РЕДУКЦИОННЫЙ КЛАПАН Советский патент 1929 года по МПК G05D16/04 

В предлагаемом редукционном клапане применен запорный клапан, связанный при помощи стержня с двумя поршнями, из которых один находится под давлением острого пара и служит для закрывания этого клапана, а другой, предназначенный для его открывания, находится под действием редуцированного пара, с целью регулирования давления которого устроен другой автоматический клапан, в свою очередь связанный с двумя поршнями, предназначенными для закрывания и открывания его.

На чертеже фиг. 1 изображает разрез клапана по линии АВ на фиг. 2; фиг. 2 - то же по линии CD на фиг. 1; фиг. 3 - разрез клапана по линии MN на фиг. 1.

Стержень 4 несет на себе запорный клапан 5, сообщающий камеру 1 острого пара с камерой 2 редуцированного пара, при чем редукция пара осуществляется путем большего или меньшего открытия клапана 5, производимого движением связанных с тем же стержнем 4 поршней 8 и 7. Поршень 8 находится под давлением - снизу острого пара камеры 1, а сверху - редуцированного пара камеры 2. Площадь сечения этого поршня делается несколько большей, чем площадь сечения клапана 5, в силу чего он давит на клапан 5 снизу вверх с большей силой, чем последний давит на него сверху вниз. В результате указанной разницы давления клапан 5 всегда стремится быть закрытым. Поршень 7 связан с тем-же стержнем 4 и подвержен давлению снизу вверх редуцированного пара камеры 2, а сверху вниз - промежуточному давлению камеры 3, большему, чем давление редуцированного пара в камере 2 и меньшему давлению острого пара в камере 1. Когда пар промежуточного давления находится над поршнем 7, последний под влиянием разницы давления этого пара и пара редуцированного движется сверху вниз и открывает клапан 5 тем сильнее, чем больше промежуточное давление. Если же это давление ослабевает или прекращается, то под влиянием поршня 8 стержень 4 движется вверх и, клапан 5 закрывается. Камера 3 над поршнем 7 замыкается крышкой 12, через которую проходит без всякого уплотнения стержень 4, вследствие чего между ним и крышкой 12 имеется небольшой прозор, достаточный, однако, для того, чтобы дать выход пару промежуточного давления в камеру 2, занятую редуцированным паром. Давление в камере 3 регулируется увеличением и уменьшением отверстия крана 11 (фиг. 2). Чем больше, по сравнению с постоянным прозором в крышке 12, открыт кран 11, тем выше будет промежуточное давление в камере 3 и тем сильнее поршень 7 будет открывать запорный клапан 5, следствием чего явится повышение давления редуцированного пара в камере 2. Острый пар к крану 11 поступает по патрубку 1 (фиг. 1) в камеру 1 над клапаном 5, далее через втулку 13, между стенками ее и стержнем малого клапана 6 в верхнюю коробку 9, а из нее по каналу 10 к крану 11. Малый клапан 6 представляет собой придаток к клапану 5 и движется вместе с ним. Стержень клапана 6 проходит через втулку 13, не стесняя при этом прохода через нее острого пара в коробку 9. Если же клапан 5 будет опущен ниже того уровня, какой желателен для действия прибора, то он при этом увлечет за собой малый клапан 6, который, имея в своей широкой части сечение, равное проходу во втулке 13, будет постепенно закрывать этот проход и тем самым окажет препятствие или совсем прекратит доступ острого пара к крану 11, что в свою очередь вызовет уменьшение промежуточного давления в пространстве 3 над поршнем 7, и клапан 5, под действием поршня 8, поднимется несколько вверх, пока проход по втулке 13 не будет восстановлен. Таким образом, клапан 6 является регулятором колебаний клапана 5 и так как он имеет постепенное уширение, то колебания эти должны происходить плавно и не допускать резких ударов конца стержня 4 в болт 14, ограничивающий движение стержня вниз. Для возможности изменения колебаний клапана 5 под действием малого клапана 6, втулка 13 сделана на резьбе. При поднимании ее вверх колебания запорного клапана уменьшаются, как равно уменьшается и степень его открытия, при опускании же этой втулки он получает возможность большего открытия. Для ограничения в известных пределах колебаний запорного клапана при каждом принятом давлении редуцированного пара, применено нижеописанное устройство. По пути от камеры 3 к крану 11 помещен автоматический клапан 21 (фиг. 2), который все время, пока имеется расход редуцированного пара по паропроводу 2, открыт и закрывается немедленно, как только этот расход прекратится, и давление редуцированного пара в приборе начнет возрастать. Стержень 20 клапана 21 несет на себе два поршня 22 и 23, из которых поршень 22 находится под влиянием пара промежуточного давления (давление камеры 3), а поршень 23 под давлением редуцированного пара (давление камеры 2). Площадь сечения поршня 23 рассчитывается настолько больше суммы площадей поршня 22 и клапана 21, чтобы при определенном повышении давления в камере 2, он пошел вверх и закрыл клапан 21. Пространство 24 между поршнями 23 и 22 имеет пробный кран 25, по выходу пара из которого можно видеть, насколько плотны набивки поршней 22 и 23, чтобы судить о надежности действия клапана 21.

Если предлагаемый редукционный клапан отрегулирован на определенное давление редуцированного пара при определенном давлении острого пара, определяемом по манометрам 18 и 19, то на изменения в давлении и расходе пара клапан будет реагировать следующим образом.

Если давление острого пара повысится, то он будет стремиться пройти в большем количестве через клапан 5 и тем самым поднять давление редуцированного пара. При этом повысится также давление и на поршень 8, площадь которого больше площади сечения клапана 5, и он, приобретая больший излишек давления над давлением на клапан 5, закрыл бы его, если бы с повышением давления острого пара не повысилось бы и промежуточное давление в камере 3, стремящееся помощью поршня 7 открыть клапан 5. Однако, промежуточное давление повысится не пропорционально повышению давлению острого пара, а на величину несколько меньшую, так как острый пар, проходя узкое отверстие в кране, представляющее собой местное сопротивление, потеряет часть своего давления вследствие повышения скорости прохождения через отверстие крана.

Благодаря этому запорный клапан 5 несколько прикроется и будет пропускать меньше пара, а тем самым способствовать сохранению первоначального редуцированного давления в камере 2.

Если давление острого пара понизится, то во всех перечисленных частях клапана произойдут явления, обратные вышеуказанным, и запорный клапан 5 откроется несколько больше, что опять таки будет способствовать сохранению первоначального редуцированного давления в камере 2.

При увеличении расхода редуцированного пара получится некоторое понижение его давления в камере 2, а следовательно понизится и противодавление самому движению острого пара через клапан 5, в силу чего он пойдет через клапан в большем количестве. Кроме того, противодавление на поршни 7 и 8 уменьшится, а так как площадь сечения поршня 7 несколько больше площади сечения поршня 8, то уменьшение противодавления на оба поршня даст возможность поршню 7 несколько приоткрыть клапан 5 и тем самым восстановить понизившееся в первый момент давление редуцированного пара в камере 2.

Если расход редуцированного пара несколько сократится, то во всех перечисленных частях клапана произойдут явления, обратные указанным, и поршень 7 несколько прикроет клапан 5, что будет способствовать сохранению в камере 2 первоначального давления.

Наконец, если расход редуцированного пара совершенно прекратится, то давление его в камере 2 начнет возрастать и как только оно достигнет предельного, на которое рассчитаны автоматический клапан 21 и поршни 23 и 22, поршень 23 пройдет вверх и закроет клапан 21, чем прекратит доступ пара в камеру 3 над поршнем 7, который перестанет работать. Тогда поршень 8 закроет запорный клапан, и редукционный клапан прекратит работу до тех пор, пока в камере 2 давление снова не понизится, т.-е., когда снова начнется расход редуцированного пара.

1. Редукционный клапан, характеризующийся применением запорного клапана 5, связанного при помощи стержня 4, с поршнями 7 и 8, из коих поршень 8 находится под давлением острого пара и служит для закрывания клапана 5, а поршень 7 под давлением редуцированного пара и служит для открывания клапана 5.

2. Видоизменение охарактеризованного в п. 1 редукционного клапана, отличающееся применением, с целью регулирования давления в камере 2, автоматического клапана 21, связанного при помощи стержня 20, с поршнями 22 и 23, из коих первый служит для открывания клапана 21, а второй - для его закрывания.