ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ КЛАПАН ОСЕВОГО ТИПА, ИМЕЮЩИЙ ЛИНЕЙНЫй ПРИВОДНОЙ МЕХАНИЗМ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2018 года по МПК F16K1/12 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001]Настоящее изобретение относится, главным образом, к гидравлическим клапанам осевого типа, точнее к гидравлическим клапанам осевого типа, имеющим линейные приводные механизмы.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Гидравлические регулирующие клапаны (например, клапаны с поступательным движением штока, запорные клапаны, поворотные клапаны, клапаны с поворотным затвором, шаровые клапаны и др.) используются в системах управления технологическими процессами для управления потоками технологических текучих сред и обычно включают приводной механизм (например, поворотный приводной механизм, линейный приводной механизм и др.) для автоматического управления клапаном. Некоторые из этих гидравлических регулирующих клапанов несмотря на эффективность во многих применениях обладают негативными особенностями. Например, клапаны с поворотными заслонками могут достаточно эффективно использоваться для управления большими объемами потока, но они способны обеспечить лишь недостаточно высокую точность, а уплотнения в них часто ограничены по сроку службы и температурному интервалу. Запорные клапаны, с другой стороны, обычно обеспечивают чрезвычайно жесткую точную регулировку и точное управление, но часто обеспечивают более низкую пропускную способность для данного линейного размера.

[0003] Гидравлические регулирующие клапаны встроенного или осевого типа являются альтернативой вышеупомянутым гидравлическим регулирующим клапанам. Одним из преимуществ клапанов осевого типа является то, что они включают принцип точной регулировки запорного клапана, и, таким образом, предлагаемые ими преимущества. Особенно в клапанах осевого типа эта точная регулировка может быть ориентирована относительно пути потока текучей среды для повышения эффективности и уменьшения энергетических потерь вследствие помех и турбулентности. Некоторые известные клапаны осевого типа включают приводной механизм, смонтированный на наружной поверхности корпуса клапана и расположенный таким образом, чтобы выходной вал (например, шток, ось и др.) приводного механизма был ориентирован по существу перпендикулярно пути потока текучей среды клапана. Выходной вал приводного механизма обычно соединен с элементом управления потоком (например, плунжером) в корпусе клапана посредством механизма передачи от зубчатой рейки к зубчатой рейке, реечной передачи или аналогичного механизма. Приводной механизм перемещает элемент управления потоком в корпусе клапана относительно седельного кольца между открытым положением и закрытым положением для обеспечения потока текучей среды через клапан или препятствования ему.

[0004] В известных гидравлических клапанах осевого типа, поскольку перемещение штока приводного механизма по существу перпендикулярно пути потока текучей среды через клапан, конфигурация смонтированного снаружи приводного механизма может требовать дополнительного пространства, которое на практике часто весьма ограничено. Кроме того, многие известные гидравлические клапаны осевого типа имеют проблемы с приведением в действие и герметизацией (например, прокладки, набивки, уплотнительные кольца). Такие известные гидравлические клапаны осевого типа часто используют приводные механизмы и передачи внутри пути потока текучей среды, и в результате требуется большое количество уплотнений и прокладок для защиты механизмов и других элементов приведения в действие от нагнетаемой технологической текучей среды. Например, некоторые известные клапаны осевого типа используют сложные коробки передач для передачи движения от приводного механизма для линейного перемещения плунжера. Как правило, коробка передач находится в пути потока текучей среды и, таким образом, требует многочисленных уплотнений для препятствования поступлению технологической текучей среды в коробку передач. Работа гидравлических клапанов осевого типа с таким большим количеством движущихся частей, требующих многочисленных уплотнений, значительно увеличивает вероятность утечки текучей среды наружу из корпуса клапана и увеличивает затраты на изготовление и обслуживание.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0005] Приведенное в качестве примера устройство включает корпус клапана осевого типа, определяющий образующий канал между входом и выходом. Приведенное в качестве примера устройство включает узел рычажного механизма плунжера, выполненный с возможностью перемещения относительно корпуса клапана и вдоль первой оси, по существу выровненной с каналом. Приведенное в качестве примера устройство включает линейный приводной механизм, имеющий шток, функционально связанный с узлом рычажного механизма плунжера, для перемещения по меньшей мере части узла рычажного механизма плунжера вдоль первой оси внутри канала для изменения потока текучей среды через канал. Шток линейного приводного механизма перемещается вдоль второй оси, отличной от первой оси.

[0006] В другом примере устройство, описанное в настоящем документе, включает корпус клапана осевого типа, образующий канал между входом и выходом. Плунжер обладает возможностью поступательного перемещения относительно корпуса клапана осевого типа и вдоль первой оси, по существу выровненной с путем потока текучей среды канала. Передающий стержень функционально связан с плунжером, а продольная ось передающего стержня ориентирована вдоль второй оси, отличной от первой оси. Передающий стержень должен перемещаться в направлении, по существу выровненном с первой осью, для перемещения плунжера.

[0007] В еще одном примере устройство включает шток клапана и плунжер, функционально связанный с концом штока клапана. Плунжер имеет ось, по существу выровненную со штоком клапана. Передающий стержень функционально связан с другим концом штока клапана. Линейный приводной механизм функционально связан с передающим стержнем для перемещения по меньшей мере части передающего стержня в направлении, по существу параллельном оси штока клапана. Плунжер и шток клапана расположены внутри корпуса клапана осевого типа и по существу выровнены с путем потока текучей среды через корпус клапана осевого типа.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0008] Фиг. 1 иллюстрирует поперечный разрез приведенного в качестве примера гидравлического регулирующего клапана осевого типа в соответствии с принципами настоящего изобретения.

[0009] Фиг. 2 иллюстрирует вид в перспективе поперечного разреза гидравлического регулирующего клапана осевого типа, показанного на фиг. 1.

[0010] Фиг. 3 иллюстрирует поперечный разрез альтернативного примера гидравлического регулирующего клапана осевого типа с одинарным линейным приводным механизмом и балансирным передающим стержнем.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

[0011] Определенные примеры показаны на вышеуказанных чертежах и описаны подробно ниже. В описанных примерах одинаковые или идентичные ссылочные номера используются для указания тех же самых или аналогичных элементов. Чертежи не обязательно выполнены в масштабе, и определенные особенности и определенные виды чертежей могут быть показаны преувеличенными в масштабе или схематическими для ясности и/или краткости. Кроме того, в настоящем описании раскрыты несколько примеров. Какие-либо признаки из любого примера могут быть включены, заменены или иным способом объединены с другими признаками из других примеров.

[0012] Приведенные в качестве примеров клапаны осевого типа, описанных в настоящем документе, уменьшают помехи, обеспечивают выровненный по оси канал для уменьшения турбулентного потока текучей среды и улучшают пропускную способность, уменьшают общие размеры, необходимые для подгонки клапана осевого типа к системе трубопроводов, существенно устраняют элементы приводного механизма внутри потока, которые требуют многочисленных уплотнений и прокладок, и увеличивают эффективность потока, делая возможным использование меньших насосов и трубопроводов. В целом примеры клапанов осевого типа, описанные в настоящем документе, дают возможность использования принципа точной регулировки запорного клапана (например, плунжера и седельного кольца), функционально связанного с одним или больше линейных приводных механизмов (например, пневматических приводных механизмов, гидравлических приводных механизмов, электрических приводных механизмов) посредством узла рычажного механизма плунжера. Часть узла рычажного механизма плунжера входит или проходит через отверстие в корпусе клапана таким образом, что уменьшает или исключает возможные пути утечки, обычно имеющиеся во многих известных гидравлических клапанах осевого типа.

[0013] Один приведенный в качестве примера гидравлический клапан осевого типа, описанный в настоящем документе, включает линейный приводной механизм, смещенный и изолированный по текучей среде от пути потока текучей среды клапана, и функционально связанный (например, соединенный) с узлом рычажного механизма плунжера (например, штоком и передающим стержнем). Часть узла рычажного механизма плунжера (например, передающий стержень) обладает возможностью поступательного перемещения в отверстии или отверстии, которое проходит в корпус клапана или через него и которое изолирует по текучей среде узел рычажного механизма плунжера от пути потока текучей среды. По меньшей мере часть узла рычажного механизма плунжера выровнена по оси с путем потока текучей среды, что значительно увеличивает эффективность потока благодаря уменьшению препятствий и, таким образом, турбулентного потока через канал клапана.

[0014] Более конкретно, в приведенных в качестве примеров гидравлических клапанах осевого типа, описанных в настоящем документе, корпус клапана осевого типа включает отверстие или отверстие, которое проходит в корпус клапана или через него. Данное отверстие или отверстие изолировано от гидравлического канала внутри клапана осевого типа и приспособлено для того, чтобы принимать передающий стержень (например, соединительный шток, балансир и др.), который передает движение штока приводного механизма к штоку плунжера в клапане осевого типа. Передающий стержень может быть функционально связан со штоком по меньшей мере одного линейного приводного механизма, расположенного за пределами гидравлического канала корпуса клапана, а также соединена со штоком плунжера через отверстие, пересекающее отверстие или отверстие. Шток плунжера уплотнен в отверстии с помощью набивки.

[0015] Приведенный в качестве примера корпуса клапана дает возможность передающему стержню проходить и оставаться изолированной от границы давления путем направления потока текучей среды по отверстию или отверстию и, таким образом, передающему стержню, внутри гидравлического канала корпуса клапана. В процессе работы передающий стержень передает линейное движение от штока линейного приводного механизма, который перемещается вдоль оси, отличной от оси, вдоль которой движутся элементы точной регулировки клапана внутри канала корпуса клапана. Например, оси, вдоль которых перемещается шток плунжера и шток линейного приводного механизма, могут быть параллельными, но смещенными (т.е. не соосными).

[0016] Описанные в настоящем документе примеры дают возможность располагать относительно большую часть движущихся элементов гидравлического клапана осевого типа за пределами пути потока или струи текучей среды, таким образом значительно уменьшая количество необходимых уплотнений и прокладок. Кроме того, описанные здесь в качестве примеров гидравлические клапаны осевого типа уменьшает утечку, вызванную нарушениями уплотнений, поскольку приводной механизм (приводные механизмы) могут быть расположены за пределами струи текучей среды. Описанные здесь примеры гидравлических клапанов осевого типа также уменьшает габаритные размеры, необходимые для размещения узла рычажного механизма плунжера в системе трубопроводов, таким образом обеспечивая возможность использования приведенных в качестве примеров гидравлических клапанов осевого типа с меньшими насосами и трубопроводами.

[0017] В описанных в настоящем документе в качестве примеров гидравлических клапанах осевого типа для отделения передающего стержня и приводного механизма (приводных механизмов) от технологической текучей среды можно использовать одинарную набивку и прокладку, поскольку корпус клапана выполнен с обеспечением возможности прохождения передающего стержня в корпус клапана или через него, не будучи открытым к границе давления внутри гидравлического канала корпуса клапана. Корпус клапана осевого типа и узел рычажного механизма плунжера, описанный в настоящем документе, значительно уменьшает количество движущихся частей, необходимых для работы гидравлического клапана осевого типа. Поэтому узел плунжера и наружный линейный приводной механизм (механизмы) значительно упрощают требования к изготовлению и обработке и, таким образом, уменьшают затраты на изготовление гидравлического клапана осевого типа. Кроме того, благодаря наличию меньшего количества движущихся частей описанные в настоящем документе примеры гидравлических клапанов осевого типа значительно снижают вероятность механического повреждения и утечки во время работы.

[0018] Фиг. 1 иллюстрирует вид поперечного разреза описанного в настоящем документе в качестве примера гидравлического регулирующего клапана 100 осевого типа. Клапан 100 включает в себя первую часть 102 корпуса клапана, вторую часть 104 корпуса клапана, узел 106 рычажного механизма плунжера и первый и второй линейные приводные механизмы 108а и 108b. Части 102 и 104 корпуса клапана соединены, образуя канал 110, создающий путь потока текучей среды между входом 112 и выходом 114, когда гидравлический регулирующий клапан 100 осевого типа устанавливается в систему технологической текучей среды (например, распределительную систему трубопроводов). В некоторых примерах первая часть 102 корпуса клапана и вторая часть 104 корпуса клапана могут быть оформлены как одно целое, образуя клапан 100 как по существу единое изделие или конструкцию.

[0019] Первая часть 102 корпуса клапана включает в себя первый фланец 116 и вход 112 и второй фланец 118, соединенный посредством разъемного соединения с третьим фланцем 120 второй части 104 корпуса клапана. Второй фланец 118 первой части 102 корпуса клапана и третий фланец 120 второй части 104 корпуса клапана соединены посредством креплений 122 фланцев (например, болтов). В других примерах второй фланец 118 и третий фланец 120 могут быть соединены посредством разъемного соединения с помощью любых других подходящих механизмов крепления. Вторая часть 104 корпуса клапана также включает в себя четвертый фланец 124 на выходе 114. Во время работы первый фланец 116 первой части 102 корпуса клапана может быть соединен с трубопроводом 126 выше по течению, а четвертый фланец 124 второй части 104 корпуса клапана может быть соединен с трубопроводом 128 ниже по течению.

[0020] В примере, показанном на фиг. 1, гидравлический регулирующий клапан 100 осевого типа находится в первом (закрытом) положении. Клапан 100 помещают в пути потока текучей среды между источником питания выше по течению через трубопровод 126 выше по течению и источником питания ниже по течению через трубопровод 128 ниже по течению. Технологическая текучая среда может включать любую технологическую текучую среду, например природный газ. Во время работы узел 106 рычажного механизма плунжера работает между первым положением, препятствующим потоку текучей среды между входом 112 и выходом 114 (например, закрытое положение), и вторым положением, обеспечивающим поток текучей среды между входом 112 и выходом 114 (например, открытое положение, не показано).

[0021] В гидравлическом регулирующем клапане 100 осевого типа, показанном на фиг. 1, узел 106 рычажного механизма плунжера содержит плунжер 130, шток 132 плунжера и передающий стержень 134. Как показано в указанном примере, шток 132 плунжера соединен с плунжером 130 на первом конце 136 и соединен с передающим стержнем 134 на втором конце 138. В некоторых примерах шток 132 плунжера может быть оформлен как одно целое с плунжером 130, как по существу единое изделие или конструкция. В показанном примере плунжер 130 и часть штока 132 плунжера расположены внутри канала 110 таким образом, что их продольные оси по существу выровнены в осевом направлении (т.е. соосны) или по существу параллельны продольной оси 140 канала 110 и потоку текучей среды через него.

[0022] В данном примере вторая часть 104 корпуса клапана содержит расточенное отверстие 142, которое проходит через вторую часть 104 корпуса клапана в направлении, по существу перпендикулярном каналу 110. Расточенное отверстие 142 имеет внутреннюю поверхность 144 стенки и наружную поверхность 146 стенки. Внутренняя поверхность 144 стенки расточенного отверстия 142 изолирована по текучей среде от технологической текучей среды в канале 110. Технологическая текучая среда течет через канал 110 и по наружной поверхности 146 стенки расточенного отверстия 142. Расточенное отверстие 142 проходит через вторую часть 104 корпуса клапана и имеет такие размеры, чтобы принимать передающий стержень 134 и обеспечивать передвижение передающего стержня 134 вдоль продольной оси 140, как подробнее описано ниже.

[0023] Как более наглядно показано на фиг. 2, расточенное отверстие 142 изолировано по текучей среде от канала 110 посредством наружной поверхности 146 стенки. Таким образом, канал 110 отклоняется по обе стороны расточенного отверстия 142 внутри гидравлического регулирующего клапана 100 осевого типа, и расточенное отверстие 142 открыто к атмосфере за пределами клапана 100. В настоящем примере расточенное отверстие 142 является прямоугольным, но в других примерах расточенное отверстие 142 может быть круглым, эллиптическим полуэллиптическим или любой другой формы, которая способна принимать передающий стержень 134.

[0024] Наружная поверхность 146 стенки расточенного отверстия 142 может быть сформирована для уменьшения трения и, таким образом, турбулентности внутри канала 110 гидравлического регулирующего клапана 100 осевого типа. Как показано на фиг. 1 и 2, вторая часть 104 корпуса клапана также включает в себя конический выступ или конус 148, выступающий из наружной поверхности 146 стенки расточенного отверстия 142. Конус 148 сформирован так, чтобы уменьшать или сводить к минимуму турбулентность и, таким образом, увеличивать эффективность потока и уменьшать потери энергии из-за турбулентности и помех. В некоторых примерах конус 148 может быть оформлен как одно целое со второй частью 104 корпуса клапана, как по существу единое изделие или конструкция.

[0025] В примере, показанном на фиг. 1 и 2, шток 132 плунжера проходит через отверстие 150 в расточенном отверстии 142. Отверстие 150 включает в себя набивку 152 для сохранения уплотнения между каналом 110 и расточенным отверстием 142 и обеспечивает возможность плавного линейного перемещения штока 132 плунжера. Набивка 152 удерживается на месте с помощью поджимной гайки 154 набивного сальника, которая может сжимать набивку 152 для формирования водонепроницаемого уплотнения и препятствования утечке технологической текучей среды из канала 110 в расточенное отверстие 142.

[0026] В данном примере гидравлический регулирующий клапан 100 осевого типа дополнительно содержит прокладки (например, уплотнения) 156 и 157 и стакан 158. Прокладки 156 и 157 расположены по обе стороны от стакана 158, между вторым фланцем 118 первой части 102 корпуса клапана и третьим фланцем 120 второй части 104 корпуса клапана. Стакан 158 выступает наружу и выровнен по оси внутри пути потока текучей среды в канале 110. Плунжер 130 обладает возможностью поступательного перемещения внутри стакана 158 и выполнен с размерами, обеспечивающими плотную посадку внутри стакана 158. В показанном примере компрессионное кольцо 160 введено в контакт между плунжером 130 и стаканом 158.

[0027] Седельное кольцо 162 функционально связано с внутренней поверхностью первой части 102 корпуса клапана, смежной с входом 112. Седельное кольцо 162 включает в себя бортик 164 для приема суженной поверхности 166 плунжера 130. Во время работы плунжер 130 перемещается в первом направлении к седельному кольцу 162 для ограничения или препятствования потоку текучей среды через первую и вторую части 102 и 104 корпуса клапана и во втором направлении от седельного кольца 162 для обеспечения или увеличения потока текучей среды через первую и вторую части 102 и 104 корпуса клапана.

[0028] Плунжер 130 представляет собой элемент управления потоком, имеющий отверстия 168а и 168b для уравновешивания давления между струей текучей среды внутри канала 110 и областью за плунжером 130 в полости 170 стакана. В других примерах плунжер 130 может содержать больше или меньше чем два отверстия для уравновешивания давления за плунжером 130 в полости 170 стакана. В других примерах плунжер 130 может быть любым другим элементом управления потоком, таким как неуравновешенный плунжер.

[0029] Для перемещения узла 106 рычажного механизма плунжера между первым положением и вторым положением передающий стержень 134 функционально связан с первым линейным приводным механизмом 108а и вторым линейным приводным механизмом 108b. Передающий стержень 134 ориентирован вдоль продольной оси 172 и расположен внутри и выступает через расточенное отверстие 142. В показанном примере передающий стержень 134 находится за пределами границы давления канала 110.

[0030] В данном примере первый и второй линейные приводные механизмы 108а и 108b являются пневматическими (управляемыми сжатым газом). Пневматические приводные механизмы могут быть предпочтительны в применении, касающемся летучей технологической текучей среды, такой как, например, природный газ. Однако в других примерах первый и второй линейные приводные механизмы 108а и 108b могут быть любым типом линейных приводных механизмов, таких как, например, гидравлический приводной механизм, электрический приводной механизм, механический приводной механизм, электромеханический приводной механизм, пьезоэлектрический приводной механизм или любой другой подходящий приводной механизм или элемент привода.

[0031] В показанном в качестве примера гидравлическом регулирующем клапане 100 осевого типа линейные приводные механизмы 108а и 108b включают соответствующие нагнетаемые цилиндры 180а и 180b и штоки 182а и 182b приводных механизмов. Штоки 182а и 182b приводных механизмов соединены с передающим стержнем 134 с помощью адаптеров 184а и 184b на дальних концах передающего стержня 134. В показанном примере адаптеры 184а и 184b соединены посредством разъемного соединения с передающим стержнем 134 с помощью креплений 186a-d (например, болтов). В других примерах адаптеры 184а и 184b могут быть соединены посредством разъемного соединения с передающим стержнем 134 с помощью любого другого подходящего механизма (механизмов) крепления. В других примерах штоки 182а и 182b могут быть соединены посредством разъемного соединения прямо с передающим стержнем 134, без адаптеров 184а и 184b.

[0032] Во время действия сжатый газ заполняет нагнетаемые цилиндры 180а и 180b, проталкивая штоки 182а и 182b к седельному кольцу 162. Линейные приводные механизмы 108а и 108b ориентированы вдоль осей 188а и 188b, которые по существу параллельны оси 140 канала, но смещены (т.е. не соосны) относительно оси 140 канала. Штоки 182а и 182b перемещают передающий стержень 134 линейно вдоль оси, по существу выровненной с осью 140 канала. В настоящем примере передающий стержень 134 действует как соединительный стержень и перемещает шток 132 плунжера и, таким образом, плунжер 130 к седельному кольцу 162 или от него, чтобы изменять поток текучей среды через канал 110 между входом 112 и выходом 114.

[0033] Приведенные в качестве примера первая часть 102 корпуса клапана, вторая часть 104 корпуса клапана и/или узел 106 рычажного механизма плунжера могут быть выполнены из любого подходящего материала, такого как, например, чугун, углеродистая сталь, коррозионно-стойкие материалы, такие как, например коррозионно-стойкая сталь, сталь с высоким содержанием никеля, и др., и/или другой подходящий материал (материалы) или их сочетание.

[0034] Фиг. 3 иллюстрирует поперечный разрез альтернативного примера гидравлического регулирующего клапана 300 осевого типа. Гидравлический клапан 300 осевого типа включает в себя первую часть 302 корпуса клапана, вторую часть 304 корпуса клапана, узел 306 рычажного механизма плунжера и линейный приводной механизм 308. Первая часть 302 корпуса клапана и вторая часть 304 корпуса клапана соединены, образуя канал 310, создающий путь потока текучей среды между входом 312 и выходом 314, когда клапан 300 устанавливается в систему технологической текучей среды (например, распределительную систему трубопроводов).

[0035] В показанном примере гидравлический регулирующий клапан 300 осевого типа находится во втором положении (например, открыт). Клапан 300 помещают в пути потока текучей среды между источником питания выше по течению через трубопровод 316 выше по течению и источником питания ниже по течению через трубопровод 318 ниже по течению. Во время работы узел 306 рычажного механизма плунжера работает между первым положением, препятствующим потоку текучей среды 319 между входом 312 и выходом 314 (например, закрытое положение, не показано), и вторым положением, обеспечивающим поток текучей среды 319 между входом 312 и выходом 314 (например, открытое положение).

[0036] Узел 306 рычажного механизма плунжера содержит плунжер 320, шток 322, передающий стержень 324, штифтовое соединение 326, соединение 328 и штырь или ось 330 шарнира. В показанном примере шток 322 соединен с плунжером 320 на первом конце 332. Плунжер 320 и часть штока 322 плунжера расположены внутри канала 310 таким образом, что их продольные оси по существу выровнены в осевом направлении (т.е. соосны) или по существу параллельны продольной оси 334 канала 310 и потоку текучей среды через него.

[0037] В данном примере вторая часть 304 корпуса клапана содержит полость 336, которая проходит во вторую часть 304 корпуса клапана. Полость 336 вмещает передающий стержень 324, штифтовое соединение 326 и ось 330 шарнира. Ось 330 шарнира представляет собой поворотное соединение, соединенное с внутренней стенкой 338 полости 336.

[0038] Полость 336 изолирована по текучей среде от канала 310 с помощью наружной стенки 340 полости 336. Канал 310 отклоняется по обеим сторонам под полостью 336 и внутри полости 336 открыт к атмосфере за пределами гидравлического регулирующего клапана 300 осевого типа.

[0039] Шток 322 проходит сквозь отверстие 342 в стенке полости 336. Отверстие 342 включает в себя набивку 344 для сохранения уплотнения между технологической текучей средой внутри канала 310 и полостью 336. Набивка 344 удерживается на месте с помощью поджимной гайки 346 набивного сальника, которая сжимает набивку 344 для формирования водонепроницаемого уплотнения и препятствования утечке технологической текучей среды из канала 310 в полость 336.

[0040] В показанном примере гидравлический регулирующий клапан 300 осевого типа дополнительно содержит прокладки (например, уплотнения) 348 и 349 и стакан 354. Прокладки 348 и 349 расположены по обе стороны от стакана 354, между вторым фланцем 350 первой части 302 корпуса клапана и третьим фланцем 352 второй части 304 корпуса клапана. Стакан 354 проходит в осевом направлении внутри пути потока текучей среды в канале 310. Седельное кольцо 356 функционально связано с внутренней поверхностью первой части 302 корпуса клапана, смежной с входом 312. Седельное кольцо 356 включает в себя бортик 358 для приема плунжера 320. Во время работы плунжер 320 перемещается в первом направлении к седельному кольцу 356 для ограничения или препятствования потоку текучей среды через первую и вторую части 302 и 304 корпуса клапана и во втором направлении от седельного кольца 356 для обеспечения или увеличения потока текучей среды через части 302 и 304 корпуса клапана.

[0041] Второй конец 360 штока 322 соединен шарнирно и с возможностью поступательного перемещения с концом передающего стержня 324 посредством штифтового соединения 326 (например, полустыка). В показанном примере передающий стержень 324 содержит прорезь, 362 внутри которой передающий стержень 324 и шток 322 соединяются штырем 364 (например, шпилькой, кнопкой и др.). Передающий стержень 324 шарнирно соединен с внутренней стенкой 338 полости 336 посредством оси 330 шарнира.

[0042] Для перемещения узла 306 рычажного механизма плунжера между первым положением (закрытым) и вторым положением (открытым) передающий стержень 324 шарнирно соединен с линейным приводным механизмом 308 посредством соединения 328. В показанном примере приводной механизм 308 включает в себя нагнетаемый цилиндр 366 и шток 368 приводного механизма. Шток 368 приводного механизма шарнирно соединен с промежуточной тягой 370 с помощью шарнира 372, а промежуточная тяга 370 шарнирно соединена с передающим стержнем 324 посредством соединения 328. В других примерах шток 368 приводного механизма и передающий стержень 324 могут быть соединены шарнирно и с возможностью поступательного перемещения с помощью любых других подходящих механизмов.

[0043] В показанном примере во время работы сжатый газ заполняет нагнетаемый цилиндр 366, толкая шток 368 приводного механизма в направлении наружу (т.е. к седельному кольцу 356). Линейный приводной механизм 308 ориентирован вдоль оси 374, которая по существу параллельна оси 334 канала, но смещена (т.е. не соосна) относительно оси 334 канала. Шток 368 приводного механизма через промежуточную тягу 370 перемещает передающий стержень 324, который поворачивается вокруг оси 330 шарнира внутри полости 336. В результате передающий стержень 324 перемещает шток 322 и плунжер 320 от седельного кольца 356 для открывания канала 310 и обеспечения потока текучей среды через корпус клапана от входа 312 к выходу 314. В настоящем примере передающий стержень 324 действует как рычаг или балансир, который переводит линейное перемещение от приводного механизма 308 в линейное перемещение плунжера 320.

[0044] Использование приведенных в качестве примеров гидравлических регулирующих клапанов 100 и 300 осевого типа, описанные в настоящем документе, преимущественно уменьшает габаритные размеры, необходимые для размещения клапана осевого типа, значительно уменьшает количество элементов приводного механизма внутри потока, которые требуют обширных уплотнений и прокладок, и увеличивает эффективность потока. Использование приведенных в качестве примеров гидравлических регулирующих клапанов 100 и 300 осевого типа среды также уменьшает нежелательные утечки вследствие того, что элементы приводного механизма расположены за пределами границ давления потока текучей среды. Кроме того, приведенные в качестве примеров гидравлические регулирующие клапаны 100 и 300 осевого типа включают в себя значительно меньше движущихся частей, что значительно снижает затраты на производство и обслуживание. Пример описанных здесь клапанов включает выровненные по оси каналы между входами и выходами для создания минимально ограничивающего пути потока через клапаны.

[0045] Хотя в настоящем документе раскрыт определенный пример устройства, объем защиты данного патента не ограничивается им. Наоборот, данный патент охватывает все способы, устройства и изделия, явно подпадающие под объем защиты прилагаемой формулы, буквально или согласно доктрине эквивалентов.

Группа изобретений относится к гидравлическим регулирующим клапанам осевого типа, имеющим линейные приводные механизмы. Клапан осевого типа текучей сред содержит корпус клапана, образующий канал между входом и выходом. Указанный клапан содержит узел рычажного механизма плунжера, выполненный с возможностью перемещения относительно корпуса клапана осевого типа и вдоль первой оси, по существу выровненной с каналом. Указанный клапан осевого типа содержит линейный приводной механизм, имеющий шток, функционально связанный с узлом рычажного механизма плунжера. Линейный приводной механизм предназначен для перемещения по меньшей мере части узла рычажного механизма плунжера вдоль первой оси внутри канала для изменения потока текучей среды через канал, причем шток линейного приводного механизма перемещается вдоль второй оси, отличной от первой оси. Изобретение повышает надежность устройства. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Гидравлический клапан осевого типа, содержащий:

корпус клапана осевого типа, определяющий канал для потока технологической текучей среды между входом и выходом, и отверстие, проходящее в корпусе клапана осевого типа и гидравлически изолированное от указанного канала;

узел рычажного механизма плунжера, выполненный с возможностью перемещения относительно корпуса клапана осевого типа и вдоль первой оси, по существу выровненной с каналом, причем узел рычажного механизма плунжера содержит шток плунжера, по меньшей мере частично проходящий через указанное отверстие, плунжер, соединенный с первым концом штока плунжера, и передающий стержень, соединенный со вторым концом штока плунжера; и

линейный приводной механизм, имеющий шток, функционально связанный с указанным передающим стержнем узла рычажного механизма плунжера для перемещения плунжера узла рычажного механизма плунжера вдоль первой оси внутри канала для изменения потока текучей среды через канал, причем шток линейного приводного механизма выполнен с возможностью перемещения вдоль второй оси, отличной от первой оси.

2. Клапан по п. 1, в котором передающий стержень узла рычажного механизма плунжера расположен и выполнен с возможностью перемещения внутри отверстия в корпусе клапана осевого типа.

3. Клапан по любому из пп. 1 или 2, в котором указанный передающий стержень имеет продольную ось, ориентированную вдоль третьей оси, отличной от первой оси, причем передающий стержень выполнен с возможностью перемещения в направлении, по существу выровненном с первой осью, для перемещения плунжера.

4. Клапан по любому из пп. 1 или 2, в котором передающий стержень шарнирно прикреплен к оси шарнира, закрепленной на корпусе клапана осевого типа.

5. Клапан по любому из пп. 1 или 2, в котором линейный приводной механизм закреплен на наружной поверхности корпуса клапана осевого типа.

6. Клапан по любому из пп. 1 или 2, в котором корпус клапана осевого типа содержит сформованный как одно целое корпус для приема линейного приводного механизма.

7. Клапан по любому из пп. 1 или 2, в котором первая ось и вторая ось по существу параллельны.

8. Клапан по любому из пп. 1 или 2, в котором корпус клапана осевого типа содержит единую конструкцию между входом и выходом.

9. Клапан по любому из пп. 1 или 2, который дополнительно содержит второй линейный приводной механизм, функционально связанный с узлом рычажного механизма плунжера.

10. Клапан по любому из пп. 1 или 2, в котором корпус клапана осевого типа содержит седло, а линейный приводной механизм выполнен с возможностью перемещения плунжера узла рычажного механизма плунжера к седлу для препятствования потоку текучей среды между входом и выходом и от седла для обеспечения потока текучей среды между входом и выходом.

11. Клапан по любому из пп. 1 или 2, который дополнительно содержит стакан, соединенный с корпусом клапана осевого типа и по существу выровненный вдоль первой оси, для приема плунжера узла рычажного механизма плунжера.

12. Гидравлический клапан осевого типа, содержащий:

корпус клапана осевого типа, образующий канал для потока технологической текучей среды между входом и выходом, и отверстие, проходящее в корпусе клапана осевого типа и гидравлически изолированное от указанного канала;

плунжер, выполненный с возможностью поступательного перемещения относительно корпуса клапана осевого типа и вдоль первой оси, по существу выровненной с путем потока текучей среды канала, и

передающий стержень, функционально соединенный с плунжером посредством штока плунжера, частично проходящим через указанное отверстие, причем продольная ось передающего стержня ориентирована вдоль второй оси, отличной от первой оси, а передающий стержень выполнен с возможностью перемещения в направлении, по существу выровненном с первой осью, для перемещения плунжера.

13. Клапан по п. 12, в котором передающий стержень расположен в указанном отверстии.

14. Клапан по любому из пп. 12 или 13, в котором вторая ось по существу перпендикулярна первой оси.

15. Клапан по любому из пп. 12 или 13, который дополнительно содержит линейный приводной механизм, функционально связанный с передающим стержнем.

16. Клапан по любому из пп. 12 или 13, в котором канал, вход и выход по существу выровнены вдоль первой оси.

17. Клапан по любому из пп. 12 или 13, в котором шток по существу выровнен вдоль первой оси внутри канала.

18. Гидравлический клапан осевого типа, содержащий:

корпус клапана осевого типа, определяющий путь потока текучей среды, и отверстие, гидравлически изолированное от пути потока текучей среды;

шток клапана, расположенный внутри корпуса клапана осевого типа и по существу выровненный с путем потока текучей среды, причем шток клапана частично проходит через указанное отверстие;

плунжер, соединенный с концом штока клапана, расположенный внутри корпуса клапана осевого типа и по существу выровненный с путем потока текучей среды, причем плунжер имеет ось, по существу выровненную со штоком клапана;

передающий стержень, соединенный с другим концом штока клапана, и

линейный приводной механизм, функционально связанный с передающим стержнем для перемещения по меньшей мере части передающего стержня в направлении, по существу параллельном оси штока клапана.

19. Клапан по п. 18, который дополнительно содержит второй линейный приводной механизм, функционально связанный с передающим стержнем, причем первый и второй линейные приводные механизмы выполнены с возможностью перемещения плунжера с помощью штока клапана и передающего стержня для изменения потока текучей среды через корпус клапана осевого типа.

20. Клапан по п. 19, в котором первый и второй линейные приводные механизмы функционально связаны с дальними концами передающего стержня.