Клапан регулирующий Российский патент 2022 года по МПК F16K5/06 F16K5/08 

Изобретение относится к запорной и регулирующей арматуре, в частности к шаровым кранам с дросселирующими элементами, и предназначено для использования в системах гидравлики, пневматики, в различных отраслях промышленности, энергетике, военных устройствах, медицине.

Известен клапан регулирующий, содержащий составной корпус с входным и выходным патрубками, шаровой поворотный затвор со сквозным отверстием, шток, уплотнение штока, причем в сквозном отверстии шарового поворотного затвора прикреплены элементы дросселирования [АС СССР №1077581, МПК F16K 5/10, F16K 47/02, опубл. 28.02.1984].

Недостатком вышеуказанного клапана регулирующего является возникновение кавитации.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является клапан регулирующий [Патент РФ №2277196, МПК F16K 5/07, F16K 47/04, опубл. 27.05.2006, БИ №15], содержащий составной корпус с входным и выходным патрубками, шаровой поворотный затвор со сквозным отверстием, шток, уплотнение штока, седла шарового поворотного затвора, причем в сквозном отверстии шарового поворотного затвора прикреплены элементы дросселирования, выполненные из объемного проницаемого пористого изделия с чередованием тонкостенных перегородок, которые со стороны входной части отверстия шарового поворотного затвора выполнены сферической формы с радиусом, равным радиусу шарового поворотного затвора.

Недостатком вышеуказанного клапана регулирующего является возникновение кавитации и повышенное гидравлическое сопротивление в открытом положении.

Задачей данного изобретения является создание клапана регулирующего, предотвращающего возникновение кавитации и имеющего относительно невысокое гидравлическое сопротивление в открытом положении.

Поставленная задача достигается тем, что предлагается клапан регулирующий, содержащий составной корпус с входным и выходным патрубками, шаровой поворотный затвор со сквозным отверстием, шток, уплотнение штока, седла шарового поворотного затвора, в сквозном отверстии шарового поворотного затвора прикреплен элемент дросселирования.

Отличительными конструктивными элементами предлагаемого клапана регулирующего является то, что элемент дросселирования представляет собой прикрепленную к внутренней стенке сквозного отверстия шарового поворотного затвора пластину с отверстиями, выполненную в виде сегмента круга, основание которого параллельно оси шарового поворотного затвора, причем отверстия на пластине расположены кольцевыми рядами, центры которых находятся на оси сквозного отверстия шарового поворотного затвора, диаметр отверстий в рядах увеличивается от периферии к центру, а их количество в рядах от центра к периферии.

На фиг. 1 показана схема клапана регулирующего.

На фиг. 2 изображен вид А.

Клапан регулирующий содержит составной корпус 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками, шаровой поворотный затвор 4 со сквозным отверстием 5, шток 6, уплотнение 7 штока, седла 8 шарового поворотного затвора.

В сквозном отверстии 5 шарового поворотного затвора 4 прикреплен элемент дросселирования, представляющий собой прикрепленную к внутренней стенке сквозного отверстия 5 шарового поворотного затвора пластину 9 с отверстиями 10, выполненную в виде сегмента круга, основание которого параллельно оси шарового поворотного затвора 4.

Отверстия 10 на пластине 9 расположены кольцевыми рядами, центры которых находятся на оси сквозного отверстия 5 шарового поворотного затвора, диаметр отверстий 10 в рядах увеличивается от периферии к центру, а их количество в рядах от центра к периферии.

Клапан регулирующий работает следующим образом.

В полностью открытом положении сквозное отверстие 5 шарового поворотного затвора 4 полностью открыто (ось сквозного отверстия 5 шарового поворотного затвора 4 совпадает с продольной осью корпуса), жидкость проходит через клапан.

При полностью закрытом положении шаровой поворотный затвор 4 повернут на 90 градусов относительно полностью открытого положения (ось сквозного отверстия 5 шарового поворотного затвора 4 перпендикулярна продольной оси корпуса), жидкость через клапан не проходит.

Открытие клапана происходит путем поворота шарового поворотного затвора 4. На начальных стадиях открытия жидкость поступает из входного 2 патрубка и проходит через частично открытое сквозное отверстие 5, в котором прикреплен элемент дросселирования разбивающий поток на струи для предотвращения кавитации

Благодаря тому, что элемент дросселирования представляет собой прикрепленную к внутренней стенке сквозного отверстия 5 шарового поворотного затвора 4 пластину 9 с отверстиями 10, выполненную в виде сегмента круга, основание которого параллельно оси шарового поворотного затвора 4 деление потока на струи происходит только на начальном этапе открытия клапана, когда скорости потока высоки, а давление мало. Это позволяет эффективно бороться с кавитацией, не создавая высокого сопротивления потоку (гидравлического сопротивления).

За счет того, что отверстия 10 на пластине 9 расположены кольцевыми рядами, центры которых находятся на оси сквозного отверстия 5 шарового поворотного затвора, диаметр отверстий 10 в рядах увеличивается от периферии к центру, а их количество в рядах от центра к периферии, сначала открываются отверстия 10, находящиеся в периферийном ряду. Эти отверстия имеют наименьшие диаметры, а их количество больше чем в других рядах. В этом случае дросселирование происходит наиболее эффективно (поток делится на большое число струй, малого диаметра). Далее, в процессе открытия, открываются отверстия в следующих кольцевых рядах, размеры которых увеличиваются от периферийного ряда к центру, и происходит постепенное увеличение проходного сечения.

Затем, при повороте шарового поворотного затвора 4, с ростом проходного сечения, давление повышается и вероятность возникновения кавитации уменьшается. Необходимость в дросселировании отпадает.

Таким образом, в предлагаемом изобретении, деление потока на струи (дросселирование) осуществляется только на начальном этапе открытия, когда скорости потока высоки, а давление минимально (за счет того, что элемент дросселирования представляет собой прикрепленную к внутренней стенке сквозного отверстия 5 шарового поворотного затвора 4 пластину 9 с отверстиями 10, выполненную в виде сегмента круга, основание которого параллельно оси шарового поворотного затвора). Это позволяет эффективно бороться с кавитацией при не значительном повышении гидравлического сопротивления.

Предлагаемая конструкция клапана регулирующего, предотвращает возникновение кавитации и имеет относительно невысокое гидравлическое сопротивление в открытом положении.

Изобретение относится к запорной и регулирующей арматуре, в частности к шаровым кранам с дросселирующими элементами, и предназначено для использования в системах гидравлики, пневматики, в различных отраслях промышленности, энергетике, военных устройствах, медицине. Клапан регулирующий содержит составной корпус с входным и выходным патрубками, шаровой поворотный затвор со сквозным отверстием, шток, уплотнение штока, седла шарового поворотного затвора, в сквозном отверстии шарового поворотного затвора прикреплен элемент дросселирования. Элемент дросселирования представляет собой прикрепленную к внутренней стенке сквозного отверстия шарового поворотного затвора пластину с отверстиями, выполненную в виде сегмента круга, основание которого параллельно оси шарового поворотного затвора, причем отверстия на пластине расположены кольцевыми рядами, центры которых находятся на оси сквозного отверстия шарового поворотного затвора, диаметр отверстий в рядах увеличивается от периферии к центру, а их количество в рядах - от центра к периферии. Техническим результатом является предотвращение возникновения кавитации. 2 ил.

Клапан регулирующий, содержащий составной корпус с входным и выходным патрубками, шаровой поворотный затвор со сквозным отверстием, шток, уплотнение штока, седла шарового поворотного затвора, в сквозном отверстии шарового поворотного затвора прикреплен элемент дросселирования, отличающийся тем, что элемент дросселирования представляет собой прикрепленную к внутренней стенке сквозного отверстия шарового поворотного затвора пластину с отверстиями, выполненную в виде сегмента круга, основание которого параллельно оси шарового поворотного затвора, причем отверстия на пластине расположены кольцевыми рядами, центры которых находятся на оси сквозного отверстия шарового поворотного затвора, диаметр отверстий в рядах увеличивается от периферии к центру, а их количество в рядах - от центра к периферии.