Запорно-регулирующий клапан

Авторы патента:

Лебедев Антон Евгеньевич (RU)

Серов Егор Михайлович (RU)

Неклюдов Сергей Владимирович (RU)

Воронин Дмитрий Викторович (RU)

Мельцер Александр Михайлович (RU)

Капранова Анна Борисовна (RU)

F16K1/00 - Клапаны; краны; задвижки; поплавки для приведения их в действие; вентиляционные устройства или устройства для аэрации

Владельцы патента RU 2702017:

Закрытое акционерное общество "Научно-производственное объединение РЕГУЛЯТОР" ЗАО "НПО РЕГУЛЯТОР" (RU)

Предлагаемое изобретение относится к арматуростроению, в частности к регулирующим клапанам осевого потока, применяемым в промышленной трубопроводной арматуре, и предназначена для регулирования и перекрытия рабочих сред жидкостей и газов. Запорно-регулирующий клапан, содержащий внешний и внутренний корпусы, входной и выходной патрубки с фланцами, делитель потока, выполненный в виде перфорированного полого цилиндра, закрытого с одного торца, запирающее устройство с приводом поступательного движения в виде реечного механизма, запирающее устройство представляет собой цилиндро-коническую обечайку, контактирующую в боковых частях с поверхностью внутреннего корпуса, причем коническая часть установлена со стороны выходного патрубка, а на внутренней поверхности обечайки, в зоне ее цилиндрической части размещены радиальные перегородки, соединенные с реечным механизмом. На торце внутреннего корпуса со стороны выходного патрубка выполнена коническая впадина, угол конусности которой совпадает с углом конусности конической части обечайки, на внутренней поверхности внешнего корпуса в зоне выходного патрубка выполнена кольцевая впадина, внешний диаметр которой равен максимальному диаметру конической части обечайки, а в выходном патрубке выполнены карманы, в которых установлены лопасти с возможностью поворота относительно шарниров, размещенных внутри карманов и снабженных механизмом поворота. Предлагаемый запорно-регулирующий клапан имеет сравнительно простую конструкцию, предотвращает протекание жидкости в закрытом положении и снижает кавитационные эффекты. 2 ил.

Предлагаемое изобретение относится к арматуростроению, в частности, к регулирующим клапанам осевого потока, применяемым в промышленной трубопроводной арматуре, и предназначена для регулирования и перекрытия рабочих сред жидкостей и газов.

Известен регулирующий клапан DN 100-1800 PN 10-160 [http://gpvalve.ru/files/images/doc/pdf/31.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 утечки жидкости в закрытом положении, возникновение кавитации, разрушающей детали клапана, увеличенные размеры и сложность внутренней полости из-за размещения преобразователя вращательного движения в поступательное кривошипно-шатунного типа, а также сложность конструкции, высокая нагруженность и сопротивление движению запирающего устройства, а также повышенные нагрузки в приводе.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является прямоточный регулирующий клапан [Патент на ПМ РФ №175446, F16K 1/12, 47/34, 3/24, опубл. БИ №34 05.12.2017], 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. Запирающее устройство представляет собой цилиндро-коническую обечайку, коническая часть которой установлена со стороны выходного патрубка, при этом внутренняя поверхность обечайки взаимодействует с внешней поверхностью перфорированного полого цилиндра, который выполнен закрытым с одного торца, а в боковых частях - с поверхностью внутреннего корпуса, причем на внутренней поверхности обечайки, в зоне ее цилиндрической части размещены радиальные перегородки, соединенные с реечным механизмом.

К недостаткам данного клапана следует отнести утечки в закрытом положении и возникновение кавитации, разрушающей детали клапана.

Задачей данного изобретения является создание запорно-регулирующего клапана предотвращающего утечки жидкости в закрытом положении и предотвращающего кавитационное разрушение деталей клапана.

Поставленная задача достигается тем, что в запорно-регулирующем клапане, содержащем внешний и внутренний корпусы, входной и выходной патрубки с фланцами, делитель потока, выполненный в виде перфорированного полого цилиндра, закрытого с одного торца, запирающее устройство с приводом поступательного движения в виде реечного механизма, запирающее устройство представляет собой цилиндро-коническую обечайку, контактирующую в боковых частях с поверхностью внутреннего корпуса, причем коническая часть установлена со стороны выходного патрубка, а на внутренней поверхности обечайки, в зоне ее цилиндрической части размещены радиальные перегородки, соединенные с реечным механизмом, на торце внутреннего корпуса со стороны выходного патрубка выполнена коническая впадина, угол конусности которой совпадает с углом конусности конической части обечайки, на внутренней поверхности внешнего корпуса в зоне выходного патрубка выполнена кольцевая впадина, внешний диаметр которой равен максимальному диаметру конической части обечайки, а в выходном патрубке выполнены карманы, в которых установлены лопасти с возможностью поворота относительно шарниров, размещенных внутри карманов и снабженных механизмом поворота.

На фиг. 1 изображена схема запорно-регулирующего клапана в полностью закрытом положении.

На фиг. 2 изображена схема запорно-регулирующего клапана в полностью открытом положении.

Запорно-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 представляет собой цилиндро-коническую обечайку 8, коническая часть которой установлена со стороны выходного патрубка 3. Привод поступательного движения обечайки 8 осуществляется от реечного механизма 9. На внутренней поверхности, в зоне цилиндрической части обечайка 8 снабжена радиальными перегородками 11, соединенными с реечным механизмом 9. Обечайка 8 своей цилиндрической частью взаимодействует с внутренней поверхностью внутреннего корпуса 10.

С целью предотвращения протечек в открытом положении на торце внутреннего корпуса 10 со стороны выходного патрубка 3 выполнена коническая впадина 12, угол конусности которой совпадает с углом конусности конической части обечайки 8. Это обеспечивает плотный контакт по коническим поверхностям в открытом положении.

Для предотвращения утечек в закрытом положении на внутренней поверхности внешнего корпуса 1 в зоне выходного патрубка 3 выполнена кольцевая впадина 13, внешний диаметр которой равен максимальному диаметру конической части обечайки 8. В этом положении образуется дополнительная герметизирующая плоскость препятствующая протеканию.

Для уменьшения кавитации в выходном патрубке 3 выполнены карманы 14, в которых установлены лопасти 15 с возможностью поворота относительно шарниров 16, размещенных внутри карманов 14 и снабженных механизмом поворота 17.

Запорно-регулирующий клапан работает следующим образом

В полностью открытом положении (крайнее левое положение обечайки 8, при котором открыты все отверстия 7 в перфорированном полом цилиндре 6) жидкость поступает во внутренний объем внешнего корпуса 1 через входной патрубок 2. Далее поток проходит вдоль клапана, обтекая внутренний корпус 10, и направляется к отверстиям 7 перфорированного полого цилиндра 6. Проходя через них, жидкость попадает в выходной патрубок 3.

Благодаря плотному контакту поверхностей конической впадины 12 и конической части обечайки 8 с одинаковыми углами конусности обеспечивается надежная герметизация, предотвращающая при максимальном расходе попадание жидкости внутрь внутреннего корпуса.

Процесс регулирования в данном клапане осуществляется путем перекрытия отверстий 7 перфорированного цилиндра 6 выходным патрубком 3, внутренняя поверхность которого взаимодействует с внешней поверхностью перфорированного полого цилиндра 6 и при перемещении которого открывает (движение влево) или закрывает (движение вправо) отверстия 7. Привод перфорированного цилиндра 6 и обечайки 8 осуществляется от реечного механизма 9.

Закрытие всех отверстий 7 соответствует полностью закрытому клапану (крайнему правому положению перфорированного цилиндра 6, полностью убранному во внутренний объем выходного патрубка 3).

В этом положении для предотвращения утечек обеспечивается плотный контакт поверхности кольцевой впадина 13 и торца конической части обечайки 8, то есть образуется дополнительная герметизирующая плоскость препятствующая протеканию, причем усилие прижима данных поверхностей формируется от реечного механизма 9.

Промежуточные положения перфорированного цилиндра 6 соответствуют частичному перекрытию отверстий 7 (часть отверстий открыта, часть закрыта, то есть находится внутри выходного патрубка 3).

С целью снижения кавитации при течении жидкости лопасти 15, поворачиваясь относительно шарниров 16, выдвигаются из карманов 14. При взаимодействии потока с лопастями происходит его закручивание. При таком режиме течения менее плотные кавитационные пузыри смещаются к центру, где их схлопывание не разрушает детали клапана. Поворот лопастей 15 осуществляется от механизма поворота 17.

Отсутствие в данном клапане контакта боковых поверхностей делителя потока - перфорированного полого цилиндра и запирающего органа - обечайки снижает нагрузки на привод, упрощает конструкцию и повышает надежность клапана.

Предлагаемый запорно-регулирующий клапан имеет сравнительно простую конструкцию, предотвращает протекание жидкости в закрытом положении и снижает кавитационные эффекты.

Запорно-регулирующий клапан, содержащий внешний и внутренний корпусы, входной и выходной патрубки с фланцами, делитель потока, выполненный в виде перфорированного полого цилиндра, закрытого с одного торца, запирающее устройство с приводом поступательного движения в виде реечного механизма, запирающее устройство представляет собой цилиндро-коническую обечайку, контактирующую в боковых частях с поверхностью внутреннего корпуса, причем коническая часть установлена со стороны выходного патрубка, а на внутренней поверхности обечайки, в зоне ее цилиндрической части размещены радиальные перегородки, соединенные с реечным механизмом, отличающийся тем, что на торце внутреннего корпуса со стороны выходного патрубка выполнена коническая впадина, угол конусности которой совпадает с углом конусности конической части обечайки, на внутренней поверхности внешнего корпуса в зоне выходного патрубка выполнена кольцевая впадина, внешний диаметр которой равен максимальному диаметру конической части обечайки, а в выходном патрубке выполнены карманы, в которых установлены лопасти с возможностью поворота относительно шарниров, размещенных внутри карманов и снабженных механизмом поворота.

Изобретение относится к арматуростроению, в частности к регулирующим клапанам, работающим в условиях, требующих широкого диапазона и плавности регулирования высокотемпературной рабочей среды, например в массообменных аппаратах ядерных реакторных установок с тяжелым жидкометаллическим теплоносителем.

Арматура с заменяемой системой седла // 2699597

Данное изобретение касается арматуры с корпусом (1), в котором расположено седло (6). Запорное тело (3) расположено с возможностью перемещения с помощью элемента (5).

Пятиэксцентриковый запорный клапан // 2699453

Изобретение относится к конструкциям дроссельных клапанов. С помощью этого устройства может контролироваться поток и расход воды.

Электромагнитный клапан // 2696793

Изобретение относится к арматуростроению, а именно к клапанам, и может быть использовано для автоматического и ручного управления и регулирования потоком газовых сред в технологических системах, а также в газогорелочных устройствах тепловых агрегатов, использующих в качестве топлива газовые среды.

Водоразборная колонка с нажимным клапаном // 2696517

Изобретение относится к устройствам водоснабжения, а более конкретно к устройствам для перекрытия изливной трубы водозаборной колонки. Водоразборная колонка с нажимным клапаном содержит корпус с расположенной внутри нее водоподводящей и изливной трубой, содержащей на конце нажимной клапан, в состав которого входят соединенная с водоподводящей трубой опора возвратной пружины, опирающаяся на тарелку клапана, соединенного с изливной трубой, корпус седла с внутренней седловой тангенциальной поверхностью, между которой и тарелкой клапана расположено тороидальное упругое уплотнение кольцо, а между корпусом седла, изливной трубой и опорой пружины расположены подвижные уплотнения, отличающаяся тем, что внутренняя седловая тангенциальная поверхность выполнена с наклоном под углом 60-80° к плоскости, перпендикулярной направлению поступательного движения тарелки клапана.

Поворотный дисковый затвор с тройным эксцентриситетом // 2695551

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и может быть использовано в газовой, нефтяной, химической промышленности. Поворотный дисковый затвор содержит корпус, в котором размещено седло с уплотнительной поверхностью, и затвор в виде диска, закрепленный на приводном валу, установленном в корпусе на опорах перпендикулярно оси симметрии его проходного отверстия со смещением относительно указанной оси.

Клапан прямоточный, трехпозиционный с кулачковым приводом // 2694714

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и предназначено для управления потоком текущей среды в трубопроводах и быстроразъемных соединениях труб. Клапан содержит трубчатый корпус 1 с седлом 2 и затвором 3 с пружиной 4 и ползуном 5, размещенными в камере 6 с крышкой 7 внутри затвора 3.

Клапан (варианты), прокладка для клапана и способ соединения трубчатых элементов // 2693145

Клапан содержит: множество сегментов, соединенных встык с окружением центрального пространства, причем каждый сегмент имеет первый и второй проходящие в окружном направлении выступы, выступающие в направлении центрального пространства; тело клапана, расположенное в центральном пространстве, причем внешняя поверхность тела клапана обращена к сегментам, а его внутренняя поверхность задает отверстие, проходящее через него, причем первый и второй проходящие в окружном направлении выступы выполнены с возможностью сопряжения с внешней поверхностью тела клапана для его фиксации в центральном пространстве; закрывающий элемент, расположенный в указанном отверстии, причем закрывающий элемент выполнен с возможностью перемещения между открытым и закрытым положениями; стержень, прикрепленный к закрывающему элементу для перемещения закрывающего элемента между открытым и закрытым положениями; и первый и второй соединительные элементы, расположенные на противоположных концах по меньшей мере двух сегментов для соединения указанных сегментов встык.

Прямоточный регулирующий клапан // 2692607

Прямоточный регулирующий клапан содержит внешний и внутренний корпусы, входной и выходной фланцы, делитель потока, представляющий собой перфорированный цилиндр, соосно которому установлен запирающий орган, соединенный с реечным приводом при помощи штока, размещенную в выходном фланце расширительную втулку.

Осевой регулирующий клапан // 2692582

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.

Прямоточный регулирующий клапан // 2702021

Предлагаемое изобретение относится к арматуростроению, в частности к регулирующим клапанам прямоточного типа, применяемым в промышленной трубопроводной арматуре, и предназначено для регулирования и перекрытия рабочих сред жидкостей и газов. Прямоточный регулирующий клапан содержит внешний и внутренний корпусы, входной и выходной фланцы, делитель потока, представляющий собой перфорированный цилиндр, соосно которому установлен запирающий орган, соединенный с реечным приводом при помощи штока, размещенную в выходном фланце расширительную втулку. К торцевой части запирающего органа, со стороны выходного фланца, большим основанием присоединен полый усеченный конус, на меньшем основании которого, соосно перфорированному цилиндру, размещен дополнительный перфорированный цилиндр, контактирующий внешней боковой поверхностью с конической частью расширительной втулки, имеющей цилиндроконическую форму и установленной в выходном фланце, причем углы конусности полого усеченного конуса и конической части расширительной втулки совпадают, а в полом усеченном конусе в зоне между перфорированными цилиндрами выполнены сквозные отверстия, расположенные по кругу. Предлагаемый прямоточный регулирующий клапан обеспечивает надежную работу, предотвращает кавитационные эффекты и надежно герметизируется в закрытом положении. 1 ил.

Осесимметричный регулирующий клапан // 2702022

Предлагаемое изобретение относится к арматуростроению, в частности к регулирующим клапанам прямоточного типа, применяемым в промышленной трубопроводной арматуре, и предназначено для регулирования и перекрытия рабочих сред жидкостей и газов. Осесимметричный регулирующий клапан, содержащий внешний и внутренний корпусы, входной и выходной фланцы, делитель потока, соосно которому с возможностью поворота установлен запирающий орган, к торцевым частям запирающего органа при помощи плоских кольцевых пластин соосно прикреплен дополнительный перфорированный цилиндр меньшего диаметра, контактирующий своей внутренней поверхностью полым цилиндрическим упором, соединенным с расширительной втулкой, в полом цилиндрическом упоре выполнены отверстия, оси которых совпадают с осями отверстий в делителе потока, кроме того, расширительная втулка в зоне выходного фланца имеет коническую впадину с завихрителем потока. Предлагаемый осесимметричный регулирующий клапан обеспечивает надежную работу, предотвращает кавитационные эффекты и надежно герметизируется в закрытом положении. 1 ил.

Прямоточный клапан // 2702026

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. Прямоточный клапан, содержащий внешний и внутренний корпусы, входной и выходной патрубки с фланцами, делитель потока, выполненный в виде перфорированного полого цилиндра, отверстия в котором размещены кольцевыми рядами, запирающее устройство с приводом поступательного движения, запирающее устройство, внешняя поверхность обечайки выполнена в виде двух частей цилиндрической и криволинейной, при этом цилиндрическая часть контактирует с поверхностью внутреннего корпуса. На внутренней поверхности перфорированного полого цилиндра, между кольцевыми рядами отверстий, установлены кольцевые ряды плоских пластин трапецеидальной формы, наклоненные к оси клапана, причем высота и угол наклона плоских пластин увеличиваются в рядах от внутреннего корпуса к выходному патрубку, а количество плоских пластин в рядах равно числу отверстий в рядах перфорированного полого цилиндра. Предлагаемый прямоточный клапан позволяет существенно разгрузить запирающее устройство, снизить нагрузки на привод и уменьшить турбулентность. 6 ил.

Прямоточный регулирующий клапан // 2702027

Изобретение относится к арматуростроению, в частности к регулирующим клапанам прямоточного типа, применяемым в промышленной трубопроводной арматуре, и предназначено для регулирования и перекрытия рабочих сред жидкостей и газов. Предложен прямоточный регулирующий клапан, содержащий внешний и внутренний корпусы, входной и выходной фланцы, делитель потока, представляющий собой перфорированный цилиндр, соосно которому установлен запирающий орган, соединенный с реечным приводом при помощи штока, размещенную в выходном фланце расширительную втулку, запирающий орган установлен возможностью поворота вокруг своей оси, причем концевой участок штока установлен в полости внутреннего корпуса при помощи подшипника, а в зоне выходного фланца запирающий орган опирается на цилиндрический выступ, выполненный в расширительной втулке, кроме того, на поверхности штока и реечном приводе выполнены находящиеся в зацеплении зубчатые венцы, а отверстия в перфорированном цилиндре и запирающем органе имеют одинаковую форму, размещены кольцевыми рядами, причем расстояния между рядами, расстояние до края выходного фланца от ближайшего к нему ряда отверстий и угловой шаг между центрами отверстий в перфорированном цилиндре и запирающем органе одинаковые, в зоне соединения запирающего органа и расширительной втулки, к их внутренним поверхностям, сторонами, имеющими максимальную длину, прикреплены направляющие лопасти треугольной формы, с возможностью поворота относительно шарниров, расположенных на внутренней поверхности расширительной втулки, и соединены с внутренней поверхностью запирающего органа при помощи параллельных пластин, между которыми установлены перегородки с осями, причем одна из пластин выполнена меньшей длины. Предлагаемый прямоточный регулирующий клапан позволяет снизить кавитацию и предотвратить разрушение внутренних деталей клапана. 3 ил.