Клапан регулирования потока Российский патент 2019 года по МПК F16K5/12 

Изобретение относится к устройствам для регулирования параметров потоков рабочих сред и может быть использовано в оборудовании газовой, нефтяной, химической, энергетической, металлургической и угольной промышленности.

Известна конструкция регулирующего клапана, содержащего корпус с входным и выходными патрубками с проходными отверстиями, шаровой поворотный затвор с зауженным проходным отверстием V-образного профиля и привод шарового поворотного затвора (см. http://flowserve.com.ru_RU/Products/Valves/Control/Ball)/

Недостатком этой конструкции является нарушение осесимметричности регулируемого потока в проходном отверстии V-образного профиля, что приводит к повышению гидравлического сопротивления проточной части из-за значительного сужения и расширения.

Наиболее распространены регуляторы седельного типа. Недостатком является значительное нарушение потока перекачиваемой среды из-за изменения формы проходной части и большого количества конструктивных элементов нарушающих равномерное движение.

Второй, по частоте использования, является конструкция регулятора фирмы Mokveld Valves bv клапан «Моквелд ». Это клапан осевого типа, содержащий наружный и внутренний корпусы, представляющие одну отливку, поршень со штоком, перемещающийся вдоль продольной оси клапана. Поршень перемещается посредством передачи, состоящей из двух расположенных под углом 90 град, зубчатых реек, являющихся соответственно частью штока поршня и шпинделя клапана. Зубчатая передача защищена от воздействия рабочей среды двойными первичными уплотнениями, установленными на штоке поршня и в его направляющей.

Недостатками этой конструкции являются

- скорость перемещения регулирующего механизма ограничена из-за возможности создания ударной волны при движении поршня из-за значительного паспортного времени срабатывания;

- расположение регулирующей части в середине потока приводит к деформации равномерного движения, в особенности газов;

- регулирование происходит за счет движения поршня, что помимо ограничения количества пропускаемой среды изменяет характер этого движения и приводит к дополнительным потерям энергии потока;

- поток газа меняет свое направление при обтекании рабочего механизма и еще 2 раза под углом примерно 90 град, при прохождении через перфорацию, при этом происходит значительная потеря энергии потока (не менее 30%);

- герметичность закрытия регулятора достигается за счет полного смещения поршня за границы перфорации и может быть нарушена при попадании посторонних предметов при загрязненной среде перекачки;

- регулятор имеет определенное направление движения потока, то есть не может работать в оба направления;

- под воздействие потока попадают все элементы конструкции, что приводит к их быстрому износу.

Задачей предлагаемого изобретения является увеличение скорости срабатывания клапана, уменьшение потерь энергии, повышение износоустойчивости, долговечности и ремонтопригодности.

Поставленная задача обеспечивается тем, что клапан регулирования потока содержит корпус с регулирующим элементом, имеющим входной и выходной патрубки с проходными отверстиями и подвижными и неподвижными регулирующими зубьями, выполненными обтекаемой формы и заканчивающимися клином, при этом размер угла клинообразной части определяется как 360/n, где n - количество подвижных зубьев, Новым является то, что каждый зуб имеет независимый привод, неподвижные зубья имеют в поперечном сечении форму равнобедренных треугольников, а зона регулирования в поперечном разрезе (сечении) имеет форму многолучевой звезды.

На фиг. 1 прилагаемых чертежей изображен общий вид предлагаемого клапана регулирования потока;

на фиг. 2 - то же, вид в разрезе по вертикали;

на фиг. 3 - то же, вид в разрезе по горизонтали;

Клапан регулирования потока содержит корпус 1 с входными и выходными патрубками 2. В корпусе установлен регулирующий элемент, содержащий подвижные зубья 3, каждый из которых имеет независимый привод 4, и неподвижные зубья 5, имеющие в поперечном сечении форму равнобедренных треугольников. В результате такого исполнения зона дросселирования потока 6 имеет форму многолучевой звезды.

Клапан регулирования потока работает следующим образом.

Под действием независимых приводов 4 подвижные зубья 3 движутся по неподвижным зубьям 5, в результате этого перемещения происходит регулирование потока за счет изменения пощади проходного сечения (или зоны дросселирования) 6. Работа приводов 4 синхронизируется с помощью отдельных устройств, не описываемых в данном патенте.

Выполнение клапана регулирования потока с независимыми приводами подвижных зубьев позволяет:

1. При диаметрах проходного сечения более 500 миллиметров, сделать данную конструкцию независимой от значительных, по весу и габариту, механических деталей привода;

2. Скорость выполнения регулирующих действий значительно выше, нежели при механическом способе передачи движения. Что также особенно актуально при больших диаметрах проходного сечения.

Клапан регулирования потока относится к устройствам для регулирования параметров потоков рабочих сред и может быть использован в оборудовании газовой, нефтяной, химической, энергетической, металлургической и угольной промышленности. Клапан регулирования потока содержит корпус с регулирующим элементом, имеющим входной и выходной патрубки с проходными отверстиями и подвижными и неподвижными регулирующими зубьями, выполненными обтекаемой формы и заканчивающимися клином, при этом размер угла клинообразной части определяется как 360/n, где n - количество подвижных зубьев. Новым является то, что каждый зуб имеет независимый привод, неподвижные зубья имеют в поперечном сечении форму равнобедренных треугольников, а зона регулирования в поперечном разрезе (сечении) имеет форму многолучевой звезды. Такое выполнение обеспечивает высокие характеристики по времени регулирования и общей массе конструкции, что особенно актуально для диаметров проходного сечения регулятора от 500 мм и более. 3 ил.

Клапан регулирования потока, содержащий корпус с регулирующим элементом, имеющим входной и выходной патрубки с проходными отверстиями и подвижными и неподвижными регулирующими зубьями, выполненными обтекаемой формы и заканчивающимися клином, при этом размер угла клинообразной части определяется как 360/n, где n - количество подвижных зубьев, отличающийся тем, что каждый подвижный зуб имеет независимый привод, неподвижные зубья имеют в поперечном сечении форму равнобедренных треугольников, а зона регулирования в поперечном разрезе (сечении) имеет форму многолучевой звезды.