Регулирующий клапан Советский патент 1982 года по МПК F16K1/34 F01D17/10 

(54) РЕГУЛИРУЮЩИЙ КЛАПАН

Изобретение относится к энергомашиностроению в частности к конструкциям регулирующих клапанов турбомашины, и может быть использовано в любой области техники при регулировании расхода рабочего тела.

Известен регулирующий клапан, содержащий запорный элемент в виде чаши, взаимодействующий с седлом 1.

Недостатком известного устройства является наличие окружной неравномерности давления по поверхности чаши, что вызывает вибрацию клапана.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является регулирующий клапан, содержащий отводящий диффузорный канал и запорный элемент в виде полой чаши, на поверхности которой ниже посадочного диаметра выполнены ряды отверстий, центры которых лежат в плоскостях перпендикулярных оси клапана 2. ,

Недостатком данной конструкции является выполнение отверстий на поверхности чаши, сообщенных с общим объемом полой чаши, что вызывает повыщение аэродинамического сопротивления или отрыв основного потока от чаши клапана, что резко снижает эффективное проходное сечение клапана.

Цель изобретения - улучшение вибрационных и расходных характеристик клапана.

Указанная цель достигается тем, что в регулирующем клапане. Содержащем отводящий диффузорный канал и запорный элемент в виде полой чащи, на поверхности которой ниже посадочного диаметра выполнены рядь отверстий, центры которых лежат в плоскостях, перпендикулярных оси клапана, в полости чаши установлена перегородка с кольцевыми вырезами, разделяющая ее на изолированные замкнутые кольцевые камеры, каждая из которых сообщена с одним рядом отверстий, причем в перегородке выполнено осевое отверстие, сообщающее кольцевую камеру, расположенную непосредственно за посадочным диаметром с входным сечением отводящего диффузорного канала.

На чертеже изображен регулирующий клапан, общий вид в разрезе.

Регулирующий клапан включает отводящий диффузионный канал 1,.запорный элемент в виде полой чащи 2, на поверхности которой ниже посадочногр диаметра 3 выполнены ряды отверстий 4, центры которых лежат в плоскостях, перпендикулярных оси клапана. В полости чаши 2 установдена перегородка 5 с кольцевыми вырезами 6, разделяющая полость чаши 2 на изолированные замкнутые кольцевые камеры 7, каждая из которых сообщена с одним рядом отверстий 4. В перегородке 5 выполнено осевое отверстие 8, сообщающее кольцевую камеру 9, расположенную непосредственно за посадочным диаметром 3, с входным сечением 10 отводящего диффузорного канала 1. Работа регулирующего клапана осуществляется следующим образом. При открытии клапана между чащей 2 и диффузорным каналом 1 образуется проходное сечение, через которое проходит рабочая среда. Так как в радиальных конструкциях не удается добиться полной окружной симметрии параметров потока, на чащу 2 клапана действует окружная неравномерность давления, которая является причиной появления нестационарной, неуравновещенной силы, приложенной .к чаще 2 и приводящей к вибрации клапана. Для снижения возникающей неравномерности распределения параметров выполнены камеры 7 и 9, каждая из которых связана в окружном направлении с поверхностью чаши рядом отверстий 4, центры которых лежат в одной плоскости перпендикулярной оси клапана. Камеры 7 и 9 имеют замкнутую кольцевую форму, что выравнивает окружную неравномерность давления по поверхности чащи. Непроницаемые стенки между камерами 7 не допускают перетечки рабочей среды внутри чащи 2 из камеры в камеру и затем через отверстия 4 В основной поток. Это устраняет возможность появления отрыва на поверхности чаши 2 из -за того, что часть рабочей среды вдувается перпендикулярно направлению основного потока под действием продольного градиента давления. По мере подъема чаши 2 клапана камера 9, расположенная сразу за посадочным диаметром 3, оказывается .в зоне повышенного давления по сравнению с нижней частью поверхности чаши 2 клапана. Под действием возникающего продольного перепада давления происходит перетечка рабочего тела через отверстия 4, камеру 9, далее через отверстие 8, направленное к входному сечению 10 отводящего диффузорного канала 1. Это обеспечивает повыщение экономичности, улучщение расходной характеристики регулирующего клапана, так как часть рабочего тела, прошедщая через чащу клапана, вдувается по направлению основного потока; уменьшается -затеняемая чашей часть входного сечения отводящего диффузорного канала; снижается неравномерность профиля скорости во входном сечении диффузорного канала, что повыщает эффективность восстановления давления в диффузоре, Число камер, выполняемых по типу камеры 9, т. е. связанной с нижней частью чащи клапана, определяется профилированием входного сечения отводящего диффузорного канала и обводов чащи клапана, а также основным рабочим режимом клапана. Если предусматривается преимущественно работа клапана на режимах полного открытия, то число камер может быть также увеличено до двух, трех камер. Формула изобретения Регулирующий клапан, содержащий отводящий диффузорный канал и запорный элемент в виде полой чащи, на поверхности которой ниже посадочного диаметра выполнены ряды отверстий, центру которых лежат в плоскостях, перпендикулярных оси клапана, отличающийся тем, что, с целью улучшения вибрационных и расходных характеристик клапана, в полости чаши установлена перегородка с кольцевыми вырезами, разделяющая ее на изолированные замкнутые кольцевые камеры, каждая из которых сообщена с одним рядом отверстий, причем в перегородке выполнено осевое отверстие, сообщающее кольцевую камеру, расположенную непосредственно за посадочным диаметром, с входным сечением отводящего диффузорного канала. Источники информации; принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 336460, кл. F 16 К 1/06, 1970. 2.Авторское свидетельство СССР № 399671, кл. F 16 К 1/34, 1971 (прототип).