфты установлен магнитный упор. Группа изобретений проста конструктивно и технологична в изготовлении, имеет малые габариты, точно фиксирует положение ведущей магнитной полумуфты, надежна в работе и обеспечивает высокую степень герметичности. 2 н.п. ф-лы, 5 ил.
Изобретение относится к общему машиностроению, а именно к регулирующей трубопроводной арматуре, и может быть использовано для управления расходом жидкой или газообразной среды, в том числе агрессивной, пожаровзрывоопасной, ядовитой.
Известен клапан, имеющий корпус цилиндрической формы, с входным и выходным патрубками, запорный орган, коаксиально установленный к корпусу, состоящий из штока и затвора, контактирующего с седлом. Затвор соединен резьбой с неподвижной осью, консольно закрепленной на пилонах корпуса, и имеет со стороны входящего патрубка выступы, входящие в соответствующие впадины на входном патрубке (Патент US №2792194 МПК F16K 31/00). Недостатком данной конструкции является ее сложность, большие габариты из-за наличия только двух пар магнитов, не позволяющие применение более простых устройств приводов для приведения в движение ведущей магнитной полумуфты и для обеспечения точной фиксации положения ведомой магнитной полумуфты, недостаточная надежность работы клапана в связи с обтеканием рабочей средой наружной поверхности ведомой магнитной полумуфты.
Технической задачей данной разработки является упрощение конструкции, обеспечение точной фиксации ведущей магнитной полумуфты, возможность применения более простого и технологичного привода для ведущей магнитной полумуфты, уменьшение габаритов за счет увеличения воздействия магнитного поля, обеспечение высокой степени герметичности и надежности с прохождением рабочей среды внутри ведомой магнитной полумуфты.
Данная задача решается за счет конструкции регулирующего клапана (клапана), состоящего из корпуса цилиндрической формы, внутри которого коаксиально расположен затвор, имеющий ступенчатую наружную поверхность и соединенный с ведомой магнитной полумуфтой, установленный с возможностью осевого перемещения, зафиксированный от проворота, а также для обеспечения соосности с седлом с помощью пазов, в которые входят соответствующие выступы в крышке корпуса. В первом варианте затвор имеет форму полого цилиндра с окнами со стороны седла, а во втором варианте затвор имеет форму вала. Рабочая среда проходит внутри ведомой магнитной полумуфты. На корпусе клапана с торца ведущей магнитной полумуфты неподвижно закреплен магнитный упор, обеспечивающий точную фиксацию положения ведущей и ведомой магнитных полумуфт, имеющих максимальное четное количество постоянных магнитов. При работе данного клапана возможна подача рабочей среды со стороны седла и наоборот, т.е. направление движения потока рабочей среды - любое. В первом варианте рабочая среда проходит через окна затвора внутрь последнего и далее проходит внутри ведомой магнитной полумуфты. Во втором варианте рабочая среда проходит внутри ведомой магнитной полумуфты, омывая затвор в виде вала со ступенчатой наружной поверхностью.
Клапан показан на фиг.1 в разрезе (первый вариант), на фиг.2 - разрез А-А фиг.1, на фиг.3 - разрез В-В фиг.1, на фиг.4 - клапан в разрезе с затвором в форме вала (2-ой вариант), на фиг.5 - разрез Б-Б фиг.4.
Клапан состоит из корпуса 1, выполненного из немагнитного материала, ведомой магнитной полумуфты 2, ведущей магнитной полумуфты 3 привода 4 для передачи вращения (например, штурвал, шкив, червячное колесо и т.д.) затвора 5 со ступенчатой наружной поверхностью, соединенного с ведомой магнитной полумуфтой 2 с помощью резьбы, которые входят в пазы на затворе 5. С торца ведущей магнитной полумуфты 3 установлен магнитный упор 6, закрепленный на корпусе 1 неподвижно. Ведомая и ведущая магнитные полумуфты имеют максимальное четное количество постоянных магнитов 7, установленных по диаметру. В крышке 8 корпуса 1 установлено седло 9 и имеются выступы 10.
Поверхность затвора 5, контактирующая с поверхностью седла 9, имеет конусную форму. Кроме того, затвор 5 (фиг.1) имеет окна 11 со стороны седла 9 для прохождения рабочей среды. Во втором варианте затвор 5 имеет форму вала со ступенчатой наружной поверхностью и соединен резьбой с втулкой 12, закрепленной в ведомой магнитной муфте на пилонах 13. Затвор 5 имеет возможность осевого перемещения на величину А (ход затвора). Магниты 7 ведущей магнитной полумуфты 3 защищены с торцов защитными шайбами 14.
Клапан предназначен для регулирования расхода рабочей среды и работает следующим образом. При вращении ведущей магнитной полумуфты 3 с помощью привода 4 крутящий момент от нее передается посредством постоянного магнитного поля, возникающего между магнитами 7 ведущей 3 и ведомой 2 магнитных полумуфт. Вращение ведомой магнитной полумуфты 2 вызывает осевое перемещение затвора 5, что приводит к открытию клапана. Направление движения рабочей среды - в любую сторону. Необходимый расход обеспечивается дросселированием сечения между конусной поверхностью затвора 5 и седлом 9 и зависит от хода затвора. В первом варианте рабочая среда через окна 11 попадает внутрь затвора, а во втором варианте рабочая среда обтекает затвор 5, перемещающийся относительно ведомой магнитной полумуфты 2 по резьбе втулки 12, закрепленной в ведомой магнитной полумуфте 2 на пилонах 13. Магнитный упор 6, выполненный из ферромагнитной стали, обеспечивает притяжение ведущей магнитной полумуфты 3 после ее установки в крайнее положение, обеспечивающее внутреннюю герметичность клапана.
Преимущество данного клапана заключается в простоте конструкции ее деталей и узлов, клапан технологичен в изготовлении, имеет простую и надежную фиксацию положения затвора, что не позволяет несанкционированно перемещать затвор.
1. Регулирующий клапан, содержащий корпус, запорный орган, коаксиально расположенный последнему, зафиксированный от проворота и установленный с возможностью осевого перемещения, ведущую и ведомую магнитные полумуфты, привод, седло, отличающийся тем, что запорный орган, имеющий форму полого цилиндра со ступенчатой наружной поверхностью и окнами со стороны седла для прохождения рабочей среды, соединен непосредственно с ведомой полумуфтой, имеющей, как и ведущая полумуфта, максимальное четное количество постоянных магнитов, кроме того, с торца ведущей полумуфты установлен магнитный упор.
2. Регулирующий клапан, содержащий корпус, запорный орган, коаксиально расположенный последнему, установленный с возможностью осевого перемещения, ведущую и ведомую магнитные полумуфты, привод, седло, отличающийся тем, что запорный орган, имеющий форму вала со ступенчатой наружной поверхностью, соединен непосредственно с ведомой полумуфтой, имеющей, как и ведущая полумуфта, максимальное четное количество постоянных магнитов, кроме того, с торца ведущей полумуфты установлен магнитный упор.
