РЕГУЛИРУЮЩИЙ КЛАПАН Российский патент 2002 года по МПК F16K1/54 

Изобретение относится к машиностроению, конкретно к регулирующей трубопроводной арматуре, использующейся для регулирования потока проходящей через нее среды.

Известны регулирующие клапаны, содержащие корпус с установленной в нем гильзой, имеющей два симметрично расположенных профилированных отверстия для прохода регулируемой среды (см. авторское свидетельство 676795, кл. F 16 K 1/36).

В указанных клапанах ось профилированных отверстий гильзы расположена вдоль оси отверстия выходного патрубка корпуса. Это уменьшает перепад давления на клапане, при котором начинается кавитация, способствует более раннему ее возникновению и преждевременному выходу клапана из строя из-за его эрозионного износа.

Известны также регулирующие клапаны, содержащие корпус с установленной в нем гильзой, имеющей два симметрично расположенных профилированных отверстия для прохода регулируемой среды. Эти клапаны имеют также полый плунжер, снабженный несколькими дисками с отверстиями и установленный внутри гильзы с возможностью перемещения (см. Э.Е. Благов, Б.Я. Ивницкий. Дроссельно-регулирующая арматура ТЭС и АЭС, Москва, Энергоатомиздат, 1990, стр. 60, рис. 4.9).

В указанных клапанах ось профилированных отверстий гильзы расположена тоже вдоль оси отверстия выходного патрубка корпуса, что увеличивает его эрозионный износ. Наличие нескольких дисков с отверстиями на полом плунжере увеличивает перепад давления на клапане, при котором начинается кавитация, но усложняет конструкцию клапана.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является регулирующий клапан, содержащий корпус с установленной в нем гильзой, имеющей два симметрично расположенных профилированных отверстия для прохода регулируемой среды и установленную соосно вторую гильзу, перфорированную круглыми отверстиями. Кроме того, имеется диск с отверстиями и полый плунжер с отверстиями, установленный внутри гильзы с возможностью перемещения (см. авторское свидетельство 945547, кл. F 16 K 1/06).

В указанных клапанах ось профилированных отверстий одной из гильз расположена также вдоль оси отверстия выходного патрубка корпуса. Ось профилированных отверстий в плунжере расположена в одной плоскости с осью профилированных отверстий гильзы. Это уменьшает перепад давления на клапане, при котором начинается кавитация, что способствует более раннему ее возникновению и преждевременному выходу клапана из строя из-за его эрозионного износа. Кроме того, дополнительная гильза, перфорированная круглыми отверстиями и служащая для создания дополнительного перепада давления на клапане, усложняет конструкцию клапана.

Техническая задача, которая решалась при разработке данного изобретения - это упрощение конструкции клапана с одновременным увеличением пределов бескавитационной работы.

Поставленная задача решается за счет того, что в регулирующем клапане, содержащем корпус со смещенными входным и выходным патрубками, помещенную в него гильзу, с двумя симметрично расположенными профилированными отверстиями, установленный внутри гильзы с возможностью перемещения полый плунжер, имеющий диск с отверстиями и симметрично расположенные профилированные отверстия, причем ось профилированных отверстий гильзы расположена под углом 90^o относительно оси отверстия выходного патрубка корпуса, а плунжер имеет хотя бы два симметрично расположенных профилированных отверстия, ось которых расположена под углом 90^o относительно оси профилированных отверстий гильзы и, кроме того, смещена относительно оси профилированных отверстий гильзы вдоль оси гильзы на расстояние, равное не менее чем 1,5 хода плунжера.

На фиг.1 показано сечение регулирующего клапана вдоль плоскости симметрии.

На фиг. 2 показано поперечное сечение регулирующего клапана вдоль оси выходного патрубка.

Регулирующий клапан содержит корпус 1 со смещенными входным 2 и выходным 3 патрубками. В корпусе 1 неподвижно установлена гильза 4, в которой имеются два симметрично расположенных профилированных отверстия 5 для прохода регулируемой среды. В гильзе 4 расположен полый плунжер 6, имеющий диск с отверстиями 7. В полом плунжере 6 имеются два симметрично расположенных профилированных отверстия 8. Кроме того, полый плунжер 6 соединен штоком 9 с приводом (не показан). Между гильзой 4 и полым плунжером 6 имеется камера 10, образованная внутренней стенкой гильзы 4 и наружной стенкой полого плунжера 6. На гильзе 4 имеется кромка 11, на полом плунжере 6 имеется кромка 12.

Регулирующий клапан работает следующим образом.

Среда поступает во входной патрубок 2. Во время работы привод (не показан) перемещает полый плунжер 6 за шток 9 вверх и вниз. В крайнем нижнем положении полого плунжера 6 его профилированные отверстия 8 перекрыты боковой поверхностью гильзы 4, а профилированные отверстия 5 гильзы 4 перекрыты боковой поверхностью полого плунжера 6. В этом положении полого плунжера 6 среда не проходит через клапан. При перемещении полого плунжера 6 вверх между кромками 11, 12 и краями профилированных отверстий 5 и 8 образуются зазоры, давая возможность среде пройти из входного патрубка 2, через диск с отверстиями 7, профилированные отверстия 8, камеру 10, профилированные отверстия 5 во внутреннюю полость корпуса 1 и далее в выходной патрубок 3. Во время своего движения среда не только преодолевает гидравлические сопротивления, образованные диском с отверстиями 7, проходными сечениями между профилированными отверстиями 5, 8 и кромками 11, 12, но и два раза меняет свое направление. Первый раз - когда она проходит из камеры 10 в профилированные отверстия 5 гильзы 4. Второй раз - когда из профилированных отверстий 5 гильзы 4 она попадает в корпус 1 и далее в выходной патрубок 3. Это происходит за счет того, что ось двух симметрично расположенных профилированных отверстий 5 гильзы 4 расположена относительно оси отверстия выходного патрубка корпуса 1 под углом 90^o, а ось двух симметрично расположенных профилированных отверстий 8 плунжера 6 расположена относительно оси двух профилированных отверстий гильзы тоже под углом 90^o. Кроме того, профилированные отверстия плунжера смещены относительно профилированных отверстий гильзы вдоль ее оси на расстояние, равное не менее чем 1,5 хода плунжера.

Суммарный эффект от такого движения среды позволяет повысить перепад давления на регулирующем клапане, при котором начинается кавитация, что препятствует преждевременному выходу клапана из строя, уменьшая его эрозионный износ.

Предлагаемая конструкция была изготовлена и прошла приемочные испытания. Испытания показали работоспособность конструкции и высокий коэффициент начала кавитации, равный 0,81-0,91, при перепаде давления 7-23 кгс/см².

Наличие одной гильзы вместо двух позволило упростить конструкцию клапана и сделать его технологичным в изготовлении.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к регулирующей трубопроводной арматуре, предназначенной для регулирования потока проходящей через нее среды. Регулирующий клапан содержит корпус со смещенными входным и выходным патрубками, помещенную в него гильзу с двумя симметрично расположенными профильными отверстиями, установленный внутри гильзы с возможностью перемещения полый плунжер. Последний имеет диск с отверстиями и симметрично расположенные профильные отверстия. Ось профильных отверстий гильзы расположена под углом 90^o относительно оси отверстия выходного патрубка корпуса. Плунжер имеет, по меньшей мере, два симметрично расположенных профильных отверстия. Ось этих отверстий расположена под углом 90^o относительно оси профильных отверстий гильзы и смещена относительно оси профильных отверстий гильзы вдоль оси гильзы на расстояние, равное не менее чем 1,5 хода плунжера. Изобретение позволяет упростить конструкцию клапана с одновременным увеличением пределов бескавитационной его работы. 2 ил.

Регулирующий клапан, содержащий корпус со смещенными входным и выходным патрубками, помещенную в него гильзу с двумя симметрично расположенными профильными отверстиями, установленный внутри гильзы с возможностью перемещения полый плунжер, имеющий диск с отверстиями и симметрично расположенные профильные отверстия, отличающийся тем, что ось профильных отверстий гильзы расположена под углом 90^o относительно оси отверстия выходного патрубка корпуса, а плунжер имеет хотя бы два симметрично расположенных профильных отверстия, ось которых расположена под углом 90^o относительно оси профильных отверстий гильзы и, корме этого, смещена относительно оси профильных отверстий гильзы вдоль оси гильзы на расстояние, равное не менее чем 1,5 хода плунжера.