Результат интеллектуальной деятельности: РЕГУЛИРУЮЩИЙ КЛАПАН "ИГР"

Изобретение относится к области арматуростроения и предназначено для регулирования параметров потоков рабочих сред в оборудовании газовой, нефтяной, химической, энергетической, металлургической и угольной промышленности.

Известны конструкции регулирующего клапана осевого типа фирмы «Моквелд» (www.mokveld.com) и ЗАО «РУСТ-95» (www.roost.ru,) содержащие корпус с входным и выходным патрубками с проходными отверстиями, с размещенными в нем по оси проходного отверстия элементами дросселирования в виде неподвижной перфорированной втулки и подвижного поршня с приводом в виде реечной передачи из двух взаимноперпендикулярных высокоточных косозубых реек, одна из которых расположена на штоке поршня.

Недостаток известных конструкций заключается в повышенном гидросопротивлении проточной части клапана, а значит пониженной эрозионной стойкости элементов дросселирования, а также в повышенных осевом усилии и стоимости высокоточной косозубой реечной передачи привода.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является клапан «ИГР», содержащий корпус с входным и выходным патрубками, с проходным отверстием, в котором размещены восемь равномерно расположенных по окружности проходного отверстия элементов дросселирования, имеющих в сечении, перпендикулярном оси проходного отверстия, форму равнобедренного треугольника с 90° вершиной, обращенной к оси проходного отверстия, четыре из которых неподвижны, а другие четыре размещены между ними с возможностью перемещения в направлении оси проходного отверстия, уравновешены и снабжены приводом, ограничителями крайних положений перемещения и каналами с шариками в корпусе параллельно и перпендикулярно оси проходного отверстия (см. патент RU 2 453 752 С1 кл. F16K 5/12).

Недостаток известной конструкции заключается в низкой надежности и повышенной энергоемкости шарикового привода подвижных элементов дросселирования.

Задачей изобретения является повышение надежности работы клапана за счет снижения энергоемкости привода, а также снижение стоимости клапана за счет замены высокоточных косозубых реек в приводе на прямозубые.

Поставленная задача достигается тем, что в регулирующем клапане «ИГР», содержащем корпус с входным и выходным патрубками, с проходным отверстием, в котором размещены восемь равномерно расположенных по окружности проходного отверстия элементов дросселирования, имеющих в сечении, перпендикулярном оси проходного отверстия, форму равнобедренного треугольника с 90° вершиной, обращенной к оси проходного отверстия, четыре из которых неподвижны, а другие четыре размещены между ними с возможностью перемещения в направлении оси проходного отверстия, уравновешены и снабжены приводом с ограничителями крайних положений перемещения и каналами в корпусе параллельно и перпендикулярно оси проходного отверстия, в которых размещены прямозубые рейки в зацеплении с удлиненной шестерней, расположенной в зоне пересечения каналов в полости корпуса глубиной менее диаметра шестерни на высоту ее зуба, кроме того:

- каждая рейка привода, перпендикулярная оси проходного отверстия, выполнена сдвоенной, расстояние между половинами которой не менее толщины одинарной рейки привода, параллельной оси проходного отверстия;

- корпус выполнен в виде двух полукорпусов, сопряженных по плоскости, перпендикулярной оси проходного отверстия.

Сущность изобретения заключается в том, что прямозубые рейки в зацеплении со свободно вращающейся в полости корпуса шестерней обеспечивают перпендикулярную передачу поступательного движения с привода на подвижные элементы дросселирования с меньшими осевыми усилиями, более надежны и менее дорогостоящи. Разъемность корпуса обеспечивает повышенную технологичность его механической обработки и ремонтопригодность регулирующего клапана «ИГР».

На чертеже показан разрез регулирующего клапана вдоль оси проходного отверстия через подвижный элемент дросселирования в положении «открыто».

Регулирующий клапан «ИГР» содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками полукорпусов 4,5 с проходным отверстием 6. В проходном отверстии 6 размещены четыре неподвижных 7 и между ними четыре подвижных 8 элементов дросселирования с возможностью перемещения в направлении оси проходного отверстия 6. Привод каждого подвижного элемента 8 содержит две взаимно перпендикулярные прямозубые рейки 9, 10, размещенные в каналах 11,12 корпуса 1. Рейки 9, 10 находятся в зацеплении с удлиненной шестерней 13, размещенной в полости полукорпуса 5 в зоне пересечения каналов 11, 12. Рейка 10 каждого подвижного элемента дросселирования 8 выполнена сдвоенной, а одинарная рейка 9 размещена между параллельными частями сдвоенной рейки 10. Привод 14 возвратно-поступательного перемещения уравновешенных одинарных реек 9 размещен на патрубке 2 и имеет ограничители 15, 16.

Регулирующий клапан «ИГР» работает следующим образом.

Из положения регулирующего клапана «закрыто» привод 14 перемещается от ограничителя 16 в направлении ограничителя 15 и вытягивает одинарные рейки 9 из каналов 11 корпуса 1. Рейки 9 через удлиненные шестерни 13 перемещают сдвоенные рейки 10, которые приводят подвижные элементы дросселирования 8 в положение клапана «открыто» по достижении привода 14 ограничителя 15. Из положения клапана «открыто» привод 14 перемещается от ограничителя 15 в направлении ограничителя 16, толкает рейки 9 в каналы 11 корпуса 1 и через прямозубую передачу «шестерня 13 - рейка 10» приводит подвижные элементы дросселирования 8 в положение «закрыто».

Повышению надежности заявляемого регулирующего клапана «ИГР» и снижению его стоимости способствуют факторы, реализованные в предлагаемом техническом решении:

• Прямозубые одинарные и сдвоенные рейки привода имеют минимальные симметричные осевые усилия, что исключает возникновение перекашивающих усилий в передаче возвратно-поступательного движения подвижных элементов дросселирования;

• Прямозубые передачи отличаются простотой и минимальной стоимостью из всех зубчатых передач;

• Клапан может быть укомплектован приводом любого типа;

• Опорами шестерни служат стенки полости полукорпуса, а сама полость является емкостью для консистентной смазки.