РЕГУЛИРУЕМЫЙ КЛАПАН Российский патент 2005 года по МПК F16K31/02 

Изобретение относится к системе топливоподготовки мазутных горелок и используется для поддержания давления в мазутном трубопроводе.

Известен электромагнитный клапан, патент РФ, №1492143, F 16 К 31/02, который содержит: корпус с входным и выходным каналами для прохода рабочей среды, силовую пружину, которая прижимает запорный орган к седлу, демпферное устройство, выполненное в виде втулки, подпружиненной вспомогательной пружиной. Усилие, создаваемое силовой пружиной, больше усилия вспомогательной пружины демпфирующего устройства и действуют встречно. Запорный орган связан с якорем электромагнитного привода. Втулка демпфирующего устройства снабжена упругими боковыми захватами с клиновым скосом на торцевой части со стороны седла. Запорный орган размещен внутри захватов и выполнен с захватываемым уступом. На седле выполнен, раздвигающий захваты, наружный конус.

Недостатком данного электромагнитного клапана является то, что:

невозможно использовать слабо мощный электромагнитный привод, усилия которого меньше в пять раз усилия создаваемого рабочей средой на рабочую поверхность запорного органа;

при пропадании электрического тока происходит отключение электромагнитного привода и рабочая среда беспрепятственно поступает в область горения, где может затушить горелку и нарушить нормальный режим работы котла;

отсутствует ручной привод, позволяющий принудительно включить или выключить электромагнитный привод в случае аварийной ситуации.

Известен электромагнитный клапан, патент РФ, №1569497, F 16 К 31/02, который содержит: корпус с входным и выходным каналами для прохода рабочей среды, седло, запорный орган. Запорный орган перекрывает седло и связан через двухплечный рычаг с якорем электромагнитного привода. В корпусе выполнено индикаторное окно, в котором шарнирно закреплен флажок ручного привода. Двухплечный рычаг выполнен с опорой на корпус и с одной стороны связан с запорным органом, а свободное плечо связано с якорем электромагнитного привода регулировочным винтом. Флажок ручного привода воздействует на свободное плечо двухплечного рычага.

Недостатком данного электромагнитного клапана является то, что:

невозможно использовать слабо мощный электромагнитный привод, усилия которого меньше в пять раз усилия создаваемого рабочей средой на рабочую поверхность запорного органа;

при пропадании электрического тока происходит отключение электромагнитного привода и рабочая среда беспрепятственно поступает в область горения, где может затушить горелку и нарушить нормальный режим работы котла;

отсутствует ручной привод, позволяющий принудительно включить или выключить электромагнитный привод в случае аварийной ситуации.

Из известных технических решений наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству, выбранным в качестве прототипа, является патент DE №10064349 С1, МПК 7 F 16 К 31/02, 08.05.2002, в котором описан регулируемый клапан, содержащий корпус с входным и выходным патрубками и патрубком рециркуляции рабочей среды.

Недостатком данного регулируемого клапана является то, что;

при пропадании электрического тока происходит отключение электромагнитного привода и рабочая среда беспрепятственно поступает в область горения, где может затушить горелку и нарушить нормальный режим работы котла;

отсутствует ручной привод, позволяющий принудительно включить или выключить электромагнитный привод в случае аварийной ситуации.

Целью настоящего изобретения является упрощение конструкции, повышение эффективности сжигания топлива и дополнительно предусматривается возможность увеличения и глубокого регулирования мощности топки, за счет более полного сгорания рабочей среды (жидкого топлива) в горелке, повышение безопасности топливоподготовки и обеспечение полной управляемости и регулируемости процесса подачи жидкого топлива.

Предлагается регулируемый клапан с электромагнитной отсечкой и ручным взводом, предназначенный для регулировки подачи жидкого топлива (мазута) с рабочим давлением до 30 кг/см² и температурой 176°С в горелку.

Данное техническое решение обеспечит следующий технический результат: расширение функциональных возможностей регулируемого клапана за счет возможности отсечки аварийных ситуаций в линии топливоподачи.

Поставленная цель достигается тем, что в регулируемом клапане, содержащем корпус с патрубками входным, выходным и рециркуляции рабочей среды, внутрь корпуса введены регулирующая цилиндрическая втулка и отсечная цилиндрическая втулка. Регулирующая цилиндрическая втулка имеет отверстие и взаимодействует с корпусом внешней своей поверхностью, а внутренней поверхностью взаимодействует с отсечной цилиндрической втулкой с квадратным отверстием. Регулирующая цилиндрическая втулка связана с регулирующим валом, на другом конце которого расположен рычаг, взаимодействующий с регулирующим электродвигателем. Отсечная цилиндрическая втулка связана с отсечным валом, который другим концом связан со стопорным кулачком и с ручкой ручного привода. Ручной привод взаимодействует с возвратной пружиной и с микроконтактом включения электромагнита. Стопорный кулачок взаимодействует с рычагом якоря электромагнита. Рычаг якоря электромагнита связан с подпружиненным якорем электромагнита по скользящей посадке.

На фиг.1 схематично показан продольный разрез клапана, ручного привода и якоря электромагнита. На фиг.2 показан поперечный разрез клапана, проходящий через якорь электромагнита. На фиг.3 показан поперечный разрез клапана, проходящий через ручной привод.

Регулируемый клапан содержит корпус 1 с патрубками входным 2, выходным 3 и рециркуляции 4 рабочей среды. Внутрь корпуса введены регулирующая цилиндрическая втулка 5 и отсечная цилиндрическая втулка 6. Регулирующая цилиндрическая втулка 5 выполнена с отверстием и взаимодействует с корпусом 1 внешней своей поверхностью, а внутренней поверхностью взаимодействует с отсечной цилиндрической втулкой 6 с квадратным отверстием. Регулирующая цилиндрическая втулка 5 связана с регулирующим валом 7, на другом конце которого расположен рычаг 8, взаимодействующий с регулирующим электродвигателем 9. Отсечная цилиндрическая втулка 6 связана с отсечным валом 10, который другим концом связан со стопорным кулачком специального профиля 16 и с ручкой ручного привода 11, а ручной привод взаимодействует с возвратной пружиной 13, с микроконтактом включения электромагнита 12. Стопорный кулачок 16 взаимодействует с рычагом якоря электромагнита 17. Якорь электромагнита 15 выполнен подпружиненным и связан с якорем электромагнита 17.

Возвратная пружина 13 рассчитана на создание усилия достаточного для закрытия условного проходного сечения клапана, где рабочая среда находится под рабочим давлением 30 кг/см². Слабо мощный электромагнит 14 преодолевает только усилие зацепления рычага якоря электромагнита 17, связанного с плавающим якорем электромагнита 15, со стопорным кулачком 16 специального профиля, связанным с отсечным валом 10. Линия рециркуляции открыта всегда.

Работает регулируемый клапан следующим образом: отсечная цилиндрическая втулка 6 перекрывает условное проходное сечение клапана и не позволяет рабочей среде, которая находится под рабочим давлением 30 кг/см² и температурой 176°С поступать в горелку.

При приведении ручки 11 ручного привода в рабочее верхнее положение, который связан с отсечным валом 10, последний поворачивает отсечную цилиндрическую втулку 6 на рабочий угол, при этом открывается проходное сечение клапана. Квадратное сечение отсечной цилиндрической втулки 6 обеспечивает условное проходное сечение клапана в открытом положении. Ручка ручного привода 11 в своей верхней точке рабочего цикла своим другим концом нажимает на микроконтакт включения электромагнита 12, при этом включается электромагнит 14, а рычаг якоря электромагнита 17 стопорится стопорным кулачком 16 и электромагнит 14 обеспечивает неизменным это положение отсечного вала 10. Пока регулирующий электродвигатель 9 находится в нулевом положении, рабочая среда проходит через циркуляционный патрубок 4 на входной патрубок 2 и циркулирует, таким образом, до тех пор, пока весь клапан не прогреется до температуры рабочей среды. Затем включается регулирующий электродвигатель 9, а специальный профиль отверстия в регулирующей цилиндрической втулке 5 обеспечивает линейную зависимость расхода рабочей среды от площади условного проходного сечения клапана. Специальный профиль отверстия в регулирующей цилиндрической втулке 5 рассчитан методом щелевого регулирования потока профильными сечениями.

При внезапном пропадании электрического тока или погасании горелки электромагнит 14 расстопаривает ручной привод, путем опускания рычага якоря электромагнита 17 по скользящей посадке, при этом стопорный кулачок 16 выходит из зацепления с рычагом якоря электромагнита 17 и под действием возвратной пружины 13 отсечной вал 10 поворачивает отсечную цилиндрическую втулку 6, которая перекрывает доступ рабочей среды в горелку. Шпонка 18 является конструктивным элементом, которая закрепляет стопорный кулачок 16 на отсечном валу 10.

Возможность осуществления изобретения "Регулируемый клапан" подтверждается описанием аналогов, описанием предлагаемого изобретения, технической документацией заявителя и результатами испытаний на котле регулируемого клапана.

Использование предлагаемого регулируемого клапана по сравнению с прототипом позволяет упростить конструкцию, повысить эффективность и расширить функциональные возможности регулируемого клапана.

Регулируемый клапан предназначен для использования в системе топливоподготовки мазутных горелок. Регулируемый клапан содержит корпус с входным и выходным патрубками и патрубком рециркуляции рабочей среды. Внутри корпуса расположена регулирующая цилиндрическая втулка с отверстием. Втулка взаимодействует своей внешней поверхностью с корпусом. Внутренняя поверхность втулки взаимодействует с отсечной цилиндрической втулкой с квадратным отверстием. Регулирующая цилиндрическая втулка связана с регулирующим валом. На конце последнего расположен рычаг. Последний взаимодействует с регулирующим электродвигателем. Отсечная цилиндрическая втулка связана с отсечным валом. Конец последнего связан со стопорным кулачком и с ручкой ручного привода. Последний взаимодействует с возвратной пружиной и с микроконтактом включения электромагнита. Стопорный кулачок взаимодействует с рычагом подпружиненного якоря электромагнита. Связь рычага с якорем электромагнита выполнена скользящей. Обеспечивается упрощение конструкции и повышение эффективности сжигания топлива. 3 ил.

Регулируемый клапан, содержащий корпус с входным и выходным патрубками и патрубком рециркуляции рабочей среды, отличающийся тем, что внутри корпуса расположена регулирующая цилиндрическая втулка с отверстием, взаимодействующая своей внешней поверхностью с корпусом, а внутренней поверхностью - с отсечной цилиндрической втулкой с квадратным отверстием, причем регулирующая цилиндрическая втулка связана с регулирующим валом, на конце которого расположен рычаг, взаимодействующий с регулирующим электродвигателем, а отсечная цилиндрическая втулка связана с отсечным валом, конец которого связан со стопорным кулачком и с ручкой ручного привода, взаимодействующего с возвратной пружиной и с микроконтактом включения электромагнита, при этом стопорный кулачок взаимодействует с рычагом подпружиненного якоря электромагнита, а связь рычага с якорем электромагнита выполнена скользящей.