Клапан с приводом от рабочей среды

Авторы патента:

Владельцы патента RU 2466321:

Панчеха Степан Юрьевич (RU)

Изобретение относится к запорной и регулирующей арматуре. Клапан с приводом от рабочей среды содержит корпус с входным и выходным отверстиями. Запорный орган выполнен в виде седел и размещенного между ними затвора. Последний прикреплен к штоку поршня. Шток поршня связан с корпусом поршневого привода. Полости последнего через управляемые клапаны связаны с полостями корпуса до и после затвора. Поршень связан с указателем положения. За седлом, расположенным за затвором по ходу среды, расположен эжектор в виде сопла, расположенного с зазором относительно корпуса. Полость корпуса после затвора выполнена в виде последовательно расположенных: всасывающей камеры, связанной с управляемыми клапанами, смесительной камеры и диффузора. Датчик перемещения связан с указателем положения. Управляемые клапаны связаны с блоком управления. Управляемые клапаны связаны с полостью до затвора через фильтр. Изобретение направлено на обеспечение работоспособности клапана в условии малого перепада давления на нем при полном открытии, уменьшение изменения давления за затвором по мере его открытия, повышение надежности работы в условии низких давлений, расходов и наличия загрязнений рабочей среды. 2 ил.

Изобретение относится к запорной и регулирующей арматуре.

Известен регулятор потока, содержащий корпус с входным и выходным отверстиями, запорный орган в виде двух седел и размещенного между ними затвора, прикрепленного к поршневому приводу, полости которого через управляемые клапаны связаны с полостями до и после затвора (см. патент РФ №2155363, G05D 7/01, оп. 10.05.92).

Недостатком данной конструкции является то, что при полном открытии клапана перепад на нем близок к нулю, давление за затвором и до затвора примерно равно, особенно при малых значениях рабочего давления и расхода среды, это характерно для шаровых клапанов, полнопроходных задвижек, регулирующих клапанов. При этом вышеуказанный регулятор потока - неработоспособен. Кроме того, имеет место очень неравномерная скорость перемещения затвора, которая обусловлена резким изменением давления за затвором по мере его открытия. Регулятор потока не работает на загрязненной среде из-за выхода из строя управляемых клапанов, дросселей.

Задачами изобретения являются: обеспечение работоспособности клапана в условии малого перепада давления на нем при полном открытии и уменьшение изменения давления за затвором по мере его открытия, повышение надежности работы в условии низких давлений, расходов и наличия загрязнений рабочей среды.

Поставленная задача достигается тем, что в клапане с приводом от собственной среды, содержащем корпус с входным и выходным отверстиями, с запорным органом в виде седел и размещенного между ними затвора, прикрепленного к штоку поршня, который связан с корпусом поршневого привода, полости которого через управляемые клапаны связаны с полостями корпуса до и после затвора, причем поршень связан с указателем положения, за седлом, расположенным за затвором по ходу среды, выполнен эжектор в виде сопла, расположенного с зазором относительно корпуса, а полость корпуса после затвора выполнена в виде последовательно расположенных: всасывающей камеры, связанной с управляемыми клапанами, смесительной камеры и диффузора, а датчик перемещения, связанный с указателем положения, и управляемые клапаны связаны с блоком управления.

Сущность изобретения заключается в использовании эжекторного эффекта для стабильного поддержания давления за затвором более низкого, чем до затвора.

На фиг.1 показан фронтальный разрез клапана в закрытом положении, а на фиг.2 показан фронтальный разрез клапана в открытом положении.

Клапан с приводом от рабочей среды содержит корпус К1 с входным ВО2 и выходным ВО3 отверстиями с запорным органом в виде седел С4 и С5 и размещенного между ними затвора ЗТ6. ЗТ6 прикреплен к штоку Ш7 поршня ПР8 поршневого привода, работающего от рабочей среды PC, связанного (прикрепленного) с К1, полости которого П9, П10 через управляемые (электрически) клапаны УК11, УК12 и УК13, УК14 связаны соответственно с полостями П15 и П16 К1 до и после ЗТ6. ПР8 связан с указателем положения У17.

За С5, расположенным за ЗТ6 по ходу PC, выполнен эжектор в виде сопла С18 (может быть отдельной деталью, частью К1 или, как на фиг.1, являться частью С5), расположенного с зазором относительно К1. П16 К1 после ЗТ6 выполнена в виде последовательно расположенных элементов эжектора: всасывающей камеры ВК19, связанной с УК13, УК14, смесительной камеры СК20 и диффузора Д21 (конструктивно объединен с ВОЗ). Эжектор может быть расположен изнутри К1, как описано выше, и в виде отдельного узла, который крепят к ВО3 К1, но УК13, УК14 должны быть связаны соответственно с его всасывающей камерой ВК. Датчик перемещения ДП22 связан с У17 и вместе с УК11, УК12, УК13, УК14 (электрически) связан с блоком управления БУ23. УК11, УК12 связаны с П15 через фильтр Ф24. Управление УК11, УК12, УК13, УК14 электрическое. В исходном положении ЗТ6 и УК11, УК12, УК13, УК14 закрыты (фиг.1). Возможно и ручное управление УК11, УК12, УК13, УК14 по отдельности или при их объединении в 3-позиционный переключатель необходимости в ДП22 и БУ23 может не быть.

Работа устройства

Открытие клапана

С помощью БУ23 открывают УК11, УК14, а УК12, УК13 закрывают. В закрытом положении ЗТ6 в П16 К1 давление PC всегда меньше, чем в П15 К1. На ПР8 создается усилие F₁ для открытия ЗТ6, которое перемещает его вверх. ,

где Р₁ - давление PC в П15,

S₁ - площадь ПР8 со стороны П9,

Р₂ - давление PC в П16,

S₂ - площадь ПР8 со стороны П10,

S_ш - площадь Ш7.

Ш7, П8, ЗТ6 начинают перемещаться вверх. Скорость перемещения регулируется БУ23, т.е. УК11 или/и УК14 включаются импульсно с регулировкой длительности и скважности электрических импульсов. Клапаны УК - электромагнитного типа, но могут быть и регулирующего типа, тогда регулируют расход через них общеизвестным способом, который и определяет скорость перемещения П8. С одной стороны давление PC в П16 К1 увеличивается и стремится к давлению PC в П15 К1 на входе при условии, что сопротивление PC в зоне ЗТ6 мало. С другой стороны давление PC в П16 уменьшается, т.к. по мере увеличения расхода PC при открытии клапана увеличивается скорость потока в зоне выхода из С18, во ВК 19 создается разрежение (эжекторный эффект, зона пониженного давления). Таким образом, в выходной П16 К1 поддерживается более низкое давление PC по сравнению с П15 К1, что необходимо для нормальной работы поршневого привода от PC. Степень открытия клапана, т.е. положение ЗТ6, определяется технологически, для останова открытия клапана УК11, УК14 закрывают.

Закрытие клапана

С помощью БУ23 открывают УК12, УК13, а УК11, УК14 закрывают. Так как в выходной П16 поддерживается более низкое давление PC по сравнению с П15, что необходимо для нормальной работы поршневого привода, от PC создается усилие F₂ для закрытия ЗТ6, которое перемещает его вниз.

С одной стороны давление PC в П16 увеличивается, т.к. по мере уменьшения расхода PC при закрытии клапана уменьшается скорость потока в зоне выхода из С18, во ВК 19 разрежение уменьшается (эжекторный эффект снижается). С другой стороны давление PC в П16 снижается по сравнению с давлением PC в П15 на входе, т.к. сопротивление PC в зоне ЗТ6 возрастает, перепад давления PC на ЗТ6 растет. Для останова перемещения ЗТ6 УК11, УК12, УК13, УК14 закрывают.

За счет применения Ф24 обеспечивается чистая среда в магистралях УК11, УК12, УК13, УК14, П9, П10, что обеспечивает надежную работу в условии даже незначительного загрязнения среды, для малых проходных сечений УК11, УК12, УК13, УК14 такое загрязнение может привести к выходу их из строя.

За счет применения эжекторного устройства в выходной П16 (ВК19) за ЗТ6, при любом положении ЗТ6, поддерживается достаточный перепад давления ΔP=P₁-P₂ PC по отношению к П15 (более низкое давление PC), что необходимо для работы поршневого привода от PC из условий [1, 2]. При этом эжектор рассчитывают для конкретных параметров PC для обеспечения работоспособности клапана. Для низких рабочих давлений PC в ВК19 П16 К1 может создаваться давление ниже атмосферного (вакуум).

Данный клапан может быть выполнен по - разному в виде клапанов с малым сопротивлением в открытом положении: шарового клапана, шиберного клапана, дискового затвора, запорно-регулирующего клапана (вентиля), шлангового клапана, осесимметричного клапана типа Mokveld, для которых без эжекторного эффекта невозможно выполнить условие [2], т.к. Р₂ близко к P₁ в полностью открытом положении клапана и закрыть клапан невозможно (см. аналог).

Данный клапан может быть использован как устройство для регулирования потока рабочей среды для ТЭС, АЭС.

Клапан с приводом от рабочей среды, содержащий корпус с входным и выходным отверстиями, с запорным органом в виде седел и размещенного между ними затвора, прикрепленного к штоку поршня, который связан с корпусом поршневого привода, полости которого через управляемые клапаны связаны с полостями корпуса до и после затвора, причем поршень связан с указателем положения, отличающийся тем, что за седлом, расположенным за затвором по ходу среды, расположен эжектор в виде сопла, расположенного с зазором относительно корпуса, а полость корпуса после затвора выполнена в виде последовательно расположенных: всасывающей камеры, связанной с управляемыми клапанами, смесительной камеры и диффузора, а датчик перемещения, связанный с указателем положения, и управляемые клапаны связаны с блоком управления, причем управляемые клапаны связаны с полостью до затвора через фильтр.

Похожие патенты:

Запорно-регулирующий клапан // 2460924

Изобретение относится к трубопроводной арматуре. .

Клапан запорный с разгруженным затвором // 2447346

Изобретение относится к арматуростроению и предназначено в качестве запорного клапана с разгрузочным затвором для перекрытия потока рабочей среды с большим давлением и с высокой температурой, преимущественно в атомных энергетических установках.

Разгруженный дисковый клапан // 2445540

Изобретение относится к регулирующей арматуре дискового типа. .

Разгруженный регулирующий клапан // 2436006

Изобретение относится к области энергетического машиностроения и предназначено в качестве регулирующего клапана для использования, например, в устройствах управления паровпуском паровых турбин.

Дроссель регулируемый прямоточный многопроходный // 2424460

Изобретение относится к арматуростроению и предназначено для перекрытия и регулирования давления или расхода потоков загрязненных жидких и газообразных рабочих сред.

Клапан отсекающий автоматический // 2374541

Изобретение относится к трубопроводной арматуре. .

Запорно-регулирующий дисковый клапан // 2372541

Изобретение относится к регулирующей трубопроводной арматуре и предназначено для клапанов дискового типа, применяемых в технологических линиях ТЭЦ, АЭС и нефтехимического производства.

Запорно-регулирующий клапан // 2347128

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и предназначено для установки на технологических линиях газовых промыслов для перекрытия и регулирования расхода транспортируемой среды.

Клапан запорно-регулирующий // 2347125

Изобретение относится к трубопроводной арматуре, к отключающим устройствам с запорным элементом, совершающим скользящее движение вдоль седловой поверхности, имеющей форму поверхности тел вращения, и предназначено для установки на технологических линиях газовых промыслов для перекрытия и регулирования расхода транспортируемой среды.

Запорно-регулирующий клапан // 2341713

Клапан // 2468271

Узел уплотнения для использования с клапанами, имеющими двухсекционную клетку // 2495314

Описан узел уплотнения для использования с клапанами, имеющими двухсекционную клетку. Узел содержит: корпус, задающий отверстие, проходящее вдоль оси для размещения с возможностью перемещения закрывающего элемента, и содержащий первую часть, соединенную с возможностью разъема с второй частью, при этом первая часть содержит первый паз, а вторая часть содержит второй паз, причем первый и второй пазы формируют поверхность уплотнения при соединении первой и второй частей друг с другом, первая часть содержит заплечик, а вторая часть содержит ступенчатую стенку, при этом занлечик взаимодействует со ступенчатой стенкой для облегчения совмещения первой и второй частей; по меньшей мере один уплотняющий элемент, расположенный рядом с поверхностью уплотнения, для упирания с обеспечением уплотнения в закрывающий элемент и смещающий элемент для смещения уплотняющего элемента к поверхности уплотнения. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 3 ил.

Клапанный узел // 2498139

Предложен клапанный узел для регулирования потока текучей среды между рабочей камерой гидравлической машины и трубопроводом текучей среды. Клапанный узел содержит корпус клапана, имеющий седло клапана, проход текучей среды, продолжающийся через корпус клапана, и перемещающийся элемент, содержащий клапанный элемент и выполненный с возможностью работы между открытым положением, в котором клапанный элемент находится на расстоянии от седла клапана, и текучая среда может проходить через проход текучей среды, и закрытым положением, в котором клапанный элемент находится в герметизирующем контакте с седлом клапана, предотвращая прохождение текучей среды через проход текучей среды. Клапанный узел дополнительно образует путь потока текучей среды, проходящий в первом режиме прохождения текучей среды между клапанным элементом и седлом клапана и в проход текучей среды. Клапанный узел дополнительно содержит барьер, расположенный так, что в первом режиме прохождения текучей среды полученная текучая среда проходит к барьеру и отклоняется вокруг периферии клапанного элемента посредством барьера. Таким образом, одна или более сил, которые иначе действовали бы на клапанный элемент для поджатия клапанного элемента к закрытому положению из-за прохождения текучей среды за клапанный элемент в первом режиме прохождения текучей среды, уменьшаются или удаляются. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 7 ил.

Регулирующий клапан // 2529962

Изобретение относится к машиностроению, в частности к регулирующей трубопроводной арматуре, предназначенной для перекрытия и регулирования потока проходящей среды. Регулирующий клапан содержит корпус с подводящим и отводящим патрубками и установленным внутри него запорным узлом, состоящим из двух коаксиальных полых цилиндров, в стенках которых выполнены преимущественно радиальные отверстия, а на внутренней и наружной поверхностях - опорная уплотнительная поверхность седла. За счет изменения проходного сечения отверстий происходит изменение проходного сечения всего запорного регулирующего органа. Регулирование расхода осуществляется за счет перемещения цилиндров друг относительно друга при помощи зубчатой реечной передачи, зубья которой установлены под углом к продольной оси клапана. Положение неподвижной части относительно подвижной части определяется по положению указателя положения. Изобретение направлено на расширение функциональных возможностей регулирующего клапана. 2 ил.

Двунаправленный самобалансирующийся запорный клапан давления // 2559216

Двунаправленный самобалансирующийся запорный клапан давления содержит корпус клапана, тарелку клапана, нажимное кольцо, крышку клапана, шток клапана и балансировочное отверстие, в котором тарелка клапана размещена в камере корпуса клапана. Нажимное кольцо закреплено на резьбе в верхней части камеры корпуса клапана. Крышка клапана жестко соединена с корпусом клапана. Шток клапана проходит через крышку клапана, и нижний конец штока клапана подвижно соединен с тарелкой клапана. Внешняя поверхность тарелки клапана, нажимного кольца и корпуса клапана образуют кольцевую конусообразную канавку, внутри которой располагается комбинированное уплотнительное кольцо, обладающее высокой термостойкостью или коррозионной стойкостью. Комбинированное уплотнительное кольцо включает верхнюю шайбу, верхнее уплотнительное кольцо, верхнее прокладочное кольцо, блокирующее кольцо, нижнее прокладочное кольцо, нижнее уплотнительное кольцо и нижнюю шайбу. 9 з.п. ф-лы, 4 ил., 2 табл.

Запорно-регулирующее устройство // 2586958

Изобретение относится к арматуростроению и может быть использовано в качестве как запорного, так и регулирующего устройств в технологических трубопроводах различного назначения. Запорно-регулирующее устройство содержит корпус с входным и выходным каналами, в последнем установлено седло, взаимодействующее с управляемым шпинделем плоским шибером с проходным отверстием, закрываемым заслонкой. В выемке шибера помещена заслонка, на торцевых поверхностях которой выполнена(ы) лунка(и), взаимодействующие с размещенным(и) в каналах шибера фиксатором(ами). Последний(е) другим концом взаимодействует(ют) с лункой(ами), выполненной(ыми) на направляющей(их) для шибера поверхности(ях) корпуса. Заслонка соединена со шпинделем и снабжена проходным отверстием, равным проходному отверстию шибера. Последний соединен со шпинделем подвижно в осевом направлении и со стороны входного канала корпуса выемка в шибере для заслонки закрыта плитой с проходным отверстием, соосным с проходным отверстием шибера. Лунки выполнены коническими, а концы фиксаторов либо коническими, либо сферическими. Изобретение направлено на повышение надежности работы устройства. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

Клапан регулирующий прямоточный с гидроприводом // 2626803

Гидравлический клапан // 2637806

Изобретение относится к клапану многоходовому для управления потоком гидравлической жидкости. Клапан содержит гильзу (2), которая содержит, по меньшей мере, первый и второй патрубок (12, 13, 26) и уравновешенный по давлению шток (14), выполненный с возможностью перемещения в гильзе (2) клапана между запирающим положением и по меньшей мере одним первым отпирающим положением. Шток (14) клапана содержит две части (15, 16), перемещаемые друг относительно друга и прижимаемые друг к другу гидростатическим давлением, имеющим место в первом патрубке. Изобретение позволяет при незначительном усилии, необходимом для приведения в действие исполнительного элемента, обеспечить управление мощным потоком жидкости и одновременно сможет компенсировать избыточное давление на одном из своих патрубков. 13 з.п. ф-лы, 5 ил.