Регулирующий клапан Советский патент 1985 года по МПК F16K39/02 

со 00

СП

оо оо

Изобретение относится к арматуростроению, в частности к регулирующим клапанам уравновешенного типа, входящим в состав устройств регулирования с автомауическими приводами и регуляторов прямого действия.

Известен регулирующий клапан, содержащий корпус с седлом, щток привода и сочлененный с ним плунжер, крыщку и эластичную мембрану в форме кольца, расположенную во входной полости клапана и плотно прижатую по внешнему периметру крышкой к корпусу, а по внутреннему периметру ,- к плунжеру.

При работе клапана давление среды воздействует на нижнюю поверхность плунжера и на мембрану, уравновешивая усилие, возникающее при одностороннем давлении среды на плунжер и действующее вдоль штока привода 1.

Недостаток этой конструкции клапана состоит в том, что клапан полностью статически уравновешен только в одном положении, но при работе все же возникает статическая неуравновешенность, направленная вдоль оси щтока привода и переменная по величине, что приводит к снижению чувствительности регулятора и ухудшению, тем самым, точности регулирования параметров в технологических процессах.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является регулирующий клапан, в корпусе которого с входной и выходной полостями размещены плунжер с уплотняющей поверхностью, связанный со штоком привода, и узел уравновешивания осевого усилия 2.

Этот клапан полностью статически уравновешен, однако имеет ограниченную область применения, так как узел уравновешивания осевого усилия выполнен в виде эластичной мембраны глубокой вытяжки, что не позволяет использовать его при высоких давлениях и температурах.

Целью изобретения является расширение области применения.

Указанная цель достигается тем, что в регулирующем клапане, в корпусе которого с входной и выходной полостями размещены плунжер с уплотняющей поверхностью, связанный со штоком привода, и узел уравновещивания осевого усилия, полость которого гидравлически связана с выходной полостью, последний выполнен в виде золотниковой пары, содержащей стакан с боковым щелевым отверстием, высота которого равна ходу плунжера, и размещенный в нем с образованием полости узла уравновешивания цилиндр, одий торец которого соединен с плунжером и выполнен с диаметром, равным диаметру уплотняющей поверхности плунжера, причем щелевое отверстие стакана сообщено с входной полостью клапана.

а гидравлическая связь полости узла уравновашивания осевого усилия с выходной полостью клапана осуществляется через дроссель.

Кроме . того, золотниковая пара узла уравновешивания осевого усилия может , быть выполнена дифференциальной.

На фиг. 1 изображен клапан, разрез; на фиг. 2 - вариант исполнения клапана с узлом уравновешивания в виде дифференциальной золотниковой пары.

Регулирующий клапан состоит из корпуса 1 с входной и выходной 3 полостями, плунжера 4, связанного со штоком 5 привода, узла уравновешивания осевого уси5 ЛИЯ, выполненного в виде золотниковой пары, содержащей стакан 6 с боковым щелевым отверстием 7, высота которого равна ходу плунжера 4 и размещенного в нем с образованием полости А цилиндра 8, один из торцов 9 которого соединен с плунжером 4

0 и выполнен с диаметром, равным диаметру уплотняющей поверхности 10 плунжера 4. Щелевое отверстие 7 соединено каналом 11 с входной 2 полостью клапана, а полость А соединена каналом 12, имеющим дроссель 13

с выходной полостью 3 клапана.

Золотниковая пара узла уравновешивания осевого усилия может быть выполнена дифференциальной.

0 Клапан работает следующим образом. В закрытом положении плунжера 4 щелевое отверстие 7 полностью перекрыто цилиндром 8. Так как эффективная площадь плунжера 4, опирающаяся на корпусе 1 клапана, равна эффективной площади

торца 9 цилиндра 8, то регулирующий клапан в закрытом положении полностью уравновешен. При движении штока 5 цривода и сочлененного с ним плунжера 4 изменяется эффективная плошадь последнего. Одновременно движется и цилиндр 8, изменяя величину открытия щелевого отверстия 7. Рабо, чая среда по каналу 11 поступает из входной полости 2 клапана в полость А и далее по каналу 12 через дроссель 13 в выходную полость 3 клапана. Таким образом при каж5 дои новой величине открытия плунжера 4 в полости А будет создаваться новое давление, необходимое для уравновещивания осевой силы.

Q Протечки рабочей среды из входной 2 полости клапана в выходную 3 полость, помимо профильной части плунжера, зависящие от размеров дросселя 13 и перепада давления на нем, пренебрежимо малы по сравнению с основным расходом и не оказывают влияния на процесс регулирования. В случае необходимости это влияние можно устранить заменой одного щелевого отверстия двумя или несколькими, симметрично

расположенными относительно оси клапана и имеющими одинаковые форму и площадь.

Выполнение золотниковой пары узла уравновещивания дифференциальной предпочтительно при использовании клапана в системах с небольшим регулируемым расходом рабочей среды, так как обеспечивает

уравновещивание осевой силы с минимальными нерегулируемыми протечками.

Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в расширении области применения, так как клапан возможно использовать при высоких давлениях и температурах, а также при малых регулируемых расходах.

1.РЕГУЛИРУЮЩИЙ КЛАПАН, в корпусе которого с входной и выходной полостями размещены плунжер с уплотняющей поверхностью, связанный со штоком привода, и узел уравновешивания осевого усилия, полость которого гидравлически связана с выходной полостью, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения, узел уравновешивания осевого усилия выполнен в виде золотниковой пары, содержащей стакан с боковым щелевым отверстием, высота которого равна ходу плунжера, и размещенный в нем с образованием полости узла уравновешивания цилиндр, один торец которого соединен с плунжером и выполнен с диаметром, равным диаметру уплотняющей поверхности плунжера, причем щелевое отверстие стакана сообщено с входной полостью клапана, а гидравлическая связь полости узла уравновешивания осевого усилия с выходной полостью клапана осуществляется через дроссель. 2. Клапан по п. 1, отличающийся тем, что золотниковая пара узла уравновешивания осевого . усилия вьшолнена дифферен(Л циальной.

fPa2.1