Регулирующий клапан осевого типа Российский патент 2024 года по МПК F16K1/12 F16K3/24 

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 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. Недостатком данного клапана является возникновение кавитации. Наиболее близким к предлагаемому изобретению является регулирующий клапан осевого типа содержащий корпус, входной и выходной каналы с фланцами, делитель потока, выполненный в виде полого перфорированного цилиндра, отличающийся тем, что входной патрубок соединяется с кольцевой камерой, а делитель потока представляет собой соосно размещенные друг в друге перфорированные вставки, представляющие собой стаканы с жестко прикрепленными к их торцевым поверхностям кольцевыми пластинами, причем внешний стакан и соединенная с ним кольцевая пластина установлены с возможностью поворота относительно продольной оси корпуса, при этом отверстия в кольцевых пластинах выполнены круговыми рядами, расстояния между которыми увеличиваются от периферии пластины к центру, оси отверстий наклонены к продольной оси клапана под острым углом, а отверстия в боковых поверхностях стаканов размещены по спирали с переменным шагом, причем оси отверстий имеют переменный угол наклона к оси стаканов, увеличивающийся от выходного патрубка к кольцевым пластинам, а в кольцевой камере в зоне установки кольцевых пластин размещен обтекатель, а во внутреннем объеме внутреннего стакана установлено направляющее приспособление. На кольцевой пластине, прикрепленной ко внутреннему стакану выполнены ребра жесткости, контактирующие со внутренней поверхностью корпуса, а для поворота внешнего стакана и соединенной с ним кольцевой пластины выполнен рычаг [Патент РФ №2620616, МПК F16K 3/08; F16K 3/24, опубл. 29.05.2017, БИ №16].

Недостатком данного клапана является возникновение кавитации.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является создание регулирующего клапана осевого типа позволяющего снизить кавитацию.

Технический результат достигается тем, что предлагается регулирующий клапан осевого типа, содержащий корпус, входной и выходной каналы с фланцами, делитель потока, выполненный в виде полого перфорированного цилиндра, входной патрубок соединяется с кольцевой камерой, а делитель потока представляет собой соосно размещенные друг в друге перфорированные вставки, представляющие собой стаканы с жестко прикрепленными к их торцевым поверхностям кольцевыми пластинами, причем внешний стакан и соединенная с ним кольцевая пластина установлены с возможностью поворота относительно продольной оси корпуса, при этом отверстия в кольцевых пластинах выполнены круговыми рядами, расстояния между которыми увеличиваются от периферии пластины к центру, оси отверстий наклонены к продольной оси клапана под острым углом, а отверстия в боковых поверхностях стаканов размещены по спирали с переменным шагом, причем оси отверстий имеют переменный угол наклона к оси стаканов, увеличивающийся от выходного патрубка к кольцевым пластинам, а в кольцевой камере в зоне установки кольцевых пластин размещен обтекатель, а во внутреннем объеме внутреннего стакана установлено направляющее приспособление, на кольцевой пластине, прикрепленной ко внутреннему стакану выполнены ребра жесткости, контактирующие со внутренней поверхностью корпуса, а для поворота внешнего стакана и соединенной с ним кольцевой пластины выполнен рычаг.

Отличительными конструктивными признаками предлагаемого изобретения является то, что в выходном патрубке установлен дополнительный делитель потока, представляющий собой полый перфорированный конус с круглыми отверстиями, вершина которого скруглена и направлена в сторону входного патрубка, а на внешней поверхности, между отверстиями, в меридиональных плоскостях установлены ребра.

На фиг. 1 изображена схема регулирующего клапана осевого типа.

На фиг. 2 показан вид А.

На фиг. 3 показан вид Б.

Регулирующий клапан осевого типа содержит корпус 1, входной 2 и выходной патрубки 3 с фланцами крепления. Входной патрубок 2 соединяется с кольцевой камерой 4. Делитель потока представляет собой соосно установленные перфорированные вставки, выполненные в виде стаканов 5 и 6 с отверстиями 7 и жестко прикрепленными к торцевым поверхностям стаканов кольцевыми пластинами 8 и 9 с отверстиями 10. На кольцевой пластине 8, прикрепленной к внутреннему стакану выполнены ребра жесткости 11. В кольцевой камере в зоне установки кольцевых пластин размещен обтекатель 13, направляющий поток и сглаживающий внутреннюю полость. Для поворота кольцевой пластины 9 и стакана 5 выполнен рычаг 14. Во внутреннем объеме стакана 6 размещено направляющее приспособление 15.

В выходном патрубке 3 установлен дополнительный делитель потока, представляющий собой полый перфорированный конус 16 с круглыми отверстиями 17, вершина которого скруглена и направлена в сторону входного патрубка 2, а на внешней поверхности, между отверстиями 17, в меридиональных плоскостях установлены ребра 18.

Регулирующий клапан осевого типа работает следующим образом.

При открытом клапане (полностью открытых отверстиях в кольцевых пластинах и стаканах) жидкость поступает через входной патрубок в кольцевую камеру и проходит через отверстия в кольцевых пластинах. При этом происходит понижение давления.

Для повышения эффективности снижения давления жидкости отверстия в кольцевых пластинах размещены круговыми рядами, причем расстояния между рядами увеличиваются от края к центру. Такое расположение отверстий позволяет также обеспечить равномерное распределение жидкости в потоке и исключить образование турбулентных зон и снизить кавитацию.

Далее поток жидкости проходит через отверстия в стаканах, где происходит вторичное дросселирование потока и последующее понижение давления. Такое ступенчатое понижение давления позволит существенно снизить кавитационные эффекты.

Пройдя через отверстия в стаканах жидкость направляется к выходному патрубку, а затем в трубопровод.

Процесс регулирования расхода в данном клапане осуществляется путем поворота стаканов и прикрепленных к ним кольцевых пластин. При этом происходит изменение проходного сечения отверстий в стаканах и кольцевых пластинах (перекрытие отверстий). Полное закрытие клапана производится поворотом стаканов и кольцевых пластин при этом имеет место полное перекрытие всех отверстий.

С целью расширения диапазонов и точности регулировки при повороте стаканов отверстия в боковых поверхностях стаканов размещены по спирали с переменным шагом, причем оси отверстий имеют переменный угол наклона к оси стаканов, увеличивающийся от выходного патрубка к кольцевым пластинам

Для повышения жесткости внутренних элементов клапана на кольцевой пластине, прикрепленной ко внутреннему стакану выполнены ребра жесткости, контактирующие со внутренней поверхностью корпуса.

С целью снижения турбулентности во внутренних полостях клапана в кольцевой камере, в зоне установки кольцевых пластин, размещен обтекатель, а во внутреннем объеме внутреннего стакана установлено направляющее приспособление.

Для снижения кавитации в выходном патрубке установлен дополнительный делитель потока, представляющий собой полый перфорированный конус с круглыми отверстиями. При движении потока в выходном патрубке он взаимодействует с поверхностью полого перфорированного конуса, проходит через отверстия и выводится из клапана. При этом происходит деление потока на струи, что эффективно снижает кавитацию. Коническая форма позволяет направлять струи к центру выходного патрубка.

За счет того, что вершина перфорированного конуса скруглена и направлена в сторону входного патрубка, поток плавно обтекает вершину и направляется к отверстиям без возникновения турбулентности.

Благодаря тому, что на внешней поверхности перфорированного конуса, между отверстиями, установлены ребра, поток дополнительно делится на множество потоков и затем равномерно распределяется по отверстиям.

Предлагаемая конструкция регулирующего клапана осевого типа позволяет практически полностью исключить кавитацию.

Предлагаемое изобретение относится к арматуростроению. Регулирующий клапан осевого типа содержит корпус, входной и выходной каналы с фланцами, делитель потока, выполненный в виде полого перфорированного цилиндра, входной патрубок соединяется с кольцевой камерой, а делитель потока представляет собой соосно размещенные друг в друге перфорированные вставки, представляющие собой стаканы с жестко прикрепленными к их торцевым поверхностям кольцевыми пластинами. Причем внешний стакан и соединенная с ним кольцевая пластина установлены с возможностью поворота относительно продольной оси корпуса. Отверстия в кольцевых пластинах выполнены круговыми рядами, расстояния между которыми увеличиваются от периферии пластины к центру, оси отверстий наклонены к продольной оси клапана под острым углом, а отверстия в боковых поверхностях стаканов размещены по спирали с переменным шагом, причем оси отверстий имеют переменный угол наклона к оси стаканов, увеличивающийся от выходного патрубка к кольцевым пластинам, в выходном патрубке установлен дополнительный делитель потока, представляющий собой полый перфорированный конус с круглыми отверстиями, вершина которого скруглена и направлена в сторону входного патрубка, а на внешней поверхности, между отверстиями, установлены ребра. Предлагаемая конструкция регулирующего клапана осевого типа позволяет практически полностью исключить кавитацию. 3 ил.

Регулирующий клапан осевого типа, содержащий корпус, входной и выходной каналы с фланцами, делитель потока, выполненный в виде полого перфорированного цилиндра, входной патрубок соединяется с кольцевой камерой, а делитель потока представляет собой соосно размещенные друг в друге перфорированные вставки, представляющие собой стаканы с жестко прикрепленными к их торцевым поверхностям кольцевыми пластинами, причем внешний стакан и соединенная с ним кольцевая пластина установлены с возможностью поворота относительно продольной оси корпуса, при этом отверстия в кольцевых пластинах выполнены круговыми рядами, расстояния между которыми увеличиваются от периферии пластины к центру, оси отверстий наклонены к продольной оси клапана под острым углом, а отверстия в боковых поверхностях стаканов размещены по спирали с переменным шагом, причем оси отверстий имеют переменный угол наклона к оси стаканов, увеличивающийся от выходного патрубка к кольцевым пластинам, а в кольцевой камере в зоне установки кольцевых пластин размещен обтекатель, а во внутреннем объеме внутреннего стакана установлено направляющее приспособление, на кольцевой пластине, прикрепленной к внутреннему стакану, выполнены ребра жесткости, контактирующие со внутренней поверхностью корпуса, а для поворота внешнего стакана и соединенной с ним кольцевой пластины выполнен рычаг, отличающийся тем, что в выходном патрубке установлен дополнительный делитель потока, представляющий собой полый перфорированный конус с круглыми отверстиями, вершина которого скруглена и направлена в сторону входного патрубка, а на внешней поверхности, между отверстиями, в меридиональных плоскостях установлены ребра.