РЕГУЛИРУЮЩИЙ КЛАПАН Российский патент 1995 года по МПК G05D7/00 

Изобретение относится к теплоэнергетике, к средствам для регулирования расхода среды, и может быть использовано преимущественно в схемах регенерации паровых турбин мощных энергоблоков ТЭС и АЭС, например, для регулирования уровня воды в смешивающих подогревателях, конденсаторах.

Известны регулирующие поворотные клапаны, используемые для регулирования уровня конденсата в теплообменных аппаратах, содержащее корпус с закрепленной в нем наружной втулкой, в которой выполнены прямоугольные окна, и размещенную в наружной втулке и сочлененную с приводным валом внутреннюю втулку, в которой выполнены фасонные окна, сообщенные соответственно с полостью входного и выходного патрубков [1 и 2]
При повороте внутренней втулки изменяются положение фасонных окон относительно прямоугольных и соответствующее проходное сечение для регулируемой среды.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности, назначению и достигаемому результату является регулирующий клапан, содержащий корпус с закрепленной в нем наружной втулкой, в которой выполнены прямоугольные окна, и размещенную в наружной втулке и сочлененную с приводным валом внутреннюю втулку, в которой выполнены фасонные окна, при этом конец наружной поверхности внутренней втулки выполнен конусным, а разность диаметров начала и конца конусности не менее разности величин максимально возможных упругих деформаций в этих сечениях [3]
Недостатками известного клапана являются его пониженная надежность и ограниченная пропускная способность. Это вызвано тем, что наружная и внутренняя втулки расположены по оси корпуса клапана. Для обеспечения пропуска требуемого расхода воды необходимо обеспечить зазор между наружной втулкой и корпусом. Это приводит к увеличению диаметра корпуса, увеличению деформации под воздействием перепада давления среды, достигающей максимальной величины при пусковых режимах. Возникающая при этом овальность внутренней и наружной втулок приводит к уменьшению зазора между ними и, как следствие, к заклиниванию. Другой причиной заклинивания клапана является попадание сварочного грата, окалины и т.п. в зазор между втулками (особенно на максимальных расходах среды) и накапливание его в зазоре. Поэтому опасность заклинивания не устраняется, даже если зазор подобран заведомо больше максимально возможной деформации внутренней втулки.

При длительной эксплуатации клапана на номинальном режиме (при больших расходах среды и малом перепаде давления) зазор между втулками уменьшается из-за попадания и накапливания инородных частиц. Поэтому, когда требуется по условиям эксплуатации блока уменьшить нагрузку, т.е. прикрыть клапан, происходит наряду с уменьшением расхода среды увеличение перепада давления на внутренней втулке, т.е. увеличение ее деформации, что при определенных условиях приводит к заклиниванию клапана.

Надежность, как правило, пытаются повысить за счет еще большего увеличения зазора между наружной и внутренней втулками, что приводит к большим нерегулируемым протечкам в закрытом положении (30-35% номинального расхода). Это приводит к уменьшению диапазона регулирования клапана, а следовательно, затрудняет проведение пусковых операций, когда требуется регулирование малых расходов до 5% номинального), и работу блока на малых нагрузках.

Предложен клапан для регулирования расхода воды, содержащий корпус с закрепленной в нем наружной втулкой, в которой выполнены прямоугольные окна, и размещенную в наружной втулке и сочлененную с приводным валом внутреннюю втулку, в которой выполнены фасонные окна, сообщенные соответственно с полостью входного и выходного патрубков корпуса. При этом ось наружной и внутренней втулок смещена относительно оси корпуса в противоположную сторону от входного патрубка.

Предлагаемый клапан более надежен в работе, уменьшены нерегулируемые протечки в закрытом положении.

На фиг.1 показан предлагаемый клапан, продольный разрез; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 узел I на фиг.1.

Клапан содержит корпус 1 с фланцем 2, закрепленным шпильками 3 и герметизированной прокладкой 4. Корпус 1 снабжен входным 5 и выходным 6 патрубками для подачи и отвода дросселируемого потока воды и закреплен на присоединенных к патрубкам 5 и 6 трубопроводах в горизонтальном положении. Со смещением оси относительно корпуса 1 установлена наружная втулка 7, жестко соединенная с корпусом 1 при помощи колец 8 и 9, образующая совместно с ними кольцевую полость 10. В наружной втулке 7 выполнены два симметрично расположенных прямоугольных окна 11. Внутренняя втулка 12 выполнена в виде пустотелого поршня, жестко связанного с приводным валом 13 при помощи шпонки14 и гайки с шайбой 15, 16. Во внутренней втулке 12 выполнены два фасонных окна 17, развернутых относительно друг друга вокруг оси втулки на 180^о и сообщенные с входным 5 и выходным 6 патрубками корпуса. Приводной вал 13 выведен наружу клапана через радиальную опору 18, сальник 19 и крышку 20 сальника, смонтированную на шпильке 21. Ось наружной втулки 7 и внутренней втулки 12 смещена относительно оси корпуса 1 в противоположную сторону от входного патрубка 5. На квадратном хвостовике 22 вала закреплена рукоятка 23, связанная с приводом клапана. В боковой стенке внутренней втулки 12 выполнены разгрузочные отверстия 24. Между наружной поверхностью внутренней втулки 12 и внутренней поверхностью наружной втулки 7 предусмотрен радиальный зазор σ выбираемый минимальным по условиям изготовления и обеспечения возможности вращения без заклинивания.

Клапан работает следующим образом.

Рабочая среда, в данном случае вода, под давлением подается через входной патрубок 5 в кольцевую полость 10, откуда через два прямоугольных окна 11 наружной втулки 7 и открытую часть фасонных окон 17 внутренней втулки 12 попадает во внутреннюю полость клапана и далее через выходной патрубок 6 подается в отводной трубопровод. Поворотная часть клапана разгружена от восприятия осевых нагрузок за счет того, что левая и правая внутренние полости соединены разгрузочными отверстиями 24.

Изобретение относится к теплоэнергетике, к средствам для регулирования расхода среды, и может быть использовано преимущественно в схемах регенерации паровых турбин мощных энергоблоков ТЭС и АЭС. Изобретение решает задачу повышения надежности работы регулирующего клапана и уменьшения нерегулируемых протечек в рабочем положении. Регулирующий клапан содержит корпус 1, фланец 2, шпильки 3, прокладки 4, входной 5 и выходной 6 патрубки, наружную втулку 7, кольца 8, 9, кольцевую полость 10, окна 11, внутреннюю втулку 12, приводной вал 13, шпонку 14, гайки с шайбой 15, 16, фасонные окна 17, опору 18, сальник 19, крышку 20, шпильку 21. 3 ил.

РЕГУЛИРУЮЩИЙ КЛАПАН, содержащий корпус с установленной в нем наружной втулкой с окнами и расположенную в ней соосно и укрепленную на приводном валу внутреннюю втулку, в которой выполнены фасонные окна, сообщающиеся с входным и выходным патрубками корпуса, отличающийся тем, что ось наружной и внутренней втулок смещена относительно оси корпуса в противоположную сторону от входного патрубка.