РЕГУЛИРУЮЩИЙ КЛАПАН Российский патент 2013 года по МПК F16K1/12 F16K3/24 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к регулирующей трубопроводной арматуре, предназначенной для перекрытия и регулирования потока проходящей среды.

Известен регулирующий клапан, содержащий корпус со смещенными входным и выходным патрубками, помещенную в него гильзу с профильными отверстиями, установленный внутри гильзы с возможностью перемещения полый плунжер с симметрично расположенными отверстиями с перфорированным диском на торце (пат. №2189512, МПК F16K 1/54). Недостатком данной разработки является непродолжительный срок работы запорного элемента вследствие его быстрого износа.

Известен запорно-регулирующий клапан, содержащий корпус с входящим и выходящим патрубками, внутри которого расположен клетковый запорный узел, состоящий из гильзы с двумя рядами отверстий и с седловой поверхностью, внутри которой установлен стаканообразный запорный элемент с продольными отверстиями в верхнем торце, а нижний торец которого имеет поверхность, идентичную поверхности седла. Запорный элемент закреплен на штоке, имеющем привод (Каталог фирмы "РУСТ").

Недостатками данного клапана являются быстрый износ запирающей кромки запорного элемента, небольшой диапазон в регулировании величины расхода транспортируемой среды.

Известен регулирующий клапан, содержащий корпус с подводящим и отводящим патрубками, с установленным внутри него клетковым запорным узлом, состоящим из гильзы, на внутренней стороне которой выполнена опорная уплотнительная поверхность седла и радиальные отверстия, а внутри установлен с возможностью осевого перемещения плунжер, закрепленный на штоке и соединенный с приводом, при этом плунжер выполнен в виде полого цилиндра с идентичными торцевыми поверхностями, соответствующими ответной уплотнительной поверхности седла, и установлен на штоке при помощи гайки и втулок с торцевыми буртами, в которых выполнены продольные каналы, соединяющие полость входного патрубка с полостью над плунжером, расположенных внутри него навстречу друг другу с торцевым зазором, объем пространства, образованного торцами втулок с буртом и внутренней полостью полого цилиндра, не менее объема продольного канала нижней втулки с буртом, при этом верхняя втулка с торцевым буртом опирается своим буртом на торцевую поверхность полого цилиндра, нижняя - на кольцевой выступ, выполненный внутри полого цилиндра и расположенный в центральной его части, кроме того длина полого цилиндра равна не менее одного хода запорного элемента, а гильза имеет не менее двух рядов радиальных отверстий (Патент РФ№2308627, МПК: F16K 1/54, F16K 47/04-прототип).

Указанный клапан работает следующим образом.

Транспортируемая среда поступает во входной патрубок. Во время работы привод перемещает шток с плунжером вверх или вниз. В крайнем нижнем положении плунжера торцевая кромка полого цилиндра плотно прилегает к седловой поверхности. Клапан закрыт, так как наружная поверхность полого цилиндра герметично перекрывает радиальные отверстия. Транспортируемая среда • заполняет внутреннюю полость входящего патрубка, проходя по продольным каналам в полость над плунжером, образованную внутренней поверхностью корпуса штока. При включении привода шток вместе с плунжером начинает движение вверх, приоткрывая радиальные отверстия в зависимости от заданной величины расхода транспортируемой среды. При этом последняя через радиальные отверстия в гильзе попадает в выходящий патрубок, а сжимаемая транспортируемая среда из полости над плунжером переходит по продольным каналам, объем между торцами втулок в зону под плунжером и далее через радиальные отверстия в выходящий патрубок. Величина поднятия плунжера, а следовательно, степень приоткрытая радиальных отверстий определяется величиной расхода транспортируемой среды и отслеживается по линейному позиционному датчику расхода.

Основными недостатками указанного клапана является значительная сложность конструкции, низкая надежность работы, обусловленная сложностью конструкции, значительные габариты и масса, возможность применения только с одним типом привода, использования только для угловых трубопроводов.

Задачей предложенного изобретения является устранение указанных недостатков и расширение функциональных возможностей регулирующего клапана.

Решение указанной задачи достигается тем, что, предложенный регулирующий клапан, согласно изобретению, содержит, как минимум, корпус с подводящим и отводящим патрубками и установленным внутри него клетковым запорным узлом, состоящим из гильзы, в стенках которой выполнены преимущественно радиальные отверстия, а на внутренней поверхности - опорная уплотнительная поверхность седла, и плунжера, установленного с возможностью осевого перемещения внутри упомянутой гильзы и взаимодействующего с указанной опорной поверхностью гильзы, при этом гильза выполнена закрытой с одной стороны и установлена в подводящем патрубке клапана.

В варианте исполнения, плунжер соединен с исполнительным механизмом гидравлического привода, размещенным в корпусе клапана.

В варианте исполнения, исполнительный механизм гидравлического привода соединен с линейным позиционным датчиком расхода.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показан предложенный регулирующий клапан в закрытом положении, на фиг.2 - предложенный регулирующий клапан в открытом положении.

Предложенный регулирующий клапан содержит корпус 1 с подводящим 2 и отводящим патрубками 3, внутри которого установлен клетковый запорный узел 4. Клетковый запорный узел 4 состоит из гильзы 5. в стенках которой выполнены преимущественно радиальные отверстия 6. а на внутренней поверхности - опорная уплотнительная поверхность 7 седла и плунжера 8. Плунжер 8 установлен с возможностью осевого перемещения внутри упомянутой гильзы 5 и взаимодействует одним концом с опорной уплотнительной поверхностью 7 гильзы 5. Гильза 5 выполнена закрытой с одной стороны и установлена в подводящем патрубке 2 клапана.

Внутри корпуса клапана установлен гидравлический привод, состоящий из поршня 9, камеры подачи рабочего тела 10 и пружины 11. В опорной шайбе 12 установлен шток 13, связанный с линейным позиционным датчиком расхода 14, размещенным на корпусе клапана. В зависимости от положения штока 13, сила тока через линейный позиционный датчик расхода изменяется от 4 до 20 мА.

Предложенный клапан работает следующим образом. Транспортируемая среда поступает во входной патрубок 2 корпуса 1. В закрытом положении клапана, радиальные отверстия 6 перекрыты плунжером 8, который находится в крайнем правом положении под действием пружины 11. В этом положении конец плунжера 8 взаимодействует с опорной уплотнительной поверхностью 7, перекрывая тем самым расход газа, проходящего по кольцевому зазору между внутренней поверхностью гильзы 5 и наружной поверхностью плунжера 8.

При открытии клапана, рабочее тело подается в камеру подачи рабочего тела 10 и начинает воздействовать на поршень 9, который, в свою очередь, смещается вправо и сжимает при этом пружину 11. Конец плунжера 8 отходит от уплотнительной поверхности гильзы 7 и открывает радиальные отверстия 6. Транспортируемая среда начинает поступать через радиальные отверстия 6 внутрь полости плунжера 8 и далее, к выходному патрубку 3. Величина расхода транспортируемой среды через клапан определяется степенью открытия радиальных отверстий 6 и соответствует определенной величине силы тока линейного позиционного датчика расхода 14.

При перемещении плунжера влево/вправо происходит перемещение влево/вправо шайбы 12, в которой установлен шток 13, связанный с линейным позиционным датчиком расхода 14, размещенным на корпусе клапана. По величине силы тока линейного позиционного датчика расхода, определяется расход газа через клапан, и, при необходимости, производится его регулирование.

Для закрытия клапана, давление рабочего тела сбрасывается, при этом давление в камере подачи рабочего тела 10 уменьшается, и пружина 11 возвращает плунжер в исходное положение, перекрывая при этом радиальные отверстия 6.

Использование предложенного технического решения позволит создать прямоточный регулирующий клапан для прямолинейных участков трубопроводов.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к регулирующей трубопроводной арматуре, предназначенной для перекрытия и регулирования потока проходящей среды. Регулирующий клапан содержит корпус с подводящим и отводящим патрубками и установленным внутри него клетковым запорным узлом, состоящим из гильзы, в стенках которой выполнены преимущественно радиальные отверстия, а на внутренней поверхности - опорная уплотнительная поверхность седла. Плунжер установлен с возможностью осевого перемещения внутри упомянутой гильзы и взаимодействующего с указанной опорной поверхностью гильзы. Гильза выполнена закрытой с одной стороны и установлена в подводящем патрубке клапана. Плунжер соединен с исполнительным механизмом гидравлического привода, размещенным в корпусе клапана. Исполнительный механизм гидравлического привода соединен с линейным позиционным датчиком расхода. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Регулирующий клапан, характеризующийся тем, что он содержит, как минимум, корпус с подводящим и отводящим патрубками и установленным внутри него клетковым запорным узлом, состоящим из гильзы, в стенках которой выполнены преимущественно радиальные отверстия, а на внутренней поверхности - опорная уплотнительная поверхность седла, и плунжера, установленного с возможностью осевого перемещения внутри упомянутой гильзы и взаимодействующего с указанной опорной поверхностью гильзы, при этом гильза выполнена закрытой с одной стороны и установлена в подводящем патрубке клапана, а плунжер соединен с исполнительным механизмом гидравлического привода, размещенным в корпусе клапана.

2. Регулирующий клапан по п.1, отличающийся тем, что исполнительный механизм гидравлического привода соединен с линейным позиционным датчиком расхода.