Прямоточный регулирующий клапан Российский патент 2023 года по МПК B65B1/36 

Предлагаемое изобретение относится к арматуростроению, в частности, к регулирующим клапанам осевого потока, применяемым в промышленной трубопроводной арматуре, и предназначено для регулирования и перекрытия рабочих сред жидкостей и газов.

Известен прямоточный регулирующий клапан DN 100 - 1800 PN 10-160 [http://gpvalve.ru/files/images/doc/pdf/31.pdf страница 15] содержащий корпус, входной и выходной патрубки с фланцами, делитель потока, выполненный в виде набора соосно установленных перфорированных полых цилиндров, поршень с приводом и преобразователем вращательного движения в поступательное, представляющим собой кривошипно-шатунный механизм.

Недостатками данного клапана являются возникновение кавитации и не достаточная герметичность в закрытом положении.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является прямоточный регулирующий клапан [Патент РФ №2702021, МПК F6K 1/12, F6K 1/54, опубл. 03.10.2019, БИ №28], содержащий внешний и внутренний корпусы, входной и выходной фланцы, делитель потока, представляющий собой перфорированный цилиндр, соосно которому установлен запирающий орган, соединенный с реечным приводом при помощи штока, размещенную в выходном фланце расширительную втулку. К торцевой части запирающего органа, со стороны выходного фланца, большим основанием присоединен полый усеченный конус на меньшем основании которого, соосно перфорированному цилиндру, размещен дополнительный перфорированный цилиндр контактирующий внешней боковой поверхностью с конической частью расширительной втулки, имеющей цилиндро-коническую форму и установленной в выходном фланце, причем углы конусности полого усеченного конуса и конической части расширительной втулки совпадают, а в полом усеченном конусе в зоне между перфорированными цилиндрами выполнены сквозные отверстия, расположенные по кругу.

Недостатками данного клапана являются возникновение кавитации и не достаточная герметичность в закрытом положении.

Техническим результатом данного изобретения является создание прямоточного регулирующего клапана, позволяющего снизить кавитацию и обеспечить герметичность в закрытом положении.

Технический результат достигается тем, что предлагается прямоточный регулирующий клапан, содержащий внешний и внутренний корпусы, входной и выходной патрубки с фланцами соответственно, размещенную в выходном патрубке расширительную втулку, реечный привод, делитель потока, представляющий собой коаксиально расположенные цилиндры с отверстиями, размещенными кругами, соосно перфорированным цилиндрам установлен запирающий орган.

Отличительными конструктивными признаками изобретения является то, что запирающий орган выполнен в виде стержней, установленных кольцевым массивом в пространстве между коаксиально расположенными цилиндрами, причем со стороны выходного патрубка к концам стержней присоединена контактирующая внешней поверхностью с расширительной втулки цилиндрическая распорка, имеющая цилиндро-коническое отверстие в центральной части, а со стороны внутреннего корпуса концы стержней соединены с кольцом, поперечное сечение стержней представляет собой фигуру, с двух противоположных сторон ограниченную параллельными прямыми, а с двух других - дугами окружностей.

На фиг. 1 изображена схема прямоточного регулирующего клапана.

На фиг. 2 показан запирающий орган, выполненный в виде стержней с цилиндрической распоркой и кольцом.

На фиг. 3 представлено поперечное сечение стержней (увеличено 4:1).

Прямоточный регулирующий клапан содержит внешний 1 и внутренний 2 корпусы, входной и выходной патрубки 3 и 4 с фланцами 5 и 6 соответственно, размещенную в выходном патрубке 4 расширительную втулку 7, реечный привод 8, делитель потока, представляющий собой коаксиально расположенные цилиндры 9 и 10 с отверстиями 11 и 12, размещенными кругами, соосно перфорированным цилиндрам 9 и 10 установлен запирающий орган. Запирающий орган выполнен в виде стержней 13, установленных кольцевым массивом в пространстве между коаксиально расположенными цилиндрами 9 и 10, причем со стороны выходного патрубка 4 к концам стержней 13 присоединена, контактирующая внешней поверхностью с расширительной втулки 7, цилиндрическая распорка 14, имеющая цилиндро-коническое отверстие 15 в центральной части. Со стороны внутреннего корпуса 2 концы стержней 13 соединены с кольцом 16. Поперечное сечение стержней 13 представляет собой фигуру, с двух противоположных сторон ограниченную параллельными прямыми, а с двух других дугами окружностей. Радиусы вышеописанных дуг окружностей равны радиусам перфорированных цилиндров 9 и 10, что обеспечивает контакт стержней 13 с перфорированными цилиндрами 9 и 10.

Прямоточный регулирующий клапан работает следующим образом.

В полностью открытом положении жидкость поступает внутрь клапана через входной патрубок 3, обтекает внутренний корпус 2, проходит через отверстия 11 и 12 в делителе потока, представляющем собой коаксиально расположенные перфорированные цилиндры 9 и 10, и через цилиндро-коническое отверстие 15 в цилиндрической распорке 14, направляется в трубопровод. Делитель потока, представляющий собой коаксиально расположенные перфорированные цилиндры 9 и 10, повернут таким образом, что все отверстия 11 и 12 открыты. В этом положении стержни 13, установленные кольцевым массивом в пространстве между коаксиально расположенными перфорированными цилиндрами 9 и 10, не перекрывают отверстия 11 и 12.

В закрытом положении делитель потока, представляющий собой коаксиально расположенные перфорированные цилиндры 9 и 10, повернут таким образом, что все отверстия 11 и 12 закрыты. В этом положении стержни 13, установленные кольцевым массивом в пространстве между коаксиально расположенными перфорированными цилиндрами 9 и 10, перекрывают отверстия 11 и 12.

Открытие клапана осуществляется путем поворота реечным приводом 8 делителя потока, представляющего собой коаксиально расположенные перфорированные цилиндры 9 и 10. В процессе поворота отверстия 11 и 12 открываются и жидкость начинает проходить через клапан. Регулирование расхода происходит путем изменения степени закрытия отверстий 11 и 12.

Благодаря тому, что запирающий орган выполнен в виде стержней 13, установленных кольцевым массивом в пространстве между коаксиально расположенными перфорированные цилиндрами 9 и 10, обеспечивается одновременное открытие (закрытие) всех отверстий 11 и 12. То есть в процессе регулирования жидкость проходит через все отверстия 11 и 12. Это исключает резкую смену направления потоков при регулировании расхода, способствует формированию более плавного перепада давления, особенно на начальных фазах открытия клапана, когда скорости потоков велики, а давление низкое, что практически полностью предотвращает возникновение кавитации.

За счет того, что со стороны выходного патрубка 4 к концам стержней 13 присоединена, контактирующая внешней поверхностью с расширительной втулки 7, цилиндрическая распорка 14, имеющая цилиндро-коническое отверстие 15 в центральной части, на выходе из клапана, в зоне выходного патрубка 4, обеспечивается плавное увеличение проходного сечения, что способствует сглаживанию перепада давлений и также обеспечивает снижение кавитации. Цилиндрическая распорка 14 также предотвращает утечки жидкости в закрытом положении клапана.

Для предотвращения утечек в закрытом положении, со стороны внутреннего корпуса 2 концы стержней 13 соединены с кольцом 16, которое также разъединяет полости между стержнями 13, что предотвращает образование внутренних течений и обеспечивает снижение интенсивности кавитации.

Благодаря тому, что поперечное сечение стержней 13 представляет собой фигуру, с двух противоположных сторон ограниченную параллельными прямыми, а с двух других дугами окружностей обеспечивается плотное прилегание криволинейных поверхностей стержней 13 к поверхностям перфорированных цилиндров 9 и 10. Это позволяет обеспечить герметичность клапана в закрытом положении и осуществлять поворот делителя потока при котором криволинейные поверхности стержней 13 находятся в постоянном контакте с поверхностями перфорированных цилиндров 9 и 10.

Предлагаемый прямоточный регулирующий клапан обеспечивает надежную работу, предотвращает кавитационные эффекты и надежно герметизируется в закрытом положении.

Изобретение относится к регулирующим клапанам прямоточного типа. Прямоточный регулирующий клапан содержит внешний и внутренний корпусы, входной и выходной патрубки с фланцами соответственно, размещенную в выходном патрубке расширительную втулку, реечный привод, делитель потока. Делитель потока представляет собой коаксиально расположенные перфорированные цилиндры с отверстиями, размещенными кругами. Запирающий орган установлен соосно перфорированным цилиндрам и выполнен в виде стержней. Стержни установлены кольцевым массивом в пространстве между коаксиально расположенными цилиндрами. Со стороны выходного патрубка к концам стержней присоединена контактирующая внешней поверхностью с расширительной втулкой цилиндрическая распорка. Распорка имеет цилиндроконическое отверстие в центральной части. Со стороны внутреннего корпуса концы стержней соединены с кольцом. Поперечное сечение стержней представляет собой фигуру, с двух противоположных сторон ограниченную параллельными прямыми, а с двух других - дугами окружностей. Достигается снижение кавитации и обеспечение герметичности в закрытом положении. 3 ил.

Прямоточный регулирующий клапан, содержащий внешний и внутренний корпусы, входной и выходной патрубки с фланцами соответственно, размещенную в выходном патрубке расширительную втулку, реечный привод, делитель потока, представляющий собой коаксиально расположенные перфорированные цилиндры с отверстиями, размещенными кругами, соосно перфорированным цилиндрам установлен запирающий орган, отличающийся тем, что запирающий орган выполнен в виде стержней, установленных кольцевым массивом в пространстве между коаксиально расположенными цилиндрами, причем со стороны выходного патрубка к концам стержней присоединена контактирующая внешней поверхностью с расширительной втулкой цилиндрическая распорка, имеющая цилиндроконическое отверстие в центральной части, а со стороны внутреннего корпуса концы стержней соединены с кольцом, поперечное сечение стержней представляет собой фигуру, с двух противоположных сторон ограниченную параллельными прямыми, а с двух других - дугами окружностей.