Осевой клапан Российский патент 2024 года по МПК F16K1/12 F16K31/54 

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 клапан прямоточный регулирующий клапан фирмы Mokveld [http://www.mokveldm.com/attachments/article/10/1-1.pdf], содержащий внешний и внутренний корпус, входной и выходной патрубки с фланцами, делитель потока, выполненный в виде перфорированного полого цилиндра, запирающее устройство, представляющее собой поршень с приводом поступательного движения, выполненного в виде реечного механизма.

К недостаткам данного клапана следует отнести возникновение кавитации и повышенное гидравлическое сопротивление в открытом положении.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является прямоточный клапан [Патент РФ 2645103, МПК F16K 1/12, опубл. 15.05.2017] 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 цилиндрической формы с приводом поступательного движения в виде реечного механизма, 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.

К недостаткам данного клапана следует отнести возникновение кавитации и повышенное гидравлическое сопротивление в открытом положении.

Техническим результатом данного изобретения является снижение кавитации и гидравлического сопротивления в открытом положении.

Технический результат достигается тем, что предлагается осевой клапан, содержащий внешний и внутренний корпусы, входной и выходной патрубки с фланцами, делитель потока, запирающее устройство, привод поступательного движения в виде реечного механизма, внутренняя поверхность запирающего устройства взаимодействует с внешней поверхностью делителя потока, на которой выполнены продольные ручьи криволинейного поперечного сечения, продольные оси которых параллельны продольной оси клапана, а ширина и глубина увеличивается к выходному патрубку.

Отличительными конструктивными признаками предлагаемого изобретения является то, что запирающее устройство представляет собой размещенный соосно делителю потока диск с центральным отверстием, диаметр которого равен диаметру внутреннего корпуса, к плоскости которого со стороны входного патрубка присоединены горизонтальные тяги, расположенные в вертикальной плоскости, симметрично по обе стороны внутреннего корпуса, и связанные с приводом поступательного движения, а делитель потока прикреплен к внешней поверхности внутреннего корпуса.

На фиг. 1 изображена схема осевого клапана.

На фиг. 2 показан делитель потока. Осевой клапан содержит внешний 1 и внутренний 2 корпусы, входной 3 и выходной 4 патрубки с фланцами 5 и 6, делитель потока 7, запирающее устройство 8, привод поступательного движения 9 в виде реечного механизма, внутренняя поверхность запирающего устройства 8 взаимодействует с внешней поверхностью делителя потока 7, на которой выполнены продольные ручьи 10 криволинейного поперечного сечения, продольные оси которых параллельны продольной оси клапана, а ширина и глубина увеличивается к выходному патрубку 4. Запирающее устройство 8 представляет собой размещенный соосно делителю потока 7 диск с центральным отверстием, к плоскости которого со стороны входного патрубка 3, присоединены горизонтальные тяги 11, расположенные в вертикальной плоскости, симметрично по обе стороны внутреннего корпуса 2, и связанные с приводом поступательного движения 9, а делитель потока 7 прикреплен к внешней поверхности внутреннего корпуса 2.

Осевой клапан работает следующим образом.

В закрытом положении запирающее устройство 8 находится в крайнем положении, наиболее удаленном от выходного патрубка 4, при котором продольные ручьи 10 на делителе потока 7 закрыты. Жидкость через осевой клапан не протекает.

Процесс открытия осуществляется путем перемещения запирающего устройства 8 вдоль делителя потока 7 горизонтальными тягами 11 в сторону выходного патрубка 4. Перемещение производится при помощи привода поступательного движения 9, в виде реечного механизма.

При движении запирающего устройства 8 происходить открытие зазора для прохождения жидкости между внутренней поверхностью запирающего устройства 8 и поверхностями продольных ручьев 10 на делителе потока 7. По мере перемещения запирающего устройства 8 этот зазор увеличивается, растет расход жидкости через клапан. Это обеспечивается тем, что продольные ручьи 10 имеют криволинейное поперечное сечение, их продольные оси параллельны продольной оси клапана, а ширина и глубина увеличивается к выходному патрубку 4.

В полностью открытом положении запирающее устройство 8 находится в крайнем положении, наиболее приближенном к выходному патрубку 4.

Благодаря тому, что запирающее устройство 8 представляет собой размещенный соосно делителю потока 7 диск с центральным отверстием, обеспечивается дросселирование потока и деление его на струи при прохождении зазоров между внутренней поверхностью запирающего устройства 8 и поверхностями продольных ручьев 10, что способствует рассеиванию энергии и снижению кавитации.

За счет того, что к плоскости запирающего устройства со стороны входного патрубка 3, присоединены горизонтальные тяги 11, расположенные в вертикальной плоскости, симметрично по обе стороны внутреннего корпуса 2, и связанные с приводом поступательного движения 9, обеспечивается его перемещение вдоль делителя потока 7 без перекосов и вибраций. Размещение горизонтальных тяг 11 в вертикальной плоскости, симметрично по обе стороны внутреннего корпуса 2, обеспечивает их расположение за вертикальными креплениями внутреннего корпуса 1 к внешнему, в зонах с малыми значениями скоростей, что снижает гидравлическое сопротивление клапана в открытом положении.

Благодаря тому, что делитель потока 7 прикреплен к внешней поверхности внутреннего корпуса 2 появляется возможность увеличить толщину его стенок по сравнению с существующими конструкциями осевых клапанов. Это обеспечивает возможность выполнения сечений продольных ручьев 10 на краю делителя потока 7 таких размеров при которых их суммарная площадь будет равняться площади проходных сечений входного 3 и выходного 4 патрубков, что предотвратит в полностью открытом положении изменение площади проходного сечения и обеспечит относительно низкое гидравлическое сопротивление.

Предлагаемый осевой клапан имеет сравнительно простую конструкцию, позволяет снизить кавитационные эффекты и обеспечивает относительно невысокое гидравлическое сопротивление в открытом положении.

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. Осевой клапан содержит внешний и внутренний корпусы, входной и выходной патрубки с фланцами, делитель потока, запирающее устройство, привод поступательного движения в виде реечного механизма. Внутренняя поверхность запирающего устройства взаимодействует с внешней поверхностью делителя потока, на которой выполнены продольные ручьи криволинейного поперечного сечения, продольные оси которых параллельны продольной оси клапана, а ширина и глубина увеличивается к выходному патрубку. Запирающее устройство представляет собой размещенный соосно делителю потока диск с центральным отверстием, диаметр которого равен диаметру внутреннего корпуса, к плоскости которого со стороны входного патрубка присоединены горизонтальные тяги, расположенные в вертикальной плоскости, симметрично по обе стороны внутреннего корпуса, и связанные с приводом поступательного движения. Делитель потока прикреплен к внешней поверхности внутреннего корпуса. Предлагаемый осевой клапан имеет сравнительно простую конструкцию, позволяет снизить кавитационные эффекты и обеспечивает относительно невысокое гидравлическое сопротивление в открытом положении. 2 ил.

Осевой клапан, содержащий внешний и внутренний корпусы, входной и выходной патрубки с фланцами, делитель потока, запирающее устройство, привод поступательного движения в виде реечного механизма, внутренняя поверхность запирающего устройства взаимодействует с внешней поверхностью делителя потока, на которой выполнены продольные ручьи криволинейного поперечного сечения, продольные оси которых параллельны продольной оси клапана, а ширина и глубина увеличиваются к выходному патрубку, отличающийся тем, что запирающее устройство представляет собой размещенный соосно делителю потока диск с центральным отверстием, диаметр которого равен диаметру внутреннего корпуса, к плоскости которого со стороны входного патрубка присоединены горизонтальные тяги, расположенные в вертикальной плоскости, симметрично по обе стороны внутреннего корпуса, и связанные с приводом поступательного движения, а делитель потока прикреплен к внешней поверхности внутреннего корпуса.