РЕГУЛИРУЮЩИЙ КЛАПАН Российский патент 2005 года по МПК F16K1/54 F16K47/04 

Предполагаемое изобретение относится к трубопроводной арматуре и может быть использовано в нефтехимической и других отраслях промышленности.

Известно устройство, содержащее ряд клапанов, последовательно установленных на трубопроводе (1). Использование указанного технического решения позволяет избежать кавитации, возникающей при использовании отдельных клапанов, работающих при высоких статических давлениях и имеющих большой перепад давления между входным и выходным каналами, т.к. каждый из клапанов указанного ряда принимает на себя часть общего перепада давления. Однако такое решение экономически нецелесообразно.

Известен регулирующий клапан (2), содержащий корпус с входным и выходным каналами, размещенное в корпусе седло, расположенный соосно седлу затвор, имеющий цилиндрическую часть, размещенную в цилиндрическом отверстии седла и снабженную сквозными радиальными отверстиями. Данное устройство позволяет снизить износ поверхности запорного органа за счет дросселирования потока рабочей среды в радиальных отверстиях. Однако одного каскада дросселирования бывает недостаточно при высоких перепадах давления на запорном органе.

Наиболее близким из известных по технической сущности является клапан с двумя каскадами дросселирования (3). Клапан содержит корпус с входным и выходным каналами, размещенное в корпусе седло, цилиндрическое отверстие которого выполнено глухим и снабжено радиальными сквозными отверстиями. Затвор, расположенный соосно седлу и имеющий цилиндрическую часть, размещенную в цилиндрическом отверстии седла и снабженную сквозными радиальными отверстиями.

Недостатком указанного устройства является то, что при использовании на высоких статических давлениях его дроссельная пара (затвор - седло) не может в достаточной мере противостоять эрозии и вибрации, возникающих в результате кавитации, свойственной клапанам, работающих при указанных параметрах. Диапазон регулирования характеристики известного устройства может оказаться недостаточным, т.к. клапан имеет только два каскада дросселирования, и изменение диапазона его характеристики (путем подбора количества и диаметра радиальных отверстий) возможно лишь в одном конструктивном элементе: пара затвор - седло.

Целью данного технического решения является повышение надежности работы клапана путем исключения кавитационного разрушения и увеличение диапазона регулирования характеристики клапана.

Этот технический результат достигается тем, что клапан содержит закрепленную в корпусе коаксиально затвору направляющую втулку затвора, снабженную сквозными радиальными отверстиями, сообщающими полость втулки с выходным каналом. Затвор снабжен радиальным выступом и установлен с возможностью перемещения в положение, при котором указанный радиальный выступ находится напротив указанных радиальных отверстий втулки.

Благодаря такому выполнению клапана перепад давления между его входным и выходным каналами разделяется между тремя каскадами дросселирования, а именно: отверстия в седле - цилиндрическая часть затвора, отверстия затвора - кромка седла, радиальный выступ затвора - отверстия его направляющей втулки. Поскольку на каждый указанный каскад приходится лишь часть указанного перепада давления, может быть исключена кавитациониая эрозия клапана, и он может быть использован в качестве клапана малых расходов, нередко имеющего значительный перепад давления между входом и выходом. Кроме того, увеличивается диапазон регулирования характеристики регулирующего клапана, поскольку изменение его характеристики возможно путем подбора количества и диаметра не только радиальных отверстий в одном конструктивном элементе клапана - в затворе, как в известном клапане, а дополнительно и радиальных отверстий - в направляющей втулке.

В результате анализа технической и патентной информации в данной области техники не обнаружено технических решений, которые обладали бы признаками, отличающими заявленное техническое решение от прототипа (3), т.е. заявляемый объект отвечает признаку "новизна".

Предлагаемое изобретение является "промышленно полезным", что подтверждается нижеследующим описанием со ссылками на чертеж, где показан продольный разрез регулирующего клапана.

Регулирующий клапан содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 каналами, размещенное в корпусе седло 4, расположенный соосно седлу затвор 5, имеющий цилиндрическую часть 5′, размещенную в цилиндрическом отверстии 6 седла и снабженную сквозными радиальными отверстиями 7. Регулирующий клапан содержит закрепленную в корпусе 1 коаксиально затвору направляющую втулку 8 затвора, снабженную сквозными радиальными отверстиями 9, сообщающими полость втулки 8 с выходным каналом 3, а затвор снабжен радиальным выступом 5" и установлен с возможностью перемещения в положение, при котором указанный радиальный выступ находится напротив радиальных отверстий втулки 8, а цилиндрическое отверстие 6 седла выполнено глухим и снабжено радиальными сквозными отверстиями 10, выполненными в стенке отверстия 6 и сообщающими указанное отверстие с входным каналом 2. Затвор 5 снабжен штоком 11.

Регулирующий клапан работает следующим образом.

При подаче управляющего сигнала на привод (не показан) последний через шток 11 перемещает затвор 5. В результате подъема нижней кромкой затвора открываются отверстия 10, и через них рабочая среда из входного канала 2 поступает в отверстие 6, а из него - через отверстия 7 в пространство между седлом 4 и затвором 5 и далее через отверстия 9 в выходной канал 3. Проходя через отверстия 10, 7, 9, а также между затвором 5 и седлом 4, рабочая среда дросселируется. При этом в работе клапана образуются три каскада дросселирования: отверстия 10 в седле - затвор клапана, отверстия 7 в затворе - кромка седла, радиальный выступ 5" затвора - отверстия 9 в направляющей втулке 8.

Таким образом, использование предлагаемого технического решения позволит повысить надежность работы клапана путем исключения кавитационного разрушения и увеличить диапазон регулирования характеристики клапана.

Источники информации, принятые во внимание при составлении заявки

1. "Современные конструкции трубопроводной арматуры для нефти и газа": Справочное пособие под редакцией Котелевского Ю.М. М., Недра, 1976, стр. 222.

2. Авторское свидетельство СССР №368437, кл. F 16 К 1/54, 1973 г.

3. Патент Франция ЕР 2065294 А, кл. F 16 К 47/00, 17/00 - прототип.

Изобретение относится к трубопроводной арматуре, в частности к отключающим и регулирующим устройствам с запорными элементами, движущимися перпендикулярно седловой поверхности, и предназначено для использования в нефтехимической и других отраслях промышленности. Регулирующий клапан содержит корпус с входным и выходным каналами, размещенное в корпусе седло и расположенный соосно седлу затвор. Затвор имеет цилиндрическую часть. Цилиндрическая часть затвора размещена в глухом цилиндрическом отверстии седла и снабжена сквозными радиальными отверстиями. Цилиндрическое отверстие седла снабжено радиальными сквозными отверстиями, выполненными в его стенке. Клапан содержит закрепленную в корпусе коаксиально затвору направляющую втулку затвора. Направляющая втулка снабжена сквозными радиальными отверстиями. Эти радиальные отверстия сообщают полость втулки с выходным каналом. Затвор снабжен радиальным выступом и установлен с возможностью перемещения в положение, при котором указанный радиальный выступ находится напротив указанных радиальных отверстий втулки. Изобретение направлено на повышение надежности работы клапана путем исключения кавитационного разрушения и на увеличение диапазона регулирования характеристики клапана. 1 ил.

Регулирующий клапан, содержащий корпус с входным и выходным каналами, размещенное в корпусе седло, расположенный соосно с седлом затвор, имеющий цилиндрическую часть, размещенную в глухом цилиндрическом отверстии седла и снабженную сквозными радиальными отверстиями, причем цилиндрическое отверстие седла снабжено радиальными сквозными отверстиями, выполненными в стенке указанного отверстия, отличающийся тем, что он содержит закрепленную в корпусе коаксиально затвору направляющую втулку затвора, снабженную сквозными радиальными отверстиями, сообщающими полость втулки с выходным каналом, а затвор снабжен радиальным выступом и установлен с возможностью перемещения в положение, при котором указанный радиальный выступ находится напротив указанных радиальных отверстий втулки.