Устройство изменения скорости в проточном канале для регулирующего клапана

Предложена группа изобретений под названием - устройство изменения скорости в проточном канале для регулирующего клапана. Регулирующий клапан содержит корпус клапана, имеющий проточный канал и горловину; элемент управления, расположенный в корпусе клапана; седло клапана, расположенное в корпусе клапана вблизи горловины; фиксатор, прикрепленный к одному концу элемента управления, содержащий участок корпуса, имеющий продольную ось, верхнюю поверхность и нижнюю поверхность. Нижняя поверхность имеет первый участок, проходящий параллельно продольной оси, и второй участок, проходящий под углом от первого участка, при этом указанный угол составляет больше чем 60°, но меньше чем 90° относительно продольной оси, и второй участок непосредственно пересекается с первым участком. Уплотняющий элемент расположен между верхней поверхностью фиксатора и элементом управления, при этом второй участок нижней поверхности проходит между первым участком и уплотняющим элементом радиально вверх под углом, сходясь с уплотняющим элементом в первом положении. Элемент управления выполнен с возможностью перемещения в продольном направлении в корпусе клапана, чтобы вводить уплотняющий элемент в контакт с седлом клапана в закрытом положении, что препятствует потоку текучей среды через горловину, и в закрытом положении второй участок и внутренняя поверхность седла клапана отделены друг от друга промежутком. Устройство изменения скорости в проточном канале позволяет элементу управления регулирующего клапана работать довольно близко к седельному кольцу, в то же время уменьшая или устраняя ограниченные области потока, что приводит к существенно пониженным флуктуациям скорости потока между уплотняющим элементом и седельным кольцом. В результате уплотняющий элемент, изготовленный из сравнительно мягких материалов, может быть использован без опасности повреждения из-за высоких скоростей потока. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001] Настоящее изобретение в целом относится к регулирующим клапанам текучей среды и, более конкретно, к устройству изменения скорости в проточном канале для регулирующего клапана текучей среды.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Устройства управления текучей средой включают в себя различные категории оборудования, в том числе, регулирующие клапаны и регуляторы. Такие устройства управления выполнены с возможностью соединения в технологической системе управления текучей средой, таких как химические системы обработки, системы подачи природного газа и т. п., для управления потоком текучей среды через них. Каждое устройство управления образует канал потока текучей среды и содержит элемент управления для регулирования размеров пути потока. Например, на фиг. 1 изображен узел 10 регулятора регулирующего клапана, содержащий корпус 12 клапана и привод 14. Корпус 12 клапана образует путь 16 потока и содержит горловину 18. На фиг. 1, узел 10 регулятора настроен в конфигурации восходящего потока. Привод 14 содержит верхний кожух 20 привода, нижний кожух 22 привода, подузел 30 диафрагмы, включающий диафрагму 32, и элемент 24 управления.

[0003] Элемент 24 управления расположен внутри верхнего и нижнего кожухов 20, 22 привода, и выполнен с возможностью смещения в двух направлениях в ответ на изменения давления в подузле 30 диафрагмы. Будучи настроенным таким образом, элемент 24 управления управляет потоком текучей среды через горловину 18. В некоторых вариантах осуществления фиксатор 31 прикреплен к нижней части элемента 24 управления. Фиксатор 31 крепит уплотняющий элемент 28 к нижней части элемента 24 управления. Фиксатор 31 включает в себя нижнюю поверхность 33, удаленную от элемента 24 управления, которая имеет, в целом, выпуклую форму, проходящую снаружи на расстоянии от уплотняющего элемента 28, и за которой течет текучая среда, когда узел 10 регулятора находится в открытом положении. Кроме того, узел 10 регулятора содержит седельное кольцо 26, расположенное в горловине 18 корпуса 12 клапана. Когда давление на выходе корпуса 12 клапана высокое, уплотняющий элемент 28 элемента 24 управления может взаимодействовать с возможностью уплотнения с седельным кольцом 26 и закрывать горловину 18. Аналогично, при отсутствии давления в приводе 14 или при неисправности диафрагмы 32, спиральная пружина 34, расположенная в кольцевом участке 36 полости верхнего кожуха 20 привода смещает элемент 24 управления в закрытое положение. Такой регулятор обычно называют «закрытым при отказе». Регуляторы, «открытые при отказе» работают аналогично регуляторам, «закрытым при отказе»; однако при неисправности диафрагмы пружина смещает элемент управления в открытое положение, а не в закрытое положение.

[0004] Далее со ссылками на фиг. 2, фиксатор 31 показан более подробно. Фиксатор 31 прикреплен к нижней части элемента 24 управления посредством множества крепежных элементов 35. Уплотняющий элемент 28 расположен между верхней поверхностью 37 фиксатора 31 и закрывающим фланцем 39, который проходит радиально наружу от элемента 24 управления. Нижняя поверхность 33 фиксатора 31 включает в себя первый участок 33a, ближний к продольной оси A элемента 24 управления, первый участок 33a, проходящий перпендикулярно к продольной оси A элемента 24 управления с промежутком, и второй участок 33b, который проходит под углом радиально вверх, в направлении уплотняющего элемента 28. Вообще говоря, второй участок 33b наклонен под углом примерно 30 градусов относительно продольной оси A. Компенсационная полость 41 может проходить через фиксатор 31 в некоторых случаях, когда необходим уравнительный клапан. Когда компенсационная полость 41 проходит через фиксатор, первый участок 33a может проходить снаружи от края компенсационной полости 41. Компенсационная полость 41 представляет собой цилиндрическое отверстие, имеющее продольную ось, совпадающую с продольной осью A элемента 24 управления. Иначе говоря, фиксатор 31 имеет продольную ось, совпадающую с продольной осью A.

[0005] Вообще, размеры клапана для конкретной операции определяют таким образом, что элемент 24 управления будет нормально работать в середине 80% перемещения элемента 24 управления для большей части времени эксплуатации. При работе в середине 80%, поток между седельным кольцом 26 и уплотняющим элементом 28 является прогнозируемым и плавным. Однако в некоторых случаях, когда клапан с должными размерами недоступен, может быть использован клапан, больший, чем оптимальный. В данном случае элемент 24 управления и, следовательно, уплотняющий элемент 28 может действовать большую часть времени сравнительно близко к седельному кольцу 26, например, в пределах ближних 20% от перемещения элемента 24 управления к седельному кольцу 26, что может вызывать сравнительно высокие флуктуирующие скорости потока между уплотняющим элементом 28 и седельным кольцом 26 вследствие образования ограниченных областей потока. Данные высокие скорости потока могут повредить сравнительно мягкий уплотняющий элемент 28, что неблагоприятно влияет на способность перекрытия элемента 24 управления.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0006] Устройство изменения скорости в проточном канале позволяет элементу управления регулирующего клапана работать довольно близко к седельному кольцу, в то же время, уменьшая или устраняя ограниченные области потока, что приводит к существенно пониженным флуктуирующим скоростям потока между уплотняющим элементом и седельным кольцом. В результате уплотняющий элемент, изготовленный из сравнительно мягких материалов, может быть использован без опасности повреждения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0007] На фиг. 1 приведен вид сбоку поперечного разреза традиционного регулирующего клапана;

[0008] На фиг. 2 приведен вид сбоку поперечного разреза части элемента управления и седла клапана традиционного регулирующего клапана по фиг. 1 и

[0009] На фиг. 3 приведен вид сбоку поперечного разреза части элемента управления и седла клапана, содержащего устройство изменения скорости в проточном канале, выполненное в соответствии с принципами настоящего изобретения.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0010] Далее со ссылками на фиг. 3 проиллюстрирован узел 111 уплотняющего элемента, созданный в соответствии с принципами настоящего изобретения. Узел 111 уплотняющего элемента может быть введен в известный регулирующий клапан, такой как регулирующий клапан 10 по фиг. 1. Когда уплотняющий узел 111 введен в известный регулирующий клапан, для отдельной операции может быть использован клапан завышенного размера, не создавая вредных областей ограниченного потока и скоростей потока с повышенной флуктуацией, которые могут повредить уплотняющий элемент 128.

[0011] Фиксатор 131, имеющий участок корпуса, прикреплен к нижней части элемента 124 управления посредством множества крепежных элементов 135. В некоторых вариантах осуществления могут быть использованы другие способы крепления фиксатора 131 к элементу 124 управления, такие как, например, неподвижная посадка, сварка, приклеивание или другие элементы крепления. Уплотняющий элемент 128 расположен между верхней поверхностью 137 фиксатора 131 и закрывающим фланцем 139, который проходит радиально наружу от элемента 124 управления. Нижняя поверхность 133 фиксатора 131 включает в себя первый участок 133a, ближний к продольной оси A элемента 124 управления, первый участок 133a, проходящий параллельно к продольной оси A элемента 124 управления с промежутком, и второй участок 133b, который проходит под углом радиально вверх, в направлении уплотняющего элемента 128 от первого участка 133a. Вообще говоря, второй участок 133b наклонен под углом, большим, чем 60 градусов относительно продольной оси A. Иначе говоря, угол Z, образованный между продольной осью A и нижней поверхностью второго участка, больше, чем 60 градусов, предпочтительно, больше, чем 60 градусов, но меньше, чем 90 градусов, и более предпочтительно, между 70 градусов и 80 градусов. Углы в данном диапазоне оптимизируют сглаживание флуктуаций скорости и, таким образом, уменьшают повреждение уплотняющего элемента 128.

[0012] Компенсационная полость 141 может проходить через фиксатор 131 в некоторых случаях, когда необходим уравнительный клапан. Когда компенсационная полость 141 проходит через фиксатор, первый участок 133a может проходить параллельно краю 143 компенсационной полости 141, первый участок 133a образует закупоривающее удлинение 145, проходящее в продольном направлении наружу, на расстоянии от элемента 124 управления. В некоторых вариантах осуществления закупоривающее удлинение может быть, по существу, цилиндрическим по форме. Компенсационная полость 141 представляет собой цилиндрическое отверстие, имеющее продольную ось, совпадающую с продольной осью A элемента 124 управления. Иначе говоря, фиксатор 131 имеет продольную ось, совпадающую с продольной осью A.

[0013] Вторая поверхность 133b может проходить на расстоянии от первой поверхности 133a и в направлении уплотняющего элемента 128, сходясь с уплотняющим элементом 128 в положении L. Когда элемент 124 управления находится в закрытом положении, промежуток D может быть образован между положением L и внутренней поверхностью 151 седла 126 клапана. В некоторых вариантах осуществления, промежуток D может составлять примерно 10% от длины второй поверхности 133b. При оставлении промежутка D между второй поверхностью 133b и внутренней поверхностью 151 седла 126 клапана, когда уплотняющий элемент 128 находится довольно близко к седлу 126 клапана, ускорение потока снижается. В результате, когда элемент 124 управления перемещается в закрытое положение, скорости потока имеют пониженные флуктуации (т. е., сглажены), что уменьшает износ седла 126 клапана и уплотняющего элемента 128.

[0014] В свете вышесказанного, описание настоящего изобретения следует понимать только как примеры осуществления настоящего изобретения и, таким образом, варианты, которые не отклоняются от сущности настоящего изобретения, находятся в пределах объема настоящего изобретения.

1. Фиксатор для элемента управления регулирующего клапана, содержащий:

участок корпуса, имеющий продольную ось, верхнюю поверхность и нижнюю поверхность, причем нижняя поверхность имеет первый участок, проходящий параллельно продольной оси, и второй участок, проходящий под углом радиально вверх от первого участка, при этом указанный угол составляет больше чем 60°, но меньше чем 90° относительно продольной оси, и второй участок непосредственно пересекается с первым участком.

2. Фиксатор по п. 1, в котором второй участок наклонен под углом, большим чем 70° и меньшим чем 80° относительно продольной оси.

3. Фиксатор по п. 1, в котором первый участок образует закупоривающее удлинение, проходящее продольно наружу на расстоянии от участка корпуса.

4. Фиксатор по любому из предшествующих пунктов, в котором закупоривающее удлинение имеет цилиндрическую форму.

5. Узел элемента управления для регулирующего клапана, содержащий:

элемент управления;

фиксатор, прикрепленный к одному концу элемента управления, содержащий участок корпуса, имеющий продольную ось, верхнюю поверхность и нижнюю поверхность, причем нижняя поверхность имеет первый участок, проходящий параллельно продольной оси, и второй участок, проходящий под углом от первого участка, при этом указанный угол составляет больше чем 60°, но меньше чем 90° относительно продольной оси, и второй участок непосредственно пересекается с первым участком;

уплотняющий элемент, расположенный между верхней поверхностью фиксатора и элементом управления, и

седло клапана;

при этом второй участок проходит между первым участком и уплотняющим элементом радиально вверх под углом, сходясь с уплотняющим элементом в первом положении, и, когда элемент управления находится в закрытом положении, второй участок и внутренняя поверхность седла клапана отделены друг от друга промежутком.

6. Узел элемента управления по п. 5, в котором промежуток может составлять примерно 10% от длины второй поверхности.

7. Узел элемента управления по п. 5, в котором второй участок наклонен под углом, большим чем 70° и меньшим чем 80° относительно продольной оси.

8. Узел элемента управления по п. 5, в котором первый участок образует закупоривающее удлинение, проходящее продольно наружу на расстоянии от участка корпуса.

9. Узел элемента управления по любому из пп. 5-8, в котором закупоривающее удлинение имеет цилиндрическую форму.

10. Регулирующий клапан, содержащий:

корпус клапана, имеющий проточный канал и горловину;

элемент управления, расположенный в корпусе клапана;

седло клапана, расположенное в корпусе клапана вблизи горловины;

фиксатор, прикрепленный к одному концу элемента управления, содержащий участок корпуса, имеющий продольную ось, верхнюю поверхность и нижнюю поверхность, причем нижняя поверхность имеет первый участок, проходящий параллельно продольной оси, и второй участок, проходящий под углом от первого участка, при этом указанный угол составляет больше чем 60°, но меньше чем 90° относительно продольной оси, и второй участок непосредственно пересекается с первым участком;

уплотняющий элемент, расположенный между верхней поверхностью фиксатора и элементом управления, при этом второй участок нижней поверхности проходит между первым участком и уплотняющим элементом радиально вверх под углом, сходясь с уплотняющим элементом в первом положении;

причем элемент управления выполнен с возможностью перемещения в продольном направлении в корпусе клапана, чтобы вводить уплотняющий элемент в контакт с седлом клапана в закрытом положении, что препятствует потоку текучей среды через горловину, и в закрытом положении второй участок и внутренняя поверхность седла клапана отделены друг от друга промежутком.

11. Регулирующий клапан по п. 10, в котором промежуток может составлять примерно 10% от длины второй поверхности.

12. Регулирующий клапан по п. 10, в котором второй участок наклонен под углом, большим чем 70° и меньшим чем 80° относительно продольной оси.

13. Регулирующий клапан по п. 10, в котором первый участок образует закупоривающее удлинение, проходящее продольно наружу на расстоянии от участка корпуса.

14. Регулирующий клапан по любому из пп. 10-13, в котором закупоривающее удлинение имеет цилиндрическую форму.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к оборудованию для распыления жидкостей. Регулятор подачи жидкости в распылительное устройство включает корпус, канал, входной и выходной штуцер, игольчатый шток, уплотнительные кольца в местах соединения.

Клапан содержит внешний и внутренний корпусы, входной и выходной фланцы, делитель потока, соосно которому установлен запирающий орган, соединенный с реечным приводом при помощи штока, и размещенную в выходном фланце расширительную втулку.

Группа изобретений относится к клапану и к седлам клапанов. Седло клапана содержит кольцевой жесткий опорный элемент и кольцевой эластомерный уплотнительный элемент, герметично прикрепленный сверху жесткого опорного элемента.

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.

Изобретение относится к арматуростроению, в частности к регулирующим клапанам прямоточного типа, применяемым в промышленной трубопроводной арматуре. Осевой регулирующий клапан содержит внешний и внутренний корпусы, входной и выходной фланцы, делитель потока, соосно которому установлен запирающий орган, соединенный с реечным приводом при помощи штока, размещенную в выходном фланце расширительную втулку.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к регулирующей трубопроводной арматуре, предназначенной для регулирования потока проходящей текучей среды, и может быть использовано в нефтяной и газовой промышленности.

Изобретение относится к области трубопроводной арматуры и может быть использовано в химической, энергетической, нефтегазовой и других отраслях промышленности. Клапан сильфонный содержит корпус с патрубками подвода и отвода рабочей среды, крышку, герметизированный сильфоном шток и запорный орган в виде подвижно прикрепленного к штоку золотника.

Группа изобретений, которая включает клапанную систему сброса давления, сосуд высокого давления доменной печи, с множеством клапанных систем сброса давления, способ сброса давления в сосуде под давлением.

Группа изобретений относится к пассивному запорному клапану и способу очистки пассивного запорного клапана. Корпус клапана, содержащий впуск клапана, выпуск клапана и проход через корпус клапана, взаимосвязывающий впуск клапана и выпуск клапана.

В данном документе описаны осевые клапаны для текучей среды, имеющие криволинейные или угловые корпуса клапанов. Клапан, раскрытый в данном документе, содержит корпус клапана (102, 104), определяющий перепускной канал (110) между входным (112) отверстием и выходным (114) отверстием, причем входное отверстие выровнено вдоль первой (164) оси и выходное отверстие выровнено вдоль второй (166) оси.

Изобретение относится к области водопроводных устройств. Поворотное душевое устройство содержит корпус душевого устройства с основанием, поворотный корпус, содержащий душевую лейку и установленный с возможностью поворотного перемещения относительно основания между исходным положением и рабочим положением, вход для душевой жидкости и канал для прохода жидкости от входа для душевой жидкости в душевую лейку. В корпусе душевого устройства в канале для прохода жидкости между входом для душевой жидкости и душевой лейкой установлен запорный клапан, выполненный с возможностью блокирования канала для прохода жидкости в зависимости от поворотного положения поворотного корпуса. В исходном положении поворотного корпуса предусмотрено полное блокирование канала для прохода жидкости, а в рабочем положении поворотного корпуса предусмотрено его полное разблокирование. Запорный клапан имеет гистерезис переключения, в соответствии с которым начало разблокирования канала для прохода жидкости клапаном во время поворота поворотного корпуса из исходного положения в направлении рабочего положения предусмотрено с некоторой задержкой в отличие от полного блокирования канала для прохода жидкости во время поворота поворотного корпуса из рабочего положения в направлении исходного положения. Обеспечивается душевое устройство с усовершенствованными функциональными характеристиками и свойствами. 8 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к области машиностроения. Электропривод с планетарным редуктором содержит герметичный корпус, входной вал, связанный с электродвигателем, планетарный редуктор и выходной вал. На выходном валу установлена шлицевая втулка, торец которой опирается на основание корпуса и выполнен с профилированной площадкой, на которой симметрично оси, проходящей через диаметр шлицевой втулки, закреплены два шарикоподшипниковых элемента механизма отключения привода в крайних положениях, которые при повороте контактируют с парой датчиков конечного положения, установленных напротив друг друга, и парой датчиков контроля положения, также установленных напротив друг друга и расположенных в четырех карманах дна корпуса. Обеспечивается автоматическое отключение электропривода при повороте выходного вала на угол 90° в прямом и обратном направлении для его применения в конструкциях с поворотными механизмами, а датчик положения электропривода позволяет отслеживать положение выходного вала, что дает возможность встраивания электропривода в системы управления с обратной связью. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к конструкции клапанного узла, преимущественно газотурбинного двигателя, и касается конструкции уплотнения запорного элемента. Газодинамическое уплотнение клапана содержит корпус с установленным внутри него дисковым затвором с кольцевой проточкой в торцевой части, кольцевую крышку, установленную на дисковом затворе, с образованием между ними кольцевой полости, уплотнительное кольцо, установленное в кольцевой полости, и отверстия для подачи рабочей среды, сообщающие входную полость с кольцевой полостью. Уплотнительное кольцо снабжено глухими радиальными проточками, выполненными со стороны дискового затвора в радиальном направлении от его центра, уплотнительное кольцо выполнено в виде сегментов и установлено с возможностью их радиального перемещения, сегменты снабжены стопорными выступами, выполненными на их торцах, при этом стопорные выступы соседних сегментов находятся во взаимном зацеплении в одном из крайних положений, отверстия для подачи рабочей среды выполнены в дисковом затворе и соединены с глухими радиальными проточками через кольцевую полость, а дисковый затвор установлен на поворотной оси, проходящей под углом к его плоскости. Изобретение обеспечивает высокую эксплуатационную надежность и увеличение ресурса клапана. 4 ил.

Группа изобретений относятся к системам и способам создания образцов для биохимического анализа и/или проведения биохимических реакций. Система для проведения биохимических реакций, включает: гидравлическую сеть, содержащую канал для образца, реакционную камеру и резервуар, причем канал для образца находится в проточном сообщении с отверстием для образца, выполненным с возможностью приема биологического образца, а реакционная камера имеет по меньшей мере одну оптически прозрачную поверхность для приема осветительного света из оптического пути и массив реакционных углублений; насосный узел, выполненный с возможностью находиться в проточном сообщении с гидравлической сетью; поворотный клапан, содержащий проточный канал и выполненный с возможностью поворота между первым и вторым положениями клапана, причем проточный канал гидравлически связывает реакционную камеру и канал для образца, когда поворотный клапан находится в первом положении клапана, и гидравлически связывает резервуар и реакционную камеру, когда поворотный клапан находится во втором положении клапана, при этом насосный узел вызывает поток биологического образца к реакционной камере, когда поворотный клапан находится в первом положении клапана, и вызывает поток компонента реакции из резервуара к реакционной камере, когда поворотный клапан находится во втором положении клапана; и узел обнаружения для обнаружения генерируемых одной или более реакциями световых сигналов из массива реакционных углублений в реакционной камере. Технический результат – повышение качества анализов. 7 н. и 53 з. п. ф-лы, 1 табл., 29 ил.

Группа изобретений относится к клапанам типа бабочка. Клапан содержит: корпус клапана, имеющий канал для протока текучей среды, проходящий через него; седло клапана, расположенное в корпусе клапана; диск, расположенный в канале для протока текучей среды корпуса клапана. Диск имеет возможность поворота между первым положением и вторым положением вокруг оси, по существу, перпендикулярной продольной оси диска, при этом диск имеет возможность переводиться между вторым положением и третьим положением в направлении, по существу, параллельном продольной оси диска. Клапан содержит узел приведения в действие, функционально связанный с диском и содержащий поршень, вал поршня, проходящий внутри канала для протока текучей среды корпуса клапана, и пружинный элемент, функционально связанный с валом и диском. Пружинный элемент оказывает смещающее усилие на диск в направлении от седла клапана и, по существу, параллельно продольной оси диска. Узел приведения в действие дополнительно содержит вспомогательный кулачок, соединенный с валом, причем вспомогательный кулачок выполнен с возможностью упираться в поверхность диска, расположенную на стороне диска, противоположной седлу клапана, когда диск находится в третьем положении. Кулачок имеет возможность позиционировать диск в герметичном зацеплении с седлом клапана, когда диск находится в третьем положении. Такой клапан может быть встроен в трубопровод для текучей среды системы для текучей среды. Техническим результатом является повышение износостойкости. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 8 ил.
Наверх