Прямоточный клапан Российский патент 2024 года по МПК F16K1/12 F16K47/04 F16K47/16 

Предлагаемое изобретение относится к арматуростроению, в частности, к регулирующим клапанам осевого потока, применяемым в промышленной трубопроводной арматуре, и предназначена 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; МПК F16K 44/02, опубл. 15.02.2018, БИ №5], 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 прямоточный клапан, содержащий внешний и внутренний корпусы, входной и выходной патрубки с фланцами, делитель потока, запирающее устройство цилиндрической формы, 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 в выходном патрубке установлена цилиндроконическая расширительная втулка, на внутренней поверхности которой осесимметрично расположены впадины полукруглого поперечного сечения, диаметр которого уменьшается от внутреннего корпуса к фланцу, расположенному на выходном патрубке, причем количество впадин полукруглого поперечного сечения больше числа продольных ручьев, а в делителе потока, между продольными ручьями, размещены каналы, длина которых больше длины продольных ручьев, а площадь поперечного сечения увеличивается к выходному патрубку, а запирающее устройство внешней поверхностью прикреплено к внешнему корпусу и его длина меньше длины делителя потока.

На фиг. 1 изображена схема прямоточного клапана.

На фиг. 2 показан делитель потока.

Прямоточный 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 цилиндрической формы, 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. В выходном патрубке 4 установлена цилиндроконическая расширительная втулка 11 необходимая для монтажа внутренних элементов. На внутренней поверхности расширительной втулки 11 осесимметрично расположены впадины 12 полукруглого поперечного сечения, диаметр которого уменьшается от внутреннего корпуса 2 к фланцу 6, расположенному на выходном патрубке 4, причем количество впадин 12 полукруглого поперечного сечения больше числа продольных ручьев 10. В делителе потока 7 между продольными ручьями 10 размещены каналы 13, длина которых больше длины продольных ручьев 10, а площадь поперечного сечения увеличивается к выходному патрубку 4. Запирающее устройство 8 внешней поверхностью прикреплено к внешнему корпусу 1, а его длина меньше длины делителя потока 7.

Прямоточный клапан работает следующим образом.

В закрытом состоянии делитель потока 7, находится в крайнем положении, при котором его торцевая поверхность и торцевая поверхность запирающего устройства 8, расположенные со стороны внутреннего корпуса 2, находятся заподлицо. Жидкость через клапан не проходит.

При открытии клапана запирающее устройство 8 от привода поступательного движения 9 перемещается в сторону внутреннего корпуса 2, при этом сначала происходит открытие каналов 13, края которых находятся ближе к торцевой поверхности запирающего устройства 8 со стороны внутреннего корпуса 2 чем края продольных ручьев 10. Жидкость, двигаясь по ним, для снижения кавитации, делится на струи и направляется в сторону выходного патрубка 4, в котором установлена цилиндроконическая расширительная втулка 11, на внутренней поверхности имеющая осесимметрично расположенные впадины 12 полукруглого поперечного сечения. При взаимодействии потока с впадинами 12 происходит дополнительное его деление на струи, что также способствует снижению кавитации.

При дальнейшем перемещении запирающего устройства 8 происходит увеличение проходного сечения каналов 13, расход увеличивается. Далее, когда запирающее устройство 8 переместится до начала продольных ручьев 10 жидкость начинает течь и по ним. Достигнув конечного положения запирающим устройством 8, когда клапан полностью открыт, жидкость движется через каналы 13 и продольные ручьи 10, причем их проходное поперечное сечение полностью открыто.

За счет того, что диаметр впадин 12 полукруглого поперечного сечения, уменьшается от внутреннего корпуса 2 к фланцу 6, расположенному на выходном патрубке 4, происходит изменение направления движения жидкости в сторону оси выходного патрубка 4. Это позволяет сместить возникающие кавитационные пузыри к центру потока и предотвратить разрушение деталей клапана.

Благодаря тому, что количество впадин 12 полукруглого поперечного сечения больше числа продольных ручьев 10, происходит разбиение сформированных струй на более мелкие, что способствует рассеиванию энергии и снижению кавитации.

За счет того, что в делителе потока 7 между продольными ручьями 10 размещены каналы 13, длина которых больше длины продольных ручьев 10, а площадь их поперечного сечения увеличивается к выходному патрубку 4, обеспечивается плавное открытие клапана, точное регулирование расхода и снижение кавитации за счет постепенного снижения давления. Это происходит из за того, что сначала жидкость течет только через каналы 13, длина которых больше длины продольных ручьев 10, а затем и через продольные ручьи 10.

С целью снижения гидравлического сопротивления при полностью открытом положении запирающее устройство 8 внешней поверхностью прикреплено к внешнему корпусу 1, а его длина меньше длины делителя потока 7. Это позволяет обеспечить практически продольное течение потока без резкой смены направлений.

Предлагаемый прямоточный клапан имеет сравнительно простую конструкции, 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. Прямоточный клапан содержит внешний и внутренний корпусы, входной и выходной патрубки с фланцами, делитель потока, запирающее устройство цилиндрической формы, 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. В выходном патрубке установлена цилиндроконическая расширительная втулка, на внутренней поверхности которой осесимметрично расположены впадины полукруглого поперечного сечения, диаметр которого уменьшается от внутреннего корпуса к фланцу, расположенному на выходном патрубке, причем количество впадин полукруглого поперечного сечения больше числа продольных ручьев, а в делителе потока, между продольными ручьями, размещены каналы, длина которых больше длины продольных ручьев, а площадь поперечного сечения увеличивается к выходному патрубку, а запирающее устройство внешней поверхностью прикреплено к внешнему корпусу и его длина меньше длины делителя потока. Предлагаемый прямоточный клапан имеет сравнительно простую конструкцию, позволяет снизить кавитационные эффекты и обеспечивает относительно невысокое гидравлическое сопротивление в открытом положении. 2 ил.

Прямоточный клапан, содержащий внешний и внутренний корпусы, входной и выходной патрубки с фланцами, делитель потока, запирающее устройство цилиндрической формы, 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, отличающийся тем, что в выходном патрубке установлена цилиндроконическая расширительная втулка, на внутренней поверхности которой осесимметрично расположены впадины полукруглого поперечного сечения, диаметр которого уменьшается от внутреннего корпуса к фланцу, расположенному на выходном патрубке, причем количество впадин полукруглого поперечного сечения больше числа продольных ручьев, а в делителе потока между продольными ручьями размещены каналы, длина которых больше длины продольных ручьев, а площадь поперечного сечения увеличивается к выходному патрубку, а запирающее устройство внешней поверхностью прикреплено к внешнему корпусу и его длина меньше длины делителя потока.