Устройство для разгрузки регулирующего клапана

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< >934133

Союз Советски к

Социалистические

Рвспублик (61) Дополнительное х авт. свид-ву(22) Заявлено 16 07.80 (2I ) 2959378/25-08 с присоединением заявки М (23) ПриоритетОпублнковано07.06.82. Бюллетень № 2 1

Дата опубликования описания 10.06.82 (5l)M. Кл.

F 16 К 39/02 евеуааретеанвй квинтет

СССР ае диак язееретевкк к вткрнтвк (53) УДК621. .64-6(088.8) (72) Авторы изобретения

А. А. Виноградов и В. И. Дахно

L

Одесское высшее инженерное морское учиг (71) Заявитель им. Ленинского комсомола (54) УСТР(фйСТВО ДЛЯ РАЗГРУЗКИ РЕГУЛИРУЮШЕГО

КЛАПАНА

Изобретение относится к устройствам для автоматического уравновешивания ра бочих органов клапанов, регулирующих потоки жидкой среды в трубопроводах, и может быть использовано в энергетике, на транспорте, в химической, нефтяной и других областях промышленности.

Известно устройство для уравновешивания клапана, содержащее основной и вспомогательный, связанный со штоком, клапаны, запорные элементы, установленные соосно, причем основной запорный элемент выполнен с центральным отверс.— тием, перекрываемым вспомогательным запорным элементом. Относительное перемещение запорных элементов ограничено упорами, выполненными в основном запорном элементе I 1j.

Однако указанное устройство не позволяет компенсировать позиционное гидравлическое усилие, возникающее от дей ствия на рабочий орган клапана гидродинамических сил давления протекающей рабочей среды, что приводит к потере. работоспссобности клапанов. Кроме тога, известное устройство усложняет конструкцию рабочих органов клапанов, что снижает их ремонтопригодность и долговечность.

Известно также устройство цля компенсации сил, действующих на рабочий орган клапана поц воздействием протекающей рабочей срецы, содержащее механический источник энереии, связанный со ео штоком клапана через передачу с переменным передаточным отношением. Передача выполнена в вице профильного элемента, рабочая поверхность которого наклонена к оси штока клапана, а механический источ

1S ник энергии выполнен в виде пружины.

Пружина размещена в цилиндрическом корпусе с поршнем, на конце штока которого установлен ролик, обкатывающий рабочую

20 поверхность профильного элемента. Шток клапана и рабочий орган перемешаются с помощью привода, при этом ролик обкатывает рабочую поверхность профильного элемента и перемещает связанный с ним

3 934 4. поршень цилиндрического корцуса, в котором расположена пружина. Сжатие пружины, изменяющееся в зависимости от положения штока клапана и овязанного с этим профижного элемента, цает соответствую4цую ком 1 поненту силы, противодействующую позиционной нагрузке, возникающей от совместного цействия на рабочий орган клапана смцростатических и ицроцинамических сил цавжния протекающей рабочей срецы (2). 10

Выполнение перацачи с переменным передаточным отношением в вице профильного элемента с наклоненной к оси штока клапана рабочей поверхностью позволяет передавать уравновешивающее усилие на рабочий орган клапана только в направлении, опрецеленном наклоном этой повер> ности. Характер изменения уравновешивающего усилия (его увеличение или умень шение) .при движении штока клапана на ои,й крытие или закрытие опрецелэн тем же наклоном рабочей поверхности профильного эйли.мента.

Недостатком устройства является то, что направление и характер изменения уравн овешивающе го усилия взаимосвязаны и менять оцно из них независимо от другого конструкция .известного устройства не позволяет. Поэтому известное устройство становится неработоспособным, если при движении рабочего органа клапана в нацравленни ат сецла, сила, действукицая на этот орган поц воздействием протека ющей рабочей среды, направлена по движению и убывает, а направленная против

35 цвижения — возрастает и наоборот, если при движении рабочего органа клапана в направлении к посадочному седлу, сила, действующая на этот орган поц воздействием протекающей рабожй среды, надрав»

4О лена против движения возрастает, а направленная по движению — убывает, так как конструкция устройства не позволяет реализовать соответствующих изменений прс тнвоцействующих усилий.

Uem изобретения — повышение надежности устройства за счет увеличения множества характеристик изменения уравновешивающего усилия, реализуемого устройс твом.

Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее последовательно расположенные цатчик положения штока клапана, формирователь сигнала цля компенсации позиционной нагрузки с источником энергии и исполнительный ме- 5 ханизм, связанный со штоком клапана, снабжено цвумя дискретными пневмораспрецелителями, установленными цо и посмораспрецелитель 6, пневматический решакиций блок 6 с источником сжатого возцуха, второй двухпоэиционный пневмс раснреаелитель 7 и пневматический мембранный ис о4и4ительный механизм 8, имекмций цве камеры 9 и 10, Пневматический мембранный исполнительный механизм.

8 установлен на штоке 3.

В процессе работы клапана его рабочий орган 4 со штоком 3 перемешается.

Пневмоцатчик 1, .связанный цвуплечим рычагом 2 со штоком 3 клапана, через цвухпоэициоиный пневмораснрецелитель б подает сжатый воздух под давлением Р, пропорциональным положению штока 3, на вход пневматического решающего блока 6.

Пневматический решающий блок 6, настроенный в соответствии с изменением позиционной нагрузки, в ыяюшей на рабочий орган 4 клапана поц воздействием протекающей рабочей срецы, формирует линейную зависимость вица 2. = PO < 4Р4 (1)

- давление на выходе пневматического решающего блока 6, . соответствующее позициснной нагрузке, действующей íà рабочий орган 4 клапана в его крайнем положении, принятом эа начальное;

- цавление на выхоце пневматического решающего блока 6, соответствующее позиционной нагрузке, действующей на рабочий орган 4 клапана в прогце P

О межуточном цоложении (B крайнем положении P =P>)g

К - коэффициент пропорциональнос« ти, величина которого определена настройкой пневматического решающего блока 6.

Сжатый возцух поц давлением P почается через цвухпозиционный пневмораспрецелитель 7 в одну из камер 9 и 10 пневматического мембранного исполнительЗЭ 4 ж формирователя сигнала для компенсации позиционной нагрузки, выполненного в виде пневматического решающего блока, причем датчик положения штока клапана и исполнительный механизм пневматические.

На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого устройства.

Устройство соцержит последоватепно расцаложенные и связанные между собой пневмоприводами пневмоцатчик 1, связанный двуцлечим рычагом 2 со штоком 3 рабочего органа 4, двухпозиционный пневВНИИПИ Заказ 3895/28 Тираж 990 Подписное

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, yu. Проектная, 4

5 934 ного механизма 8, создавая тем самым уравновешивающее усилие на штоке 3 клапана, а значит и на его рабочем органе

4. В случае, есгкг сила, действующая на рабочий орган 4 поц воэце№ствием протекающей;рабочей срецы, направлена к исполнительному механизму 8, сжатый воздух поц давлением Р лоцается цвухпозициигным пневмораспрецелгтелэм 7 в камеру 9. При изменении направления дей- гй ствия этой силы на противоположное, пневмораспределитель 7 подает сжатый воздух поц давлением Р> в камеру 10.

Пневмораспредегвгтель 5 подает на вхоц пневматического решакицего блока 6 и сжатый воздух под давлением Р по прямой иаг обратной схеме включения, изменяя тем самым знак коэффициента пропор циональности к форьыруемой блском 6 ли- нейной зависимости (1), что меняет ха щ рактер изменения уравновешивающего усилия э

Использование прецлагвемого устройс1 ва цля разгрузки регугвгрующего клапана обеспечивает простоту его настройки цля рабочих сред с различными гмдромехани»

1 ческими свойствами и необходимые статические свойства автоматических управляюшлх привоцов регулирующих клапанов.

Кроме тога, применение предлагаемого ЗО

f33 6 устройства ведет к снижению мощности привода регуагрующего клапана, что понижает энергозатраты.

Ф ормула изобретения

Устройство цля разгрузки регулирующего клапана, соцвужищэе последовательно расположенные цвтнгк. положения штока клапана, формщввэтель сигнала для компенсации поэициаиной нагрузки с ис точником энергии и исполнительный ме-хжиэм, связанный со, штоком клапана, о т л и ч в ю щ е е с я тем, что, с целью повышения нацежггоеж работы клвиана за счет комиеинагнги позиционной нагрузки, оно снабжено двумя дискретными пневмораспределителями, устансвленными до и после формирователя сигнала, который выполнен в вице пневматического решающего блока, а датчик положения штока клапана и исполнительный механизм выполнены пневматическими.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США М 3601157, кл. 137-630. 14, 1970.

2. Патент ФРГ М 1164181, кл. 47g 34, 1964.