ЗАПОРНО-РЕГУЛИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 1997 года по МПК F16K3/08 

Изобретение относится к машиностроению, а точнее, к промышленной трубопроводной арматуре.

Существующие в промышленном обиходе запорно-регулирующие устройства не отвечают предъявленным им требованиям, они быстро выходят из строя, держат лишь небольшие давления, в результате чего энергоблоки ТЭЦ и ГРЭС имеют множество лишних байспасных труб, а с ними различных запорных устройств, что затрудняет работу котельщиков. Множество лишних труб и клапанов используется и в других отраслях промышленности.

В настоящее время получают распространение дисковые клапаны как наиболее надежные и перспективные, но проблема снятия трения с запорных дисков, а следовательно, и легкость управления на высоких давлениях среды полностью не решена.

В качестве прототипа принято устройство по а.с. N 1104335 МКИ 16 К 3/08, 1982 г. состоящее из герметичного корпуса, в котором установлено седло с проходными отверстиями и дисковый поворотный золотник с радиальным подшипником.

Управление золотником осуществляется вибрирующими силовыми пьезоэлементами, передающими усилие для перемещения золотника.

Недостатком конструкции является то, что в устройстве не обеспечен свободный ход золотника, необходимый для работы силового элемента управления устройством.

Задачей изобретения является улучшение устройства и обеспечение в новой конструкции крана его надежности и долговечности работы на любых высоких давлениях среды.

Указанная задача достигается выполнением корпуса устройства, полость которого разделена седлом на две камеры, и в полости второй камеры по ходу среды установлено второе седло с проходными отверстиями, и соответственно, к седлам установлены два дисковых поворотных золотника с аналогичными проходными отверстиями, снабженные индивидуальными механизмами управления золотниками. Между золотником и седлом первой камеры на входе среды установлен серийный упорный подшипник качения с таким расчетом, чтобы между седлом и золотником был образован щелевой зазор, обеспечивающий сообщение напорной среды со второй камерой в положении "закрыто".

Золотник второй камеры, выполненный с опорным выступом в центре, установлен с щелевым зазором, который образует напорную камеру на входе среды, обеспечивающую надежность герметизации запорного элемента силой напорной среды.

Для обеспечения свободного хода золотника при его поворотах вторая камера снабжена клапаном сброса давления с запорного элемента в трубопровод на выходе среды, для чего в корпусе устройства выполнены каналы вывода среды и гнездо под быстродействующий вентиль или другой любой клапан.

Дозируемое щелевым зазором между золотником и седлом корпусом первой камеры количество проходящей напорной среды во вторую камеру в положении "закрыто" позволяет производить сброс давления с запорного элемента не только воды, но и пара, газа за счет разницы количества поступающей и сбрасываемой среды.

Предусматривается любое известное управление поворотными золотниками.

На фиг.1 дано указанное устройство в положении "закрыто"; на фиг.2 - устройство в качестве наглядного примера с механизмом управления прототипа.

Корпусе 1 снабжен индивидуальными 2-3 механизмами управления золотниками с входным 4 и выходным 5 патрубками с выполненным в нем седлом 6, с проходными отверстиями в нем 8, разделяющим полость корпуса 1 на две камеры. Во второй из них по ходу среды установлено второе седло 7 с проходными отверстиями в нем 9 и соответственно к седлам 6, 7 установлены поворотные золотники 10, 11 с соответствующими проходными отверстиями 12, 13, заключенные в хомуты механизма управления 2, 3, при этом золотник 11 выполнен с цилиндрическим выступом 14 по оси потока среды, обращенном к седлу 6 своим торцом.

Между золотником 10 и седлом 6, в выполненной в последнем выемке 15 установлен серийный упорный подшипник 16 с таким расчетом, чтобы между указанными золотником 10 и седлом 6 образовался щелевой зазор 17, обеспечивающий сообщение напорной среды со второй камерой в положении "закрыто".

Золотник 11, помещенный между седлами 6, 7, установлен с щелевым зазором 18 на входе среды, между седлом 6 и золотником 11, который создает напорную камеру для надежной герметизации запорного элемента силой напорной среды.

В корпусе 1 выполнено гнездо 19, в которое на резьбовом соединении крепится быстродействующий вентиль 20, соединенный каналом вывода среды 21 из камеры устройства и каналом вывода среды 22 в трубопровод на выходе среды.

Работа устройства заключается в следующем.

При пуске среды в устройство последняя заполняет первую камеру и через щелевой зазор 17 между золотником 10 и седлом 6, его пропускные отверстия 8 заполняет вторую камеру с ее напорной камерой 18, золотник 11 плотно прижимается к седлу 7.

Каналы 21-22 сброса давления перекрываются вентилем 20.

Для открытия крана необходимо сбросить давление с запорного элемента, для чего открывается вентиль 20, среда по каналам 21, 22 устремляется в трубопровод на выходе среды, давление в напорной камере 18 падает до нуля, и производится поворот золотника 11 на необходимый угол поворота. Затем вентиль 20 закрывается, перекрывая каналы 21, 22 вывода среды, и поворачивается на заданный угол золотник 10, который может являться регулирующим, т.к. протечка напорной среды через щелевой зазор 17 между золотником 10 и седлом 6 - величина постоянная, легко учитываемая.

При необходимости очень точной подачи среды необходимо на время закрывать кран и вновь открывать или сразу устанавливать на необходимую точность подачи. Для закрытия крана необходим обратный порядок сначала повернуть золотник 10 первой камеры до положения "закрыто", а затем повернуть золотник 11 тоже до положения "закрыто", когда давление на золотнике 11 отсутствует.

При открытии крана переходные отверстия золотников и седел совпадают, и вода проходит через кран.

Использование: изобретение относится к арматуростроению. Сущность: полость корпуса разделена седлом на две камеры. В полости второй камеры за первым седлом по ходу потока установлены второй поворотный золотник и второе седло. Второй поворотный золотник выполнен с проходными отверстиями и индивидуальным механизмом управления. Второе седло выполнено с проходными отверстиями. Между первым золотником и первым седлом установлен с щелевым зазором упорный подшипник качения. Второй золотник выполнен с центральным цилиндрическим выступом на торце, обращенном к первому седлу, и установлен относительно последнего с щелевым зазором, образующим напорную камеру. В корпусе выполнены каналы, соединяющие вторую камеру с выходным патрубком и перекрываемые установленным в корпусе вентилем управления сброса давления из упомянутой камеры. 2 ил.

Запорное-регулирующее устройство, содержащее герметичный корпус с входным и выходным патрубками, размещенные в его полости седло с проходными отверстиями и поворотный золотник с проходными отверстиями и механизмом управления для поворотных золотников, отличающееся тем, что полость корпуса разделена седлом на две камеры и в полости второй камеры за первым седлом по ходу потока установлен второй поворотный золотник с проходными отверстиями и индивидуальным механизмом управления для поворотных золотников и второе седло с проходными отверстиями, при этом между первым золотником и первым седлом установлен упорный подшипник качения с возможностью образования щелевого зазора между упомянутыми золотником и седлом, а второй золотник выполнен с центральным цилиндрическим выступом на торце, обращенном к первому седлу, и установлен относительно последнего с щелевым зазором, образующим напорную камеру, при этом в корпусе выполнены каналы, соединяющие вторую камеру с выходным патрубком и перекрываемые установленным в корпусе вентилем управления сброса давления из упомянутой камеры.