Осевой регулирующий клапан
Владельцы патента RU 2647933:
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. Осевой регулирующий клапан содержит внешний и внутренний корпусы, входной и выходной патрубки с фланцами, делитель потока, выполненный в виде перфорированного полого цилиндра, запирающее устройство с приводом поступательного движения в виде реечного механизма. Отверстия в перфорированном полом цилиндре расположены кольцевыми рядами, имеют эллиптическую форму, причем большая полуось эллипса наклонена к продольной оси клапана под углом, одинаковым в каждом ряде и увеличивающимся от ряда к ряду по ходу движения жидкости. Предлагаемый осевой регулирующий клапан имеет сравнительно простую конструкцию, позволяющую уменьшить кавитационные эффекты и повысить срок службы. 6 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 прямоточный регулирующий клапан DN 100 - 1800 PN 10 - 160 [http://gpvalve.ru/files/images/doc/pdf/31.pdf, с. 15], содержащий корпус, 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 возникновение кавитации.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является прямоточный регулирующий клапан фирмы Mokveld [http://www.mokveldm.com/attachments/article/10/1-1.pdf], содержащий внешний и внутренний корпус, входной и выходной патрубки с фланцами, делитель потока, выполненный в виде перфорированного полого цилиндра, запирающее устройство, представляющее собой поршень с приводом поступательного движения, выполненного в виде реечного механизма.
К недостаткам данного клапана следует отнести сложность конструкции, возникновение турбулентных вихрей и кавитации в процессе работы.
Задачей данного изобретения является создание осевого регулирующего клапана относительно простой конструкции, снижающей турбулизацию потока и кавитацию.
Поставленная задача достигается тем, что в осевом регулирующем клапане, содержащем внешний и внутренний корпусы, входной и выходной патрубки с фланцами, делитель потока, выполненный в виде перфорированного полого цилиндра, запирающее устройство с приводом поступательного движения в виде реечного механизма, отверстия в перфорированном полом цилиндре расположены кольцевыми рядами, имеют эллиптическую форму, причем большая полуось эллипса наклонена к продольной оси клапана под углом, одинаковым в каждом ряде и увеличивающимся от ряда к ряду по ходу движения жидкости, кроме того, внешние края отверстий выполнены скругленными.
На фиг. 1 изображена схема осевого регулирующего клапана.
На фиг. 2 показан разрез А-А.
На фиг 3 изображен вид Б.
На фиг. 4 показана форма и расположение (углов наклона большей полуоси) отверстий в перфорированном полом цилиндре.
На фиг. 5 показан разрез В-В (увеличенно).
Осевой регулирующий клапан содержит внешний корпус 1, входной и выходной патрубки 2 и 3 соответственно, фланцы 4 и 5, делитель потока, выполненный в виде перфорированного полого цилиндра 6, с отверстиями 7, запирающее устройство 8, реечный привод 9, внутренний корпус 10, запирающее устройство крепится к реечному приводу при помощи стержней 11.
Осевой регулирующий клапан работает следующим образом.
В полностью открытом положении (крайнее левое положение запирающего устройства, при котором открыты все отверстия в перфорированном полом цилиндре) жидкость поступает во внутренний объем внешнего корпуса через входной патрубок. Далее поток проходит вдоль клапана, обтекая внутренний корпус, и направляется к отверстиям перфорированного полого цилиндра. Проходя через них, жидкость попадает во выходной патрубок, а далее в трубопровод.
Процесс регулирования в данном клапане осуществляется путем перекрытия отверстий перфорированного цилиндра поступательно движущимся запирающим устройством, внутренняя поверхность которого взаимодействует с внешней поверхностью перфорированного полого цилиндра и при перемещении открывает (движение влево) или закрывает (движение вправо) отверстия.
Закрытие всех отверстий запирающим устройством соответствует полностью закрытому клапану.
Промежуточные положения запирающего устройства соответствуют частичному перекрытию отверстий (часть отверстий открыта, часть закрыта).
Благодаря тому, что отверстия в перфорированном полом цилиндре расположены кольцевыми рядами и имеют эллиптическую форму, удается снизить процесс вихреобразования (турбулентности).
Расположение большей полуоси эллипса отверстий под наклоном к продольной оси клапана под углом, который имеет одинаковое значение в каждом ряде и увеличивается от ряда к ряду по ходу движения жидкости, позволяет снизить турбулентность и кавитацию за счет оптимального распределения и направления струй, истекающих из отверстий.
Выполнение внешних краев отверстий скругленными позволяет снизить турбулизацию потока за счет плавного обтекания.
Предлагаемый осевой регулирующий клапан имеет сравнительно простую конструкцию, позволяющую уменьшить турбулентность и кавитационные эффекты, а также повысить срок службы клапана.
Осевой регулирующий клапан, содержащий внешний и внутренний корпусы, входной и выходной патрубки с фланцами, делитель потока, выполненный в виде перфорированного полого цилиндра, запирающее устройство с приводом поступательного движения в виде реечного механизма, отличающийся тем, что отверстия в перфорированном полом цилиндре расположены кольцевыми рядами, имеют эллиптическую форму, причем большая полуось эллипса наклонена к продольной оси клапана под углом, одинаковым в каждом ряде и увеличивающимся от ряда к ряду по ходу движения жидкости, кроме того, внешние края отверстий выполнены скругленными.
