Осевой регулирующий клапан
Владельцы патента RU 2692582:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ярославский государственный технический университет" ФГБОУВО "ЯГТУ" (RU)
Предлагаемое устройство относится к арматуростроению 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, представляющее собой цилиндро-коническую обечайку с приводом поступательного движения в виде реечного механизма, по обе стороны внутреннего корпуса размещены цилиндрические делители потока разного диаметра, контактирующие своими внешними поверхностями с запирающими устройствами, представляющими связанные между собой и с приводом поступательного движения посредством реечного механизма, соосно установленные во внутреннем корпусе цилиндро-конические обечайки - внешнюю и внутреннюю, причем конические части каждой обечайки направлены в стороны фланцев, а оси отверстий в цилиндрических делителях потока наклонены к оси клапана, причем угол наклона осей на каждом делителе потока противоположный. Предлагаемый осевой регулирующий клапан имеет сравнительно простую конструкцию, позволяющую уменьшить кавитационные эффекты и повысить срок службы. 1 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/pdf731.pdf страница 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 [Патент РФ №2646986], содержащий внешний и внутренний корпус, входной и выходной патрубки с фланцами, делитель потока, выполненный в виде перфорированного полого цилиндра, запирающее устройство, представляющее собой цилиндро-коническую обечайку с приводом поступательного движения, выполненного в виде реечного механизма.
К недостаткам данного клапана следует отнести сложность конструкции, возникновение кавитации в процессе работы.
Задачей данного изобретения является создание осевого регулирующего клапана относительно простой конструкции, снижающей 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, представляющее собой цилиндро-коническую обечайку с приводом поступательного движения в виде реечного механизма, по обе стороны внутреннего корпуса размещены цилиндрические делители потока разного диаметра, контактирующие своими внешними поверхностями с запирающими устройствами, представляющими связанные между собой и с приводом поступательного движения посредством реечного механизма, соосно установленные во внутреннем корпусе цилиндро-конические обечайки - внешнюю и внутреннюю, причем конические части каждой обечайки направлены в стороны фланцев, а оси отверстий в цилиндрических делителях потока наклонены к оси клапана, причем угол наклона осей на каждом делителе потока противоположный.
На фиг. 1 изображена схема осевого регулирующего клапана.
Осевой регулирующий клапан содержит внешний 1 и внутренний 2 корпусы, входной и выходной патрубки с фланцами 3 и 4. По обе стороны внутреннего корпуса 2 размещены цилиндрические делители потока 5 и 6, контактирующие своими внешними поверхностями с запирающими устройствами, представляющими связанные между собой и с приводом поступательного движения 9 посредством реечного механизма 10, соосно установленные во внутреннем корпусе цилиндро-коническими обечайками - внешней 7 и внутренней 8, причем конические части каждой обечайки направлены в стороны фланцев, а оси отверстий 11 и 12 в цилиндрических делителях потока 5 и 6 наклонены к оси клапана, причем угол наклона на каждом делителе потока противоположный. Для монтажа внутренних деталей установлены расширительные втулки 13.
Осевой регулирующий клапан работает следующим образом.
В полностью открытом положении (открыты все отверстия) внешняя 7 и внутренняя 8 цилиндро-конические обечайки убраны во внутренний объем внутреннего корпуса 2, причем, с целью сокращения размеров клапана, внутренняя 8 убирается в полость во внешней 7 цилиндро-конической обечайки.
В промежуточном положении часть отверстий 11 и 12 перекрыты поверхностями цилиндро-конических обечаек 7 и 8, которые при помощи привода поступательного движения 9 через реечный механизм 10 выдвинуты из внутреннего корпуса. В этом случае жидкость проходит сквозь открытые отверстия.
В закрытом положении (все отверстия закрыты) внешняя 7 и внутренняя 8 цилиндро-конические обечайки максимально выдвинуты из внутреннего объема внутреннего корпуса 2.
Благодаря тому, что по обе стороны внутреннего корпуса размещены цилиндрические делители потока, контактирующие своими внешними поверхностями с запирающими устройствами, в данном клапане обеспечивается двухстадийное регулирование расхода. При этом в центральной части клапана создается промежуточная зона с давлением меньшим, чем на входе, но большим, чем на выходе. Это позволяет снизить перепад давлений и уменьшить кавитационные эффекты.
С целью снижения размеров клапана и использования единого привода для запирающих устройств (цилиндро-конических обечаек - внешней и внутренней), последние связаны между собой и с приводом поступательного движения посредством реечного механизма и соосно установлены во внутреннем корпусе. Зубчатый венец реечного механизма размещен на внутренней поверхности цилиндро-конической обечайки 8 и внешней поверхности внутренней центральной части цилиндро-конической обечайки 7.
Для снижения нагрузки на привод и уменьшения возмущения потока во внутреннем объеме клапана конические части каждой обечайки направлены в стороны фланцев (противоположно друг другу).
Благодаря тому, что оси отверстий в цилиндрических делителях потока наклонены к оси клапана, причем угол наклона осей на каждом делителе потока противоположный поток жидкости менее резко меняет свое направление, что обеспечивает невысокое гидравлическое сопротивление при открытом клапане. Выполнение цилиндрические делители потока разного диаметра позволяет обеспечить большую пропускную способность на первой по ходу течения жидкости ступени, тем самым сформировать внутри клапана промежуточную зону с давлением меньшим, чем на входе, но большим, чем на выходе, необходимую для снижения кавитации.
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, представляющее собой цилиндро-коническую обечайку с приводом поступательного движения в виде реечного механизма, отличающийся тем, что по обе стороны внутреннего корпуса размещены цилиндрические делители потока разного диаметра, контактирующие своими внешними поверхностями с запирающими устройствами, представляющими связанные между собой и с приводом поступательного движения посредством реечного механизма, соосно установленные во внутреннем корпусе цилиндро-конические обечайки - внешнюю и внутреннюю, причем конические части каждой обечайки направлены в стороны фланцев, а оси отверстий в цилиндрических делителях потока наклонены к оси клапана, причем угол наклона осей на каждом делителе потока противоположный.
