Управляемый клапан Советский патент 1988 года по МПК F16K1/12 F16L55/02 

оо О) а ел

00

, Jonpttm

/г .

, атнрыг

Изобретение относится к машиностроению,, в частности к трубопроводной арматуре, и предназначено для использования на оросительных системах поверхностного полива.

Цель изобретения - повышение надежности путем предотвращения гидроудара.

На чертеже представлена конструктивная схема клапана.

Управляемый клапан содержит корпус 1 с входным и выходным патрубками 2 и 3, установленные в его полости 4 седло 5 и запорный орган 6 со штоком 7, соединенным с верхней и нижней мембранами 8 и 9 привода, установленными с образованием верхней и нижней подмембранных полостей 10 и 11. Клапан снабжен краном 12, сообщающим нижнюю подмембранную полость 11 с входным и выходным патруками 2 и 3, и рычажным противовесом 13 с регулируемым по-положению грузом 14, установленным на корпусе 1 и кинематически связанным со штоком 7.

В нижней подмембранной полости 1 выполнено сливное отверстие с пробкой 15. Сообщение нижней подмембранной полости 11 с входным и выходным патрубками 2 и 3 осуществляется через каналы 16-18. Для направления движения штока 7 в полости 4 корпус 1 установлена перегородка 19 с дренажными отверстиями 20.

Диаметр мембраны 9 и запорного органа 6 выбирают из соотношения их площадей: диаметр мембраны 9 в 1,25-1,5 раза больше диаметра запорного органа 6. При этом с уменьшением значения указанного соотношения улучшается характеристика клапана

по регулированию давления после себя, одновременно уменьшается козффи- циент его пропускной способности.

Диаметр мембраны 8 по условию обеспечения рабочего хода запорного органа 6 принимается равным или большим диаметра мембраны 9. Подмембран- ная полость 11 выполнена высотой 0,4-0,6 диаметра запорного органа 6 для обеспечения защемления в ней заданного объема воздуха, выполняющего функцию амортизатора при открытии и закрытии клапана.

В исходном состоянии кран 12 находится в положении Открыт. В этом случае полость 1I сообщена с выходным

0

0

6753

5

0

патрубком 3. При этом давление во входном патрубке 2 больше давления в полостях 10 и 11 привода. За счет разности площадей запорного органа 6 и мембраны 9 на открытие клапана действует большая сила. Запорный орган 6 отжат от седла 5. Жидкость из входного патрубка 2 проходит в выходной патрубок 3..

При установке крана 12 в положение Закрыт полость 11 сообщается с входным патрубком 2. За счет разности давлений в полость 11 поступает 5 жидкость, сжимая находящийся в ней воздух. В начальный период под действием большого перепада давлений в полость 11 жидкость поступает с относительно большим расходом. Запорный орган 6 движется с повьш1енной скоростью. По мере сжатия воздуха в полости 11 давление в ней приближается к давлению во входном патрубке 2. Расход жидкости, поступающей в эту полость, уменьшается, соответственно замедляется движение запорного органа 6. Таким образом, с уменьшением - проходного сечения клапана замедляется скорость закрытия запорного органа 6. Этим обеспечивается относительно плавное регулирование расхода клапана при при его закрытии и исключение возникновения гидравлического удара.

Аналогично клапан работает и при открытии запорного органа. В этом случае за счет расширения воздуха в полости I1 давление снижается замедленно, что обеспечивает плавное от- крыти е клапана. При возникновении в трубопроводе по каким-либо причинам гидравлического удара во входном патрубке 2 резко повьш ается давление. Под действием избыточного дав- ления воздух в полости 11 дополнительно сжимается. Запорный орган 6 быстро открывается. С открытием запорного органа 6 происходит разгрузка трубопровода и давление в нем в дальнейшем не возрастает. Таким образом, клапан выполняет также функцию противоударного устройства.

Регулирование давления после себя обеспечивается следующим об- 5 разом.

При открытии запорного органа 6 давление в выходном патрубке 3 увеличивается .Одновременно возрастает давление в полости I 1 .На открытие запорного

5

0

5

0

органа 6 действует сила, определяемая произведением входного давления на разность между эффективной площадью мембраны 9 и площадью запорного органа 6. На закрытие запорного орга- на 6 действуют силы, определяемые произведением давления в выходном патрубке 3 на суммарную площадь мембраны 8 и 9, а также усилие от противовеса 13. В связи с тем, что площади мембран 8 и 9, работающих на закрытие запорного органа 6, значительно больше площади мембраны 9, работающей на его открытие, незначительное увеличение давления в выходном патрубке 3 приводит к уменьшению проходного сечения клапана и соответственно повьппает потери напора на клапане. И наоборот, с уменьшением входного давления уменьшаются давление на выходе клапана и, соответственно, усилие на закрытие запорного органа 6. Таким образом, при значительном изменении давления во входном патруб- ке 2 давление в выходном патрубке 3 изменяется незначительно.

Настройка клапана на требуемое значение давления в выходном патрубке 3 осуществляется перемещением груза 14 по рычагу противовеса 13.

Формула изобретения

Управляемый клапан, содержапдай корпус с входным и выходным патрубками, установленные в его полости седло и запорный орган со штоком, соединенным с верхней и нижней мембранами привода, установленного в корпусе с образованием верхней и нижней подмембранных полостей, о т- личающийся тем, что, с целью повышения надежноCT i путем предотвращения гидроудара, он снабжен трехходовым краном, сообщающим.ниж- шою подмембранную полость с входным и выходным патрубками, и рычажным противовесом с регулируемым по положению грузом, установленным в корпу-. се и кинематически связанным со штоком, при этом размеры верхней и нижней подмембранных полостей выбираются из следуюшлх соотношений

Оэ.о

где Dn D

Н

1,25...1,5;

н.п

0,4...0,6,

- диаметр верхней и нижнейподмембранных полостей; 50 диаметр запорного органа; Н„п высота нижней подмембран- ной полости.

Изобретение может быть использовано на оросительных системах поверхностного полива и позволяет повысить надежность клапана. Трехходо- вой кран 12 сообщает нижнюю подмемб- ранную полость 11 с входным и выходным патрубками 2 и 3. Рычажный противовес 13 с регулируемым по положению грузом установлен на корпусе 1 и кинематически связан со штоком 7. Размеры верхней и нижней подмембран- ных полостей 10 и 11 находятся в определенном соотношении. Такое выполнение позволяет при изменении давления в полости 11 осуществить плавное изменение проходного сечения клапана и тем самым исключить возникновение гидравлического удара. 1 ил. ш (Л С