ЗАПОРНО-РЕГУЛИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 1996 года по МПК F16K1/12 

Заявленное изобретение относится к устройствам для регулирования расхода жидких и газовых сред и может быть применено в системах питания тепловых электростанций на газовых магистралях.

Известны регулирующие двухседельные клапаны, например, с пневматическим мембранным исполнительным механизмом /1/. К недостаткам устройств, выполненных по данной схеме, относится значительная величина протечки рабочей среды через клапан в закрытом положении. Кроме того, клапан необходимо снабдить позиционером; для управления клапаном нужен источник давления воздуха.

Наиболее близким по совокупности признаков является запорно-регулирующее устройство, содержащее двухседельный клапан, установленный в направляющем цилиндре с коническим днищем, и размещенную во входном патрубке корпуса цилиндрическую втулку, соединенную ребрами с подвижным штоком и упирающуюся при закрытии устройства в коническое днище направляющего цилиндра. Конструкция устройства обеспечивает регулирование расхода одновременно с требуемой степенью герметичности затвора в закрытом положении. Однако для функционирования устройства необходима установка двух приводных валиков, что существенно усложняет конструкцию. К недостаткам прототипа следует отнести и отсутствие возможности произвести быструю отсечку магистрали, на которой размещено запорно-регулирующее устройство, а это требует установки дополнительного клапана.

Предлагаемое изобретение предназначено для обеспечения возможности быстрой отсечки рабочей среды при наличии регулирующего органа, управляемого приводным валиком. При этом задачи регулирования расхода и отсечки устройством магистрали решаются установкой одного приводного валика, что упрощает конструкцию и снижает ее массо-габаритные характеристики.

Указанная выше задача решается тем, что в известном запорно-регулирующем устройстве, содержащем корпус с входным и выходным патрубками, запорно-регулирующий орган в виде втулки, соединенной ребрами с подвижным штоком, кинематически связанным с приводным валиком, и направляющий цилиндр, оно снабжено управляющим электромагнитным двухседельным клапаном, на конце штока закреплен поршень, который размещен в направляющем цилиндре и нагружен пружиной, подпоршневая полость сообщена с входной полостью корпуса, а надпоршневая полость, в которой расположена пружина, сообщена с выходом управляющего клапана, седла которого соединены соответственно с входной полостью и дренажом, при этом шток выполнен составным из двух частей: одной, соединенной с поршнем, и другой взаимодействующей с приводным валиком.

Получаемый при осуществлении изобретения технический результат, а именно повышение быстродействия закрытия запорно-регулирующего устройства одновременно с упрощением конструкции и снижением ее массы, достигается за счет установки поршневого привода, жестко связанного с цилиндрической втулкой, выполняющей функции регулирующего органа, а подвижного штока составным из двух частей, одна из которых соединена с цилиндрической втулкой, а другая - кинематически с приводным валиком. Подвод рабочей среды в пружинную полость через двухседельный электромагнитный клапан, одно из седел которого соединено с дренажом, позволяет с большим быстродействием создать необходимые усилия на поршне для перемещения цилиндрической втулки на закрытие при любом положении части подвижного штока, связанного с приводным валиком, и поджатия ее к торцевой поверхности направляющего цилиндра с обеспечением высокой степени герметичности. При этом для управления устройством не требуется дополнительный приводной валик.

На чертеже изображено запорно-регулирующее устройство.

Устройство состоит из корпуса 1, в котором размещена цилиндрическая втулка 2, являющаяся запорно-регулирующим органом. Втулка 2 соединена ребрами с подвижным штоком 3, состоящим из двух частей, одна из которых 4 кинематически связана с приводным валиком 5.

В корпусе 1 установлен направляющий цилиндр 6, в полости которого размещен подпружиненный поршень 7, жестко соединенный с подвижным штоком 3. Полости направляющего цилиндра соединены с входной полостью устройства. При этом надпоршневая пружинная полость поршня соединена с входной полостью корпуса через электромагнитный управляющий клапан 8, имеющий два седла, одно из которых сообщено с дренажом.

Запорно-регулирующее устройство работает следующим образом. В режиме регулирования расхода рабочей среды электромагнитный клапан 8 соединяет входную полость устройства с надпоршневой полостью цилиндра 6. Поршень 7 и подвижный шток 3 разгружены от статических сил давления, а силой пружины шток 3 поджат к его составной части 4. При вращении приводного валика 5 происходит перемещение части 4 подвижного штока, а следовательно, и его части 3 с цилиндрической втулкой 2. При этом изменяется проходное сечение между втулкой и поверхностью направляющего цилиндра 6, что и обеспечивает регулирование расхода рабочей среды через устройство. При команде на закрытие срабатывает электромагнитный клапан 8, который перекрывает седло подвода рабочей среды из входной полости и соединяет через второе седло надпоршневую полость цилиндра с дренажом. Под действием перепада давления поршень 7 перемещает цилиндрическую втулку 2 на закрытие и с необходимым усилием прижимает ее к поверхности направляющего цилиндра 6, герметизируя выходную полость устройства от входной.

Для включения запорно-регулирующего устройства в режим регулирования расхода электромагнитный клапан 8 подводит рабочую среду под давлением в надпоршневую полость цилиндра, и под действием пружины и давления часть 3 подвижного штока поджимается к его части 4 и отслеживает перемещение последнего, задаваемого поворотом приводного валика 5.

Таким образом, запорно-регулирующее устройство совмещает в себе функции быстрозапорного клапана при простоте конструкции без увеличения массо-габаритных характеристик.

Использование: относится к устройствам для регулирования расхода жидких и газовых сред. Сущность изобретения: запорно-регулирующее устройство содержит корпус с входным и выходным патрубками, запорно-регулирующий орган в виде цилиндрической втулки, соединенной ребрами с подвижными штоками, кинематически связанным с приводным валиком. На конце штока закреплен поршень, который размещен в направляющем цилиндре и нагружен пружиной. Поршневая полость цилиндра сообщена с входной полостью корпуса. Наружная полость соединена с выходом управляющего электромагнитного клапана, а его седла сообщены с входной полостью и дренажом. Шток выполнен из двух частей: одной, соединенной с поршнем, и другой, взаимодействующей с приводным валиком. 1 ил.

Запорно-регулирующее устройство, содержащее корпус с входным и выходным патрубками, запорно-регулирующий орган в виде втулки, соединенной ребрами со штоком, кинематически связанным с приводным валиком, и направляющий цилиндр, отличающееся тем, что оно снабжено управляющим электромагнитным двухседельным клапаном, на конце штока закреплен поршень, который размещен в направляющем цилиндре и нагружен пружиной, подпоршневая полость сообщена с входной полостью, а надпоршневая полость, в которой расположена пружина, соединена с выходом управляющего клапана, седла которого сообщены соответственно с входной полостью и дренажем, при этом шток выполнен составным из двух частей: одной, соединенной с поршнем, и другой взаимодействующей с приводным валиком.