Регулирующий клапан Российский патент 2023 года по МПК F16K1/12 F16K1/54 F16K31/53 

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

Известен регулирующий клапан [Патент РФ №2620617, МПК F16K 1/12, F16K 31/52, F16K 47/14, опубл. 29.05.2017, БИ №16], содержащий внешний и внутренний корпусы, 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. Преобразователь вращательного движения в поступательное выполнен в виде установленных в поршне с возможностью поворота эксцентриковых колец - внутреннего и внешнего, причем внешнее вставлено в отверстие в поршне, а внутреннее кольцо соединено с валом привода, на торцевой стенке внутреннего корпуса выполнены квадратные отверстия, размещенные квадратным массивом, причем размеры отверстий уменьшаются от центра массива к периферии.

Недостатком данного клапана является длительность процесса перемещения запирающего устройства из начального положения в конечное и наоборот, а также относительно низкая скорость регулирования расхода.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является прямоточный клапан [Патент РФ №2702026, МПК F16K 1/12, F16K 1/54, опубл. 03.10.2019, БИ №28], содержащий внешний и внутренний корпусы, входной и выходной патрубки с фланцами, делитель потока, выполненный в виде перфорированного полого цилиндра, отверстия в котором размещены кольцевыми рядами, запирающее устройство с приводом поступательного движения, запирающее устройство представляет собой обечайку, при этом внутренняя поверхность обечайки взаимодействует с внешней поверхностью перфорированного полого цилиндра, который выполнен закрытым с одного торца, а в боковых частях - с поверхностью внутреннего корпуса, внешняя поверхность обечайки выполнена в виде двух частей цилиндрической и криволинейной, при этом цилиндрическая часть контактирует с поверхностью внутреннего корпуса, а на криволинейной части выполнены продольные ручьи криволинейного поперечного сечения, продольные оси которых параллельны продольной оси клапана, а ширина и глубина увеличивается к краю обечайки, причем количество ручьев равно числу отверстий в рядах перфорированного полого цилиндра. На внутренней поверхности перфорированного полого цилиндра, между кольцевыми рядами отверстий, установлены кольцевые ряды плоских пластин трапецеидальной формы, наклоненные к оси клапана, причем высота и угол наклона плоских пластин увеличивается в рядах от внутреннего корпуса к выходному патрубку, а количество плоских пластин в рядах равно числу отверстий в рядах перфорированного полого цилиндра.

Недостатком данного клапана является длительность процесса перемещения запирающего устройства из начального положения в конечное и наоборот, а также относительно низкая скорость регулирования расхода.

Техническим результатом данного изобретения является создание регулирующего клапана обеспечивающего высокую скорость открытия-закрытия, а также быстроту регулирования расхода.

Технический результат достигается тем, что предлагается регулирующий клапан, содержащий внешний и внутренний корпусы, входной и выходной патрубки с фланцами и, соосно установленные цилиндрические делитель потока и запирающее устройство, соединенное с валом привода, отверстия в делителе потока размещены кольцевыми рядами, на внутренней поверхности запирающего устройства, установлены пластины.

Отличительными конструктивными особенностями предлагаемого регулирующего клапана является то, что в запирающем устройстве выполнены отверстия, размещенные кольцевыми рядами, причем расстояния между рядами отверстий больше диаметра отверстий, по меньшей мере, в два раза, а пластины выполнены в виде прямоугольных треугольников, установленных в меридиональных плоскостях запирающего устройства между отверстиями и присоединены большим катетом к его внутренней боковой поверхности, меньшим катетом к его днищу, расположенному со стороны внутреннего корпуса, а к центральной части днища прикреплен ступенчатый шток, имеющий среднюю утонченную часть, на которой в плоскости перпендикулярной оси вала привода, выполнен зубчатый венец, контактирующий с зубчатым венцом вала привода, расположенным в нижней его части.

На фиг. 1 изображена схема регулирующего клапана.

На фиг. 2 показана схема взаимодействия зубчатого венца вала привода с зубчатым венцом ступенчатого штока.

Регулирующий клапан содержит внешний 1 и внутренний корпусы 2, входной 3 и выходной 4 патрубки с фланцами 5 и 6, соосно установленные цилиндрические делитель потока 7 и запирающее устройство 8, соединенное с валом 9 привода, отверстия 10 в делителе потока 7 размещены кольцевыми рядами, на внутренней поверхности запирающего устройства 8, установлены пластины 11. В запирающем устройстве 8 выполнены отверстия 12, размещенные кольцевыми рядами, причем расстояния между рядами отверстий 10 и 12 больше диаметра отверстий по меньшей мере в два раза, а пластины 11 выполнены в виде прямоугольных треугольников, установленных в меридиональных плоскостях запирающего устройства 8, между отверстиями 12, и присоединены большим катетом к его внутренней боковой поверхности, а меньшим катетом к его днищу, расположенному со стороны внутреннего корпуса 2. К центральной части днища прикреплен ступенчатый шток 13, имеющий среднюю утонченную часть, на которой в плоскости перпендикулярной оси вала 9 привода, выполнен зубчатый венец, контактирующий с зубчатым венцом вала привода 9, расположенным в нижней его части.

Регулирующий клапан работает следующим образом.

При полностью открытом клапане жидкость поступает из трубопровода во входной патрубок 3, обтекает внутренний корпус 2, проходит через открытые (совмещенные) отверстия 10 и 12 и направляется через выпускной патрубок 4 далее в трубопровод.

В этом положении запирающее устройство 8 находится в крайнем левом положении при котором все отверстия 10 и 12 полностью открыты.

Для полного закрытия клапана запирающее устройство 8 перемещается в крайнее правое положение, при котором отверстия 12 смещаются относительно отверстий 10, что предотвращает прохождение жидкости через клапан.

Регулирование расхода происходит при перемещении запирающего устройства 8. При этом изменяется проходное сечение за счет перекрытия отверстий 10 и 12.

Благодаря тому, что в запирающем устройстве 8 выполнены отверстия 12, размещенные кольцевыми рядами, причем расстояния между рядами отверстий 10 и 12 больше их диаметра по меньшей мере в два раза, удается обеспечить полное открытие и закрытие клапана, при этом перемещение запирающего устройства 8 не превышает расстояния между рядами отверстий 10 и 12, что существенно меньше чем в известных конструкциях осевых регулирующих клапанов. Это позволяет повысить скорость открытия - закрытия клапана, а также быстроту регулирования расхода.

За счет того, что пластины 11 выполнены в виде прямоугольных треугольников, установленных в меридиональных плоскостях запирающего устройства 8, между отверстиями 12, и присоединены большим катетом к его внутренней боковой поверхности, а меньшим катетом к его днищу, расположенному со стороны внутреннего корпуса 2, повышается жесткость запирающего устройства 8 и предотвращается перекос и заклинивание в процессе работы, что позволяет осуществлять его перемещение с большими, по сравнению с известными осевыми регулирующими клапанами, скоростями. Это также способствует повышению скорости открытия -закрытия клапана, а также быстроты регулирования расхода, что обеспечивает использование предлагаемого регулирующего клапана в качестве антипомпажного.

Благодаря тому, что к центральной части днища прикреплен ступенчатый шток 13, имеющий среднюю утонченную часть, на которой в плоскости перпендикулярной оси вала 9 привода, выполнен зубчатый венец, контактирующий с зубчатым венцом вала 9 привода, расположенным в нижней его части, обеспечивается поступательное перемещение запирающего устройства 8 при повороте вала 9 привода. Выполнение штока 13 ступенчатым с утонченной средней частью позволяет обеспечить его центрирование по краям, повышает жесткость, что дает возможность перемещать запирающее устройстве 8 с высокими скоростями.

Расположение зубчатого венца на средней утонченной части ступенчатого штока 13 в плоскости перпендикулярной оси вала 9 привода обеспечивает компактность и позволяет обеспечить монтаж и демонтаж запирающего устройства 8.

Предлагаемая конструкция регулирующего клапана позволяет обеспечить высокую скорость открытия - закрытия, а также быстроту регулирования расхода.

Предлагаемое изобретение относится к арматуростроению, в частности к регулирующим клапанам осевого потока, применяемым в промышленной трубопроводной арматуре, и предназначено для регулирования расхода жидкостей и газов. Регулирующий клапан содержит внешний и внутренний корпусы, входной и выходной патрубки с фланцами, соосно установленные цилиндрические делитель потока и запирающее устройство, снабженное приводом, отверстия в делителе потока размещены кольцевыми рядами, на внутренней поверхности запирающего устройства установлены пластины. В запирающем устройстве выполнены отверстия, размещенные кольцевыми рядами, причем расстояния между рядами отверстий больше диаметра отверстий по меньшей мере в два раза. Пластины выполнены в виде прямоугольных треугольников, установленных в меридиональных плоскостях запирающего устройства между отверстиями, и присоединены большим катетом к его внутренней боковой поверхности, а меньшим катетом к его днищу, расположенному со стороны внутреннего корпуса. К центральной части днища прикреплен ступенчатый шток, имеющий среднюю утонченную часть, в зоне которой выполнен зубчатый венец, контактирующий с зубчатым венцом вала привода, расположенным в нижней его части. Предлагаемая конструкция регулирующего клапана позволяет обеспечить высокую скорость открытия - закрытия, а также быстроту регулирования расхода. 2 ил.

Регулирующий клапан, содержащий внешний и внутренний корпусы, входной и выходной патрубки с фланцами, соосно установленные цилиндрические делитель потока и запирающее устройство, соединенное с валом привода, отверстия в делителе потока размещены кольцевыми рядами, на внутренней поверхности запирающего устройства установлены пластины, отличающийся тем, что в запирающем устройстве выполнены отверстия, размещенные кольцевыми рядами, причем расстояния между рядами отверстий больше диаметра отверстий по меньшей мере в два раза, а пластины выполнены в виде прямоугольных треугольников, установленных в меридиональных плоскостях запирающего устройства между отверстиями, и присоединены большим катетом к его внутренней боковой поверхности, меньшим катетом к его днищу, расположенному со стороны внутреннего корпуса, а к центральной части днища прикреплен ступенчатый шток, имеющий среднюю утонченную часть, на которой в плоскости, перпендикулярной оси вала привода, выполнен зубчатый венец, контактирующий с зубчатым венцом вала привода, расположенным в нижней его части.