РЕГУЛИРУЮЩИЙ КЛАПАН Российский патент 2014 года по МПК F16K13/02 

Изобретение относится к арматуростроению, в частности к регулирующим клапанам, и может быть использовано для регулирования расходов среды в газовоздухопроводах.

Известен регулирующий клапан, содержащий корпус, в проходном канале которого выполнено седло, и поворотную заслонку, жестко закрепленную на оси, установленной в корпусе в подшипниках качения и связанной с приводом (см., например, Номенклатурный каталог компании «ПромАрм» ["Электронный ресурс] / Затворы дисковые - Режим доступа: http:// www.промарм.ru).

Однако, при работе в средах, имеющих температуру порядка 400-500°C подшипники качения во избежание перегрева приходится делать вынесенными или охлаждаемыми, что приводит к усложнению и удорожанию конструкции.

Наиболее близким по технической сущности является регулирующий клапан содержащий корпус с выполненным в проходном канале седлом и заслонку, жестко закрепленную на поворотной оси, установленной в корпусе во втулках подшипников скольжения и связанной с приводом (см. «Клапаны регулирующие типа поворотной заслонки». Номенклатурный каталог ЗАО БКЗ [Электронны ресурс] / Клапаны типа 12с-1 - Режим доступа: http://www.bkzn.ru - прототип).

Однако, при использовании подшипников скольжения, втулки которых в корпусе установлены на прессовой посадке, при неравномерном прогреве корпуса и втулки или вследствие неодинаковых коэффициентов линейного расширения материала втулки и корпуса, возможна деформация корпуса или деформация внутренней поверхности втулки подшипника, а также перекос одной втулки относительно другой и, как следствие, заклинивание регулирующего клапана. Кроме того, из-за неравномерного прогрева корпуса и втулки, неодинаковых коэффициентах линейного расширения материалов деталей, между корпусом и втулкой может появиться зазор по всей длине втулки, таким образом, появляется возможность проворота втулки относительно корпуса.

Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является повышение надежности и долговечности регулирующего клапана, путем снижения напряжения на втулки подшипников скольжения при его работе в средах при высоких температурах.

Поставленная задача решается тем, что в регулирующем клапане, включающем корпус с выполненным в проходном канале седлом, заслонку жестко закрепленную на поворотной оси в корпусе во втулках подшипников скольжения и связанной с приводом, согласно заявленному изобретению, втулки выполнены из материала с твердостью выше, чем материал корпуса и на их наружной поверхности нанесены рифления, частично врезаемые в материал корпуса, при установке в нем втулок, при этом между не рифленой поверхностью втулок и корпусом имеется зазор.

Сущность заявленного изобретения заключается в следующем.

Более высокая твердость материала втулок с рифлениями обеспечивает врезание рифлений в материал корпуса при установке втулки в корпус, для этого, естественно, диаметр рифленой части втулок (зубцы рифлений) должен быть больше диаметра не рифленой части втулки. Высота зубцов рифлений должна быть рассчитана на то, что после врезания рифлений в корпус между корпусом и не рифленой частью втулок оставался зазор (см. чертеж). Образовавшийся зазор между не рифленой частью втулки и корпусом, при тепловом расширении металла корпуса, позволяет рифлениям дополнительно врезаться в материал корпуса, то есть рифленая часть втулок принимает на себя давление корпуса, частично выбирая при этом часть величины зазора между втулкой и корпусом, а оставшаяся часть (величина) зазора предохраняет не рифленую часть втулок от давления корпуса, при этом давление на втулку в целом будет значительно ниже, чем при прессовой посадке. Кроме этого, даже в случае перекоса одной втулки относительно другой, благодаря зазору, искривления поворотной оси не происходит, а само наличие рифленой части втулки надежно предотвращает проворачивание втулки относительно корпуса клапана. Следует отметить так же, что, так как рифления врезаны в корпус, при нагреве и последующем остывании корпуса они не выходят из зацепления предотвращая возможность проворачивания втулки относительно корпуса.

Сущность заявленного изобретения поясняется чертежом.

На фиг.1 изображен общий вид регулирующего клапана;

На фиг.2 то же, разрез по А-А;

На фиг.3 показана установленная в корпусе втулка;

На фиг.4 дано сечение по Б-Б на фиг.3.

Регулирующий клапан содержит корпус 1, в проходном канале 2 которого выполнено седло 3, и заслонку 4, жестко закрепленную на поворотной оси 5. Поворотная ось 5 установлена в корпусе 1 во втулках 6 подшипников скольжения и связана с приводом. В качестве привода поворотной оси 5 может быть использован поворотный рычаг 7 (см. на чертеже) или встроенный электропривод (на чертеже не показан). Материал втулок 6 выбран с твердостью выше, чем материал корпуса. На наружной поверхности втулок 6 выполнены рифления 8, при установке втулок 6 в корпус 1 частично врезаемые в материал корпуса 1, а между не рифлеными частями втулок 6 и корпусом 1 при установке втулок 6 в корпус 1 обеспечен зазор.

Регулирующий клапан работает следующим образом.

При работе в средах, имеющих температуры 400-500°С происходит деформация корпуса 1, оказывая давление (благодаря имеющемуся зазору) только на рифленую часть втулки 6, вследствие чего, рифления 8 дополнительно врезаются в материал корпуса 1, частично сокращая величину зазора между не рифлеными частями втулок и корпусом. То есть при нагревании линейные расширения не деформируют внутреннюю поверхность втулки 6, а компенсируются за счет врезания рифлений 8 в материал корпуса 1. Кроме того, при наличии зазора между втулками 6 и корпусом 1 компенсируются неточности изготовления посадочных мест подшипниковых узлов, так как обеспечивается возможность самоустановки наружной поверхности втулок 6 относительно внутренней поверхности их посадочного места в корпусе.

Заявляемое изобретение по сравнению с прототипом позволяет значительно снизить напряжения на втулки в подшипниках скольжения при работе регулирующего клапана в средах при высоких температурах и повысить надежность и долговечность его работы.

Изобретение относится к арматуростроению, в частности к регулирующим клапанам, и может быть использовано для регулирования расходов среды в газовоздухопроводах. Регулирующий клапан содержит корпус с выполненным в проходном канале седлом. Заслонка жестко закреплена на поворотной оси в корпусе во втулках подшипников скольжения и связана с приводом. Втулки выполнены из материала с твердостью выше, чем материал корпуса. На наружной поверхности втулок нанесены рифления. Рифления частично врезают в материал корпуса при установке в нем втулок. При этом между нерифленой поверхностью втулок и корпусом имеется зазор. Технический результат - снижение напряжения в подшипниках скольжения при работе регулирующего клапана в средах при температурах порядка 400-500°С и повышение надежности его работы. 4 ил.

Регулирующий клапан, включающий корпус с выполненным в проходном канале седлом, заслонку, жестко закрепленную на поворотной оси в корпусе во втулках подшипников скольжения и связанную с приводом, отличающийся тем, что втулки выполнены из материала с твердостью выше, чем материал корпуса, и на их наружной поверхности нанесены рифления, частично врезаемые в материал корпуса при установке в нем втулок, при этом между нерифленой поверхностью втулок и корпусом имеется зазор.