Регулирующий клапан
Владельцы патента RU 2620617:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ярославский государственный технический университет" (ФГБОУВО "ЯГТУ") (RU)
Изобретение относится к арматуростроению, в частности к регулирующим клапанам осевого потока, применяемым в промышленной трубопроводной арматуре, и предназначено для регулирования и перекрытия рабочих сред жидкостей и газов. Регулирующий клапан содержит внешний и внутренний корпусы, входной и выходной патрубки с фланцами, делитель потока, выполненный в виде набора соосно установленных перфорированных полых цилиндров, поршень с приводом и преобразователем вращательного движения в поступательное. Преобразователь вращательного движения в поступательное выполнен в виде установленных в поршне с возможностью поворота эксцентриковых колец - внутреннего и внешнего. Внешнее вставлено в отверстие в поршне, а внутреннее кольцо соединено с валом привода. На торцевой стенке внутреннего корпуса выполнены квадратные отверстия, размещенные квадратным массивом, причем размеры отверстий уменьшаются от центра массива к периферии. 2 ил.
Предлагаемое изобретение относится к арматуростроению, в частности к регулирующим клапанам осевого потока, применяемым в промышленной трубопроводной арматуре, и предназначено для регулирования и перекрытия рабочих сред жидкостей и газов.
Известен регулирующий клапан фирмы Mokveld [http://www.mokveldm.com/attachments/article/10/1-1.pdf], содержащий корпус, входной и выходной каналы с фланцами, поршень со штоком и реечным приводом, делитель потока, выполненный в виде полого перфорированного цилиндра.
К недостаткам данного клапана следует отнести сложность конструкции и большие размеры и сложная геометрия внутренних полостей под реечный привод, а также возникновение кавитации.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является клапан DN 100-1800 PN 10-160 [http://gpvalve.ru/files/images/doc/pdf/31.pdf страница 15], содержащий внешний и внутренний корпусы, входной и выходной патрубки с фланцами, делитель потока, выполненный в виде набора соосно установленных перфорированных полых цилиндров, поршень с приводом и преобразователем вращательного движения в поступательное, представляющим собой кривошипно-шатунный механизм.
Недостатками данного клапана являются увеличенные размеры и сложность внутренней полости из-за размещения преобразователя вращательного движения в поступательное кривошипно-шатунного типа, а также нагруженность привода.
Задачей данного изобретения является создание регулирующего клапана осевого типа с преобразователем вращательного движения вала привода в поступательное движение поршня компактной и простой конструкции, уменьшение размеров, упрощение внутренних полостей клапана и снижение нагруженности привода.
Поставленная задача достигается тем, что в регулирующем клапане, содержащем внешний и внутренний корпусы, входной и выходной патрубки с фланцами, делитель потока, выполненный в виде набора соосно установленных перфорированных полых цилиндров, поршень с приводом и преобразователем вращательного движения в поступательное, преобразователь вращательного движения в поступательное выполнен в виде установленных в поршне с возможностью поворота эксцентриковых колец - внутреннего и внешнего, причем внешнее вставлено в отверстие в поршне, а внутреннее кольцо соединено с валом привода, на торцевой стенке внутреннего корпуса выполнены квадратные отверстия, размещенные квадратным массивом, причем размеры отверстий уменьшаются от центра массива к периферии.
На фиг. 1 изображена схема регулирующего клапана.
На фиг. 2 показан разрез А-А.
Регулирующий клапан содержит внешний корпус 1, входной и выходной патрубки 2 и 3 соответственно, фланцы 4 и 5, делитель потока, выполненный в виде набора соосно установленных перфорированных полых цилиндров 6 и 7, поршень 8, соединенный с валом привода 9. Преобразователь вращательного движения в поступательное выполнен в виде установленных в поршне 8 с возможностью поворота эксцентриковых колец - внутреннего 10 и внешнего 11, причем внутреннее эксцентриковое кольцо соединено с валом привода 9 (закреплено на валу). В перфорированных полых цилиндрах выполнены отверстия 12. На торцевой стенке внутреннего корпуса 13 выполнены квадратные отверстия 14, размещенные квадратным массивом.
Регулирующий клапан работает следующим образом.
При полностью открытом клапане поршень находится в крайнем левом положении. При этом открытыми находятся все отверстия делителя потока. Транспортируемая среда поступает в клапан из входного патрубка, движется по его внутренней полости, проходит через отверстия в делителе потока и направляется через выходной патрубок в трубопровод.
Закрытие клапана происходит путем поворота вала привода вместе с внутренним эксцентриковым кольцом (закрепленным на валу), которое поворачивает внешнее эксцентриковое кольцо, размещенным в поршне, перемещая при этом поршень в осевом направлении вправо, в результате чего происходит закрытие отверстий делителя, то есть уменьшение проходного сечения. При полностью закрытом клапане все отверстия делителя закрыты поршнем (поршень находится в крайнем правом положении).
Открытие клапана происходит аналогичным образом при повороте вала привода в противоположном направлении.
Таким образом, вращательное движение вала привода с установленным на нем внутренним эксцентриковым кольцом при взаимодействии с внешним эксцентриковым кольцом (которое в процессе движения совершает плоскопараллельное движение, аналогично шатуну в кривошипно-шатунном механизме) преобразуется в поступательное перемещение поршня.
Благодаря тому, что преобразователь вращательного движения в поступательное выполнен в виде установленных в поршне с возможностью поворота эксцентриковых колец - внутреннего и внешнего, причем внутреннее эксцентриковое кольцо соединено с валом привода, существенно упрощается конструктивное исполнение внутренней части корпуса клапана и уменьшаются внутренние размеры его полостей и упрощается форма мест крепления привода, что способствует снижению гидравлических сопротивлений и уменьшению турбулентности потока во внутренних полостях клапана.
С целью снижения нагруженности клапана на торцевой стенке внутреннего корпуса выполнены квадратные отверстия, размещенные квадратным массивом, причем размеры отверстий уменьшаются от центра массива к периферии. Это позволяет соединить полость внутреннего корпуса со впускным патрубком и обеспечить его одинаковую нагруженность с обеих сторон. Размещение отверстий квадратным массивом, с уменьшающимся размером от центра массива к периферии позволяет организовать перетекание жидкости из входящего патрубка в полость внутреннего корпуса, не нарушая общей картины течения, и практически исключить турбулентность.
Регулирующий клапан, содержащий внешний и внутренний корпусы, входной и выходной патрубки с фланцами, делитель потока, выполненный в виде набора соосно установленных перфорированных полых цилиндров, поршень с приводом и преобразователем вращательного движения в поступательное, отличающийся тем, что преобразователь вращательного движения в поступательное выполнен в виде установленных в поршне с возможностью поворота эксцентриковых колец - внутреннего и внешнего, причем внешнее вставлено в отверстие в поршне, а внутреннее кольцо соединено с валом привода, на торцевой стенке внутреннего корпуса выполнены квадратные отверстия, размещенные квадратным массивом, причем размеры отверстий уменьшаются от центра массива к периферии.
