КЛАПАН РЕГУЛИРУЮЩИЙ Российский патент 2007 года по МПК F16K17/04 

Изобретение относится к области арматуростроения, в частности к регулирующим устройствам трубопроводов пара, воды, других газов и жидкостей.

Известен клапан, содержащий корпус с входным, выходным отверстиями, соединенный со штоком запорный орган в виде спирального элемента с упругими свойствами из профильного изделия в поперечном сечении (см. патент US 3513874 А, кл. F16K 1/40, 26.05.1970).

Недостатками клапана являются сложность конструкции, широта диапазона регулирования и функциональные возможности клапана ограничены.

Задачами изобретения являются расширение функциональных возможностей за счет обеспечения регулирования как в областях малых, так и больших расходов среды, упрощение конструкции клапана.

Технический результат достигается тем, что в клапане регулирующем, содержащем корпус с входным, выходным отверстиями, соединенный со штоком запорный орган в виде спирального элемента с упругими свойствами, последний выполнен в виде пружины растяжения из профильного изделия с криволинейным профилем, образующим, например, зигзагообразную уплотнительную поверхность в поперечном сечении, и связан с возможностью осевого перемещения внутри осевого отверстия радиально перфорированного минимум одним профильным отверстием седла-втулки, причем седло-втулка выполнено с уплотняющим покрытием на уплотняющих поверхностях, соприкасающихся со спиральным элементом и с корпусом, а спиральный элемент выполнен с уплотняющим покрытием, нанесенным частично на уплотняющие поверхности витков спирального элемента, причем седло-втулка и спиральный элемент выполнены эрозионно-стойкими из эрозионно-стойкого материала или с эрозионно-стойким покрытием.

На фиг.1 показан разрез клапана регулирующего, на фиг.2 - вид А на фиг.1, на фиг.3, 4 - формы поперечного сечения профильного изделия спирального элемента.

Клапан регулирующий содержит корпус 1 с входным 2, выходным 3 отверстиями, соединенный со штоком 4 запорный орган в виде спирального элемента 5 (СЭ) с упругими свойствами из профильного изделия в поперечном сечении (проволоки, полосы, ленты с простой: круглой, квадратной, прямоугольной, эллипсной, или со сложной: многоугольной(фиг.3а) или криволинейной(фиг.3б) формой в поперечном сечении из металла или неметалла (полимеров). Форма поперечного сечения может быть в виде усеченного профиля. СЭ 5 выполнен в виде пружины растяжения из профильного изделия в поперечном сечении со сложным многоугольным или криволинейным профилем (см. фиг.3), образующим, например, зигзагообразную уплотнительную поверхность 6 в поперечном сечении. СЭ 5 связан с возможностью осевого перемещения изнутри в осевом отверстии 7 радиально перфорированной минимум одним профильным отверстием 8 седла-втулки 9 (СВ). СВ 9 выполнена с уплотняющим покрытием на уплотняющих поверхностях 10, которые могут соприкасаться с СЭ 5 и с корпусом 1. СЭ 5 выполнен с уплотняющим покрытием 11, нанесенным частично на уплотняющие поверхности 6 витков СЭ 5. СЭ 5 и СВ 9 могут быть выполнены эрозионно-стойкими из эрозионно-стойкого материала или с эрозионно-стойким покрытием. Конец 12 СЭ 5 прикреплен к штоку 4 непосредственно или через промежуточный элемент 13.

Работа устройства.

Рабочая среда поступает через входное отверстие 2 к СВ 9, проходит через профильное отверстие 8 (может быть множество щелевых, цилиндрических отверстий) и дросселируется, проходя через щели, образованные витками СЭ 5. Далее рабочая среда выходит из отверстия 8 СВ 9 к выходному отверстию 3. Перемещением штока 4 вверх-вниз изменяют зазоры между витками СЭ 5, что приводит к изменению гидравлического сопротивления и расхода рабочей среды при постоянном перепаде давления. При крайнем нижнем положении штока 4 витки СЭ 5 смыкаются и перекрывают поток рабочей среды (клапан закрыт). При крайнем верхнем положении штока 4 витки СЭ 5 максимально раздвинуты, что обеспечивает наибольший расход при минимальном гидравлическом сопротивлении. Нанесение уплотнительного покрытия 11 частично на уплотняющие поверхности 6 витков СЭ 5 и на поверхность 10 СВ 9 обеспечивает лучшую герметичность в закрытом положении.

Если СВ 9 выполняется съемной (не приваривается), то уплотняющее покрытие 10 наносится и в местах сопряжения с отверстием корпуса 1. Выполнение в поперечном сечении профильного изделия СЭ 5 разной формы позволяет организовывать плавный вход и выход рабочей среды для снижения гидравлического сопротивления и изменять гидравлическую характеристику клапана. При использовании криволинейного профиля (фиг.3б) имеет место зигзагообразная уплотнительная поверхность, изменяя размеры которой: длины, углы, радиусы, можно влиять на гидравлическую характеристику и уплотнительную способность клапана.

Выполнение спирального элемента в виде пружины растяжения позволяет снизить усилие на шток при большом рабочем давлении, т.к. усилие от пружины направлено в противоположную сторону от усилия, создаваемого рабочим давлением, что снижает нагрузку на шток, мощность привода при этом ниже.

Выполнение СЭ 5 и/или СВ 9 из эрозионно-стойкого материала или с однослойным или многослойным эрозионно-стойким покрытием (например, титанирование, хромирование) снижает размыв уплотнительных поверхностей 6 и отверстия 8 и повышает долговечность работы клапана.

Функциональные возможности клапана расширены, т.к., меняя форму профильного изделия, размеры профильного сечения профильного изделия, количество витков, максимальный шаг витков спирального элемента, легко получить гидравлическую характеристику для различных условий эксплуатации (давлений, перепадов давлений, расходов), типов сред.

Данный регулирующий клапан может быть использован в качестве регулируемого и нерегулируемого дросселя, клапана в системах регулирования жидких и газообразных сред энергетической, нефтегазовой промышленности.

Изобретение относится к области арматуростроения, в частности к регулирующим устройствам трубопроводов пара, воды, других газов и жидкостей, и предназначено для использования в системах регулирования жидких и газообразных сред энергетической, нефтегазовой промышленности. Клапан регулирующий содержит корпус с входным, выходным отверстиями, соединенный со штоком запорный орган в виде спирального элемента с упругими свойствами. Спиральный элемент выполнен в виде пружины растяжения из профильного изделия с криволинейным профилем, образующим зигзагообразную уплотнительную поверхность в поперечном сечении. Спиральный элемент связан с возможностью осевого перемещения внутри осевого отверстия седла-втулки. Седло-втулка выполнено с радиально перфорированными, минимум одним, профильными отверстиями. Седло-втулка выполнено с уплотняющим покрытием на уплотняющих поверхностях, соприкасающихся со спиральным элементом и с корпусом. Спиральный элемент выполнен с уплотняющим покрытием, нанесенным частично на уплотняющие поверхности витков спирального элемента. Седло-втулка и спиральный элемент выполнены эрозионно-стойкими из эрозионно-стойкого материала или с эрозионно-стойким покрытием. Изобретение направлено на упрощение конструкции и расширение функциональных возможностей клапана. 4 ил.

Клапан регулирующий, содержащий корпус с входным, выходным отверстиями, соединенный со штоком запорный орган в виде спирального элемента с упругими свойствами, отличающийся тем, что спиральный элемент выполнен в виде пружины растяжения из профильного изделия с криволинейным профилем, образующим зигзагообразную уплотнительную поверхность в поперечном сечении, и связан с возможностью осевого перемещения внутри осевого отверстия радиально перфорированного минимум одним профильным отверстием седла-втулки, причем седло-втулка выполнено с уплотняющим покрытием на уплотняющих поверхностях, соприкасающихся со спиральным элементом и с корпусом, а спиральный элемент выполнен с уплотняющим покрытием, нанесенным частично на уплотняющие поверхности витков спирального элемента, причем седло-втулка и спиральный элемент выполнены эрозионно-стойкими из эрозионно-стойкого материала или с эрозионно-стойким покрытием.