КЛАПАН "ИГР" Российский патент 2012 года по МПК F16K5/12 F16K47/04 

Изобретение относится к области арматуростроения и предназначено для регулирования параметров потоков рабочих сред в оборудовании газовой, нефтяной, химической, энергетической, металлургической и угольной промышленности.

Известна конструкция регулирующего крана шарового со сменными дросселями, в котором сменная дроссельная втулка расположена в шаровой пробке крана и в положении крана «закрыто», может быть заменена на другой размер втулки (см. Рекламный материал ОАО «Акционерная компания «Корвет» г.Курган, http://www.korvet-jsc.ru/ru/Profile/catalogue.html).

Недостаток известной конструкции заключается в дискретности регулирования потока набором сменных втулок и в отсутствии защиты уплотнительных поверхностей шарового затвора регулирующего крана от абразивного воздействия загрязненного потока, что приводит к функциональной ограниченности и низкой надежности.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является клапан запорно-регулирующий, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, привод с автоматическим переключателем, шаровой поворотный затвор с проходным отверстием, в котором размещены восемь равномерно расположенных по окружности проходного отверстия элементов дросселирования, имеющих в сечении, перпендикулярном оси проходного отверстия, форму равнобедренного треугольника с 90° вершиной, обращенной к оси проходного отверстия, четыре из которых неподвижны, а другие четыре размещены между ними с возможностью перемещения в направлении оси проходного отверстия и величина перемещения равна катету треугольника неподвижного элемента дросселирования, кроме того, корпус и шаровой поворотный затвор снабжены совпадающими каналами с шариками для перемещения элементов дросселирования (см. патент RU 2382924 С1, кл. F16K 5/12).

Недостаток известной конструкции заключается в наличии объединенных автоматическим переключателем приводов шарового затвора и элементов дросселирования, что усложняет конструкцию и снижает ее надежность, а конструкция корпуса, снабженного каналами с шариками, является низкотехнологичной.

Задачей изобретения является повышение надежности работы клапана за счет разделения приводов шарового затвора и элементов дросселирования, а также улучшение технологичности конструкции корпуса за счет его разъемности.

Поставленная задача достигается тем, что в клапане «ИГР», содержащем корпус с входным и выходным патрубками, шаровой поворотный затвор с проходным отверстием и ручным приводом с ограничителями поворота, в котором размещены восемь равномерно расположенных по окружности проходного отверстия элементов дросселирования, имеющих в сечении, перпендикулярном оси проходного отверстия, форму равнобедренного треугольника с 90° вершиной, обращенной к оси проходного отверстия, четыре из которых неподвижны, а другие четыре размещены между ними и подвижны по совпадающим каналам с шариками корпуса и шарового поворотного затвора в направлении оси проходного отверстия и величина перемещения равна катету треугольника, длина подвижного элемента дросселирования равна радиусу шарового поворотного затвора и препятствует повороту шарового затвора в любом положении подвижных элементов дросселирования, кроме полного перекрытия проходного отверстия шарового поворотного затвора, корпус выполнен в виде двух полукорпусов с несимметричным осевым разъемом, в одном из которых каналы с шариками выполнены вдоль оси проходного отверстия, а в другом пазы под шарики выполнены на плоскости разъема перпендикулярно оси проходного отверстия и в зоне совмещения каналов и пазов в корпусе имеется радиусный переход, ручной привод элементов дросселирования выполнен в виде гайки на полукорпусе с каналами и оснащен ограничителями крайних положений перемещения и уравновешенными толкателями шариков, кроме того:

- подвижные элементы дросселирования снабжены пружинами сжатия и направляющими пазами;

- проходное отверстие шарового поворотного затвора выполнено в виде неподвижной керамической втулки с четырьмя неподвижными элементами дросселирования и четырьмя отверстиями между ними для подвижных элементов дросселирования.

Сущность изобретения заключается в том, что подвижные элементы дросселирования имеют длину, равную радиусу шарового поворотного затвора, и поэтому только в их положении «закрыто» имеется возможность повернуть шаровой затвор своим ручным приводом. В любом другом положении подвижных элементов дросселирования они располагаются одновременно и в канале шарового поворотного затвора и в канале корпуса и тем самым препятствуют повороту шарового затвора, т.е. ручной привод шарового поворотного затвора блокирован. И наоборот, ручной привод элементов дросселирования блокирован в процессе работы ручного привода шарового поворотного затвора. Разъемность корпуса обеспечивает повышенную ремонтопригодность клапана и возможность механической обработки каналов для шариков.

На фиг.1 показан разрез А-А клапана фиг.2. На фиг.2 показан вид клапана вдоль оси проходного отверстия со стороны привода подвижных элементов дросселирования в промежуточном положении.

Клапан ИГР содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками полукорпусов 4, 5, шаровой поворотный затвор 6 с ручным приводом и ограничителем поворота 7 и проходным отверстием 8. В проходном отверстии 8 шарового поворотного затвора 6 размещены четыре неподвижных 9 и четыре подвижных 10 элемента дросселирования, перемещающихся по совпадающим каналам 11, 12 корпуса 1 и шарового поворотного затвора 6. Элементы дросселирования 9, 10 в сечении, перпендикулярном оси проходного отверстия 8, имеют форму равнобедренного треугольника с 90° вершиной, обращенной к оси проходного отверстия 8. В совпадающих каналах 11, 12 корпуса 1 и шарового поворотного затвора 6 размещены уравновешенные толкатели 13 и шарики 14 для перемещения подвижных элементов дросселирования 10 посредством ручного привода в виде гайки 15 на полукорпусе с каналами 12. Гайка 15 полукорпуса 4 с каналами 12 оснащена ограничителями 16, 17 крайних положений перемещения подвижных элементов дросселирования 10. Подвижные элементы дросселирования 10 снабжены пружинами сжатия и направляющими пазами 18. В полукорпусе 4 выполнены цилиндрические каналы 12 для шариков 14 вдоль оси проходного отверстия 8. В полукорпусе 5 на плоскости несимметричного осевого разъема корпуса 1 имеются пазы перпендикулярно оси проходного отверстия 8, которые совпадают с каналами 12 шарового поворотного затвора 6. В соединенных полукорпусах 4, 5 пазы в плоскости несимметричного осевого разъема корпуса 1 имеют вид каналов 11 под шарики 14 с радиусным переходом в сторону цилиндрических каналов. Проходное отверстие 8 шарового поворотного затвора 6 имеет вид неподвижной керамической втулки 19 с четырьмя неподвижными элементами дросселирования 9 и четырьмя отверстиями между ними для подвижных элементов дросселирования 10.

Клапан работает следующим образом.

В положении клапана «закрыто» подвижные элементы дросселирования 10, имеющие длину, равную радиусу шарового поворотного затвора 6, полностью расположены в каналах 11 шарового поворотного затвора 6 и закрытое ими проходное отверстие 8 шарового поворотного затвора 6 расположено перпендикулярно патрубкам 2, 3 корпуса 1. Ручной привод с ограничителем поворота 7 шарового поворотного затвора 6 и гайка 15 ручного привода подвижных элементов дросселирования 10 расположены в контакте с ограничителями крайних положений 7, 17 в положении «закрыто». Из положения «закрыто» ручной привод 7 поворачивает шаровой поворотный затвор 6 до контакта с ограничителем поворота положения «открыто». Каналы 11, 12 корпуса 1 и шарового поворотного затвора 6 совпадают и шарики 14 каналов 11 вступают в контакт с подвижными элементами дросселирования 10, расположенными в каналах 11 шарового поворотного затвора 6. Под действием усилия пружины сжатия 18 и при перемещении гайки 15 до контакта с ограничителем 16 крайнего положения подвижные элементы дросселирования 10 перемещаются в проходном отверстии 8 шарового поворотного затвора 6 по каналам 11 до положения «открыто». Повороту вокруг своей оси подвижных элементов дросселирования 10 препятствуют направляющие пазы 18. При перемещении подвижных элементов дросселирования 10 на открытие проходного отверстия 8 вплоть до крайнего положения «открыто» подвижные элементы дросселирования 10 располагаются в каналах 11 шарового поворотного затвора 6 и полукорпуса 5 и тем самым лишают шаровой поворотный затвор 6 возможности поворота. Рабочий ход подвижных элементов дросселирования 10 меньше радиуса шарового поворотного затвора 6, поэтому поворот шарового поворотного затвора 6 возможен только в положении подвижных элементов дросселирования 10 «закрыто».

Из положения «открыто» ручной привод подвижных элементов дросселирования 10 в виде гайки 15 через толкатели 13 и шарики 14 по каналам 11, 12 перемещает подвижные элементы дросселирования 10 в направлении оси проходного отверстия 8 шарового поворотного затвора 6. При упоре гайки 15 в ограничитель 17 подвижные элементы дросселирования 10 занимают в шаровом поворотном затворе 6 положение «закрыто» и полностью размещаются в канале 11 шарового поворотного затвора 6. В этом положении становится возможным разомкнуть контакт подвижных элементов дросселирования 10 с шариками 14. Поворот шарового поворотного затвора 6 ручным приводом 7 до ограничителя крайнего положения «закрыто» обеспечивает герметичное перекрытие клапана и завершает цикл его работы.

Повышению надежности и технологичности заявляемого клапана «ИГР» способствуют факторы, реализованные в предлагаемом техническом решении:

- несимметричность осевого разъема корпуса и выполнение на плоскости разъема одного из полукорпусов пазов, формирующих в сборе с другим полукорпусом канал для шариковой передачи, обеспечивает возможность выполнения необходимого радиуса перехода шарикового канала из одного полукорпуса в другой;

- в процессе регулирования сечения проходного отверстия шарового поворотного затвора подвижными элементами дросселирования шаровой поворотный затвор блокирован от поворота, а возможность перемещения гайки ручного привода подвижных элементов дросселирования на открытие при закрытом шаровом поворотном затворе позволяет при наличии градуировки на ручном приводе подвижных элементов дросселирования установить требуемое сечение проходного отверстия шарового поворотного затвора, что будет обеспечено сразу после поворота шарового поворотного затвора в положение «открыто»;

- пружины сжатия с направляющими пазами подвижных элементов дросселирования обеспечивают срабатывание подвижных элементов дросселирования на открытие и неизменное направление обтекаемых частей подвижных элементов дросселирования вдоль оси проходного отверстия шарового поворотного затвора в процессе регулирования;

- керамическая втулка с неподвижными элементами дросселирования в проходном отверстии шарового поворотного затвора является легкосменной деталью клапана.

Изобретение относится к области арматуростроения и предназначено для регулирования параметров потоков рабочих сред в оборудовании газовой, нефтяной, химической, энергетической, металлургической и угольной промышленности. Клапан содержит корпус с входным и выходным патрубками, шаровой поворотный затвор с проходным отверстием и ручным приводом с ограничителями поворота. В шаровом поворотном затворе размещены восемь равномерно расположенных по окружности проходного отверстия элементов дросселирования. Последние имеют в сечении, перпендикулярном оси проходного отверстия, форму равнобедренного треугольника с 90° вершиной, обращенной к оси проходного отверстия. Четыре из упомянутых элементов неподвижны. Другие четыре размещены между ними и подвижны по совпадающим каналам с шариками корпуса и шарового поворотного затвора в направлении оси проходного отверстия и величина перемещения равна катету треугольника. Длина каждого подвижного элемента дросселирования равна радиусу шарового поворотного затвора и препятствует повороту шарового затвора в любом положении подвижных элементов дросселирования, кроме полного перекрытия проходного отверстия шарового поворотного затвора. Корпус выполнен в виде двух полукорпусов с несимметричным осевым разъемом. В одном из полукорпусов каналы с шариками выполнены вдоль оси проходного отверстия. В другом полукорпусе пазы под шарики выполнены на плоскости разъема перпендикулярно оси проходного отверстия и в зоне совмещения каналов и пазов в полукорпусах имеется радиусный переход. Ручной привод элементов дросселирования выполнен в виде гайки на полукорпусе с каналами и оснащен ограничителями крайних положений перемещения и уравновешенными толкателями шариков. Изобретение направлено на повышение надежности работы клапана за счет разделения приводов шарового затвора и элементов дросселирования, а также на повышение технологичности конструкции корпуса за счет его разъемности. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Клапан, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, шаровой поворотный затвор с проходным отверстием и ручным приводом с ограничителями поворота, в котором размещены восемь равномерно расположенных по окружности проходного отверстия элементов дросселирования, имеющих в сечении, перпендикулярном оси проходного отверстия, форму равнобедренного треугольника с 90° вершиной, обращенной к оси проходного отверстия, четыре из которых неподвижны, а другие четыре размещены между ними и подвижны по совпадающим каналам с шариками корпуса и шарового поворотного затвора в направлении оси проходного отверстия, и величина перемещения равна катету треугольника, отличающийся тем, что длина подвижного элемента дросселирования равна радиусу шарового поворотного затвора и препятствует повороту шарового затвора в любом положении подвижных элементов дросселирования, кроме полного перекрытия проходного отверстия шарового поворотного затвора, корпус выполнен в виде двух полукорпусов с несимметричным осевым разъемом, в одном из которых каналы с шариками выполнены вдоль оси проходного отверстия, а в другом пазы под шарики выполнены на плоскости разъема перпендикулярно оси проходного отверстия и в зоне совмещения каналов и пазов в полукорпусах имеется радиусный переход, ручной привод элементов дросселирования выполнен в виде гайки на полукорпусе с каналами и оснащен ограничителями крайних положений перемещения и уравновешенными толкателями шариков.

2. Клапан по п.1, отличающийся тем, что подвижные элементы дросселирования снабжены пружинами сжатия и направляющими пазами.

3. Клапан по п.1, отличающийся тем, что проходное отверстие шарового поворотного затвора выполнено в виде неподвижной керамической втулки с четырьмя неподвижными элементами дросселирования и четырьмя отверстиями между ними для подвижных элементов дросселирования.