ЗАПОРНЫЙ И РЕГУЛИРУЮЩИЙ ЛЕПЕСТКОВЫЙ КЛАПАН Российский патент 2000 года по МПК F16K1/20 F16K15/03 

Изобретение относится к клапанам для запирания и регулирования расхода пылегазовоздушной смеси в трубопроводах и может найти применение, например, в системах топливоподачи энергетических объектов и других отраслях промышленности.

Известен запорный и регулирующий клапан, содержащий корпус с цилиндрическим проходным сечением, в котором установлены лепестки с возможностью поворота каждого из них вокруг оси, направленной по соответствующему радиусу поперечного проходного сечения корпуса клапана.

Недостаток клапана - неравномерность потока и неоднородность пылегазовоздушной смеси за клапаном, возникающие в процессе регулирования расхода. Это вызвано тем, что поток пылегазовоздушной смеси, проходя через клапан с частично открытыми лепестками, повернутыми вокруг радиуса поперечного проходного сечения, получает тангенциальное ускорение, закручивается вокруг продольной оси трубопровода и оттесняется к его внутренней поверхности.

Известен, выбранный в качестве прототипа, запорный и регулирующий лепестковый клапан, содержащий корпус с цилиндрическим проходным сечением, в котором установлены по меньшей мере три лепестка с возможностью поворота каждого из них вокруг оси, направленной по соответствующей хорде проходного сечения корпуса.

В клапане-прототипе лепестки выполнены в виде треугольных пластин, при повороте которых вокруг оси, направленной по соответствующей хорде проходного сечения корпуса клапана, регулируется поток через центральную область проходного сечения. При этом периферийная область проходного сечения постоянно закрыта перекрывающими пластинами.

Недостаток прототипа - узкий диапазон линейности регулирования расхода пылегазовоздушной смеси.

Этот недостаток обусловлен тем, что при прохождении потока пылегазовоздушной смеси (например, подаваемой в топки котла смеси угольной пыли с воздухом и выпускным газом топки) через клапан-прототип, имеющий регулируемую центральную и постоянно перекрытую периферийную области проходного сечения, за клапаном возникают турбулентные завихрения, которые нарушают однородность пылегазовоздушной среды и приводят к тому, что насыщенность потока частицами пыли (например, угольной) изменяется на выходе клапана в зависимости от угла раскрытия лепестков. В результате нарушается линейность регулирования топливоподачи и ухудшаются условия сгорания пылевидного топлива в топках котла.

Задача изобретения - расширение диапазона линейности регулирования расхода пылегазовоздушной смеси.

Предметом изобретения является запорный и регулирующий лепестковый клапан, содержащий корпус с цилиндрическим проходным сечением, в котором установлены, по меньшей мере, три лепестка с возможностью поворота каждого из них вокруг оси, направленной по соответствующей хорде проходного сечения корпуса, отличающийся, согласно изобретению, тем, что лепестки выполнены в виде пластин, имеющих форму секторов поперечного проходного сечения корпуса клапана.

Указанная совокупность признаков позволяет сохранить ламинарность и однородность пылегазовоздушного потока и обеспечить регулирование расхода среды пропорционально углу поворота заслонок в расширенном диапазоне изменения угла раскрытия лепестков.

Изобретение имеет развитие, заключающееся в том, что в нем оси поворота лепестков размещены на поверхности лепестков за клапаном.

Это позволяет сохранить линейность регулирования в тех случаях, когда лепестки имеют существенную толщину (например, в регулирующих клапанах, работающих в условиях повышенных температур и давлений).

Сущность изобретения с учетом его развития поясняется чертежами, на которых представлен клапан с четырьмя лепестками: на фиг. 1, 2 - в закрытом состоянии (два вида); на фиг. 3 - в промежуточном положении; на фиг. 4 - в открытом состоянии.

Клапан содержит корпус 1 с цилиндрическим проходным сечением, в котором установлены лепестки 2 с возможностью поворота каждого из них вокруг оси 3, направленной по соответствующей хорде проходного сечения корпуса 1. Лепестки 2 выполнены в виде пластин, имеющих показанную на фиг. 2 (вид по стрелке А) форму секторов поперечного проходного сечения корпуса 1 клапана. Лепестки 2 установлены в корпусе 1 с помощью кронштейнов 4, планок 5 и накладок 6.

Клапан работает следующим образом.

Фланцами корпус 1 устанавливается в трубопровод пылегазовоздушной смеси, диаметр которого совпадает с диаметром корпуса 1 клапана.

В закрытом состоянии клапана лепестки 2, опираясь на торец корпуса 1, полностью перекрывают его проходное сечение, как показано на фиг. 1.

При открывании клапана каждый лепесток 2, например, с помощью тяг и привода (на чертежах не показаны) поворачиваются вокруг соответствующей оси 3 внутрь корпуса 1 по направлению движения потока смеси. При повороте лепестков 2 основная часть пропускаемого клапаном потока пылегазовоздушной смеси направляется лепестками 2 в центральную область проходного сечения корпуса 1 и одновременно другая часть потока, пропорциональная основной, обтекая лепестки 2, заполняет периферийную область сечения.

В результате возникающие нарушения ламинарности потока практически не оказывают влияние на однородность пылегазовоздушной смеси за клапаном и линейность регулирования (влияние проявляется лишь при малых, не рабочих расходах смеси) и регулировочная характеристика клапана сохраняет линейность в широком диапазоне рабочего регулирования расхода.

У клапанов, предназначенных для работы в условиях повышенных давлений и температур, толщина лепестка может составить существенную часть проходного сечения. В этих случаях для сохранения диапазона линейного регулирования целесообразно оси 3 размещать на поверхности лепестков 2 за клапаном, обращенной, как показано на фиг. 3, внутрь корпуса 1.

После поворота лепестков 2 на прямой угол (см. фиг. 3) проходное сечение корпуса 1 практически полностью открыто для регулируемого потока.

Изобретение предназначено для запирания и регулирования потока пылегазовоздушной среды, проходящей по трубопроводу. Клапан содержит корпус с цилиндрическим проходным сечением. В корпусе установлены по меньшей мере три лепестка с возможностью поворота каждого из них вокруг оси. Последняя направлена по соответствующей хорде проходного сечения корпуса. Лепестки выполнены в виде пластин в форме секторов поперечного проходного сечения корпуса. Изобретение позволяет повысить точность регулирования клапана и надежность перекрытия трубопровода. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Запорный и регулирующий лепестковый клапан, содержащий корпус с цилиндрическим проходным сечением, в котором установлены по меньшей мере три лепестка с возможностью поворота каждого из них вокруг оси, направленной по соответствующей хорде проходного сечения корпуса, отличающийся тем, что лепестки выполнены в виде пластин, имеющих форму секторов поперечного проходного сечения корпуса. 2. Запорный и регулирующий лепестковый клапан по п.1, отличающийся тем, что оси поворота лепестков размещены на поверхности лепестков за клапаном.