Регулирующий клапан Российский патент 2024 года по МПК F16K1/12 F16K47/02 

Предлагаемое изобретение относится к арматуростроению, в частности к регулирующим клапанам, 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, 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, позволяющего снизить кавитацию.

Технический результат достигается тем, что предлагается регулирующий клапан, 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 во входном патрубке размещены z-образные элементы квадратного поперечного сечения, причем соседние элементы повернуты друг относительно друга на 90 градусов, а к центральным их частям прикреплены кольцевые рассеиватели.

На фиг. 1 изображена схема регулирующего клапана.

На фиг. 2 показан вид А.

На фиг. 3 показан вид Б.

На фиг. 4 показан вид В.

Регулирующий клапан 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 6 выполнены ребра жесткости 11. В кольцевой камере 4 в зоне установки кольцевых пластин 8 и 9 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.

Во входном патрубке 2 размещены z-образные элементы 16 квадратного поперечного сечения, причем соседние элементы повернуты друг относительно друга на 90 градусов, а к центральным их частям прикреплены кольцевые рассеиватели 17.

Регулирующий клапан работает следующим образом.

При открытом клапане (полностью открытых отверстиях 10 и 7 в кольцевых пластинах 8, 9 и стаканах 5, 6 соответственно) жидкость поступает через входной патрубок 2 в кольцевую камеру 4 и проходит через отверстия в кольцевых пластинах. При этом происходит понижение давления.

Для повышения эффективности снижения давления жидкости отверстия 10 в кольцевых пластинах 8 и 9 размещены круговыми рядами, причем расстояния между рядами увеличиваются от края к центру. Такое расположение отверстий 10 позволяет также обеспечить равномерное распределение жидкости в потоке и исключить образование турбулентных зон и снизить кавитацию.

Далее поток жидкости проходит через отверстия 7 в стаканах 5 и 6, где происходит вторичное дросселирование потока и последующее понижение давления. Такое ступенчатое понижение давления позволит существенно снизить кавитационные эффекты.

Далее жидкость направляется к выходному патрубку 3, а затем в трубопровод.

Процесс регулирования расхода в данном клапане осуществляется путем поворота стаканов 5, 6 и прикрепленных к ним кольцевых пластин 8 и 9. При этом происходит изменение проходного сечения. Полное закрытие клапана производится поворотом стаканов 5,6 и кольцевых пластин 8 и 9 при этом имеет место полное перекрытие всех отверстий 7 и 10.

С целью расширения диапазонов и точности регулировки при повороте стаканов 5 и 6 отверстия 7 размещены по спирали с переменным шагом, причем оси отверстий 7 имеют переменный угол наклона к оси стаканов 5 и 6, увеличивающийся от выходного патрубка 3 к кольцевым пластинам 8 и 9.

Для повышения жесткости внутренних элементов клапана на кольцевой пластине 8, прикрепленной ко внутреннему стакану 6 выполнены ребра жесткости 11, контактирующие со внутренней поверхностью корпуса 1.

С целью снижения турбулентности в кольцевой камере 4 в зоне установки кольцевых пластин 8 и 9 размещен обтекатель 13, направляющий поток и сглаживающий внутреннюю полость, а во внутреннем объеме внутреннего стакана 6 установлено направляющее приспособление 15.

Для снижения кавитации во входном патрубке 2 размещены z-образные элементы 16 квадратного поперечного сечения, причем соседние элементы 16 повернуты друг относительно друга на 90 градусов, а к центральным их частям прикреплены кольцевые рассеиватели 17.

При взаимодействии потока с z-образными элементами 16 квадратного поперечного сечения происходит плавное повышение гидравлического сопротивления, что способствует снижению кавитации. Квадратная форма поперечного сечения способствует увеличению гидравлического сопротивления и рассеиванию энергии потока.

За счет того, что соседние z-образные элементы 16 повернуты друг относительно друга на 90 градусов, поток многократно дробится на струи в разных направлениях, что способствует снижению кавитации.

Благодаря тому, что к центральным частям z-образных элементов 16 прикреплены кольцевые рассеиватели 17, достигается деление потока на центральную и периферийные части, что также способствует снижению кавитации.

Предлагаемая конструкция регулирующего клапана позволяет практически полностью исключить кавитацию.

Предлагаемое изобретение относится к арматуростроению, в частности к регулирующим клапанам осевого потока. Регулирующий клапан содержит корпус, входной и выходной каналы с фланцами, делитель потока, выполненный в виде полого перфорированного цилиндра, входной патрубок соединяется с кольцевой камерой. Делитель потока представляет собой соосно размещенные друг в друге перфорированные вставки, представляющие собой стаканы с жестко прикрепленными к их торцевым поверхностям кольцевыми пластинами. 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. В кольцевой камере в зоне установки кольцевых пластин размещен обтекатель. Во внутреннем объеме внутреннего стакана установлено направляющее приспособление. Для поворота внешнего стакана и соединенной с ним кольцевой пластины выполнен рычаг. Во входном патрубке размещены z-образные элементы квадратного поперечного сечения, причем соседние элементы повернуты друг относительно друга на 90 градусов, а к центральным их частям прикреплены кольцевые рассеиватели. Предлагаемая конструкция регулирующего клапана позволяет практически полностью исключить кавитацию. 4 ил.

Регулирующий клапан, 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, отличающийся тем, что во входном патрубке размещены z-образные элементы квадратного поперечного сечения, причем соседние элементы повернуты друг относительно друга на 90 градусов, а к центральным их частям прикреплены кольцевые рассеиватели.