Результат интеллектуальной деятельности: Осевой клапан

Предлагаемое изобретение относится к арматуростроению, в частности, к регулирующим клапанам осевого потока, применяемым в промышленной трубопроводной арматуре, и предназначено для регулирования и перекрытия рабочих сред жидкостей и газов.

Известен осевой клапан DN 100 - 1800 PN 10 - 160 [http://gpvalve.ru/files/images/doc/pdf/31.pdf страница 15] содержащий корпус, входной и выходной патрубки с фланцами, делитель потока, выполненный в виде набора соосно установленных перфорированных полых цилиндров, поршень с приводом и преобразователем вращательного движения в поступательное, представляющим собой кривошипно-шатунный механизм.

Недостатками данного клапана является возникновение кавитации по причине высокого перепада давлений, недостаточная герметичность в закрытом состоянии, а также низкая эффективность регулирования.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является осевой клапан [http://www.mokveldm.com/attachments/article/10/1-1.pd] содержащий внешний и внутренний корпусы, входной и выходной фланцы, делитель потока, представляющий собой перфорированный цилиндр, соосно которому установлен запирающий орган, соединенный с реечным приводом при помощи штока. С целью установки внутренних деталей в выходном фланце размещена расширительная втулка.

Недостатками данного клапана являются возникновение кавитации, недостаточная герметичность в закрытом состоянии, а также низкая эффективность регулирования.

Задачей предлагаемого изобретения является создание осевого клапана простой конструкции, позволяющего снизить кавитацию, повысить герметичность в закрытом состоянии, а также улучшить эффективность регулирования.

Поставленная задача достигается тем, что в осевом клапане содержащем внешний и внутренний корпусы, входной и выходной фланцы, делитель потока, соосно которому установлен запирающий орган, соединенный с реечным приводом при помощи штока, размещенную в выходном фланце расширительную втулку, на штоке последовательно размещены запирающий орган представляющий собой диск со скругленными краями со стороны внутреннего корпуса, делитель потока выполненный в виде спирали, шаг витков которой увеличивается от внутреннего корпуса к выходному фланцу, и направляющий диск с окнами, а расширительная втулка выполнена цилиндро-конической, причем конический участок расположен со стороны внутреннего корпуса.

На фиг. 1 изображена схема осевого клапана в промежуточном положении.

На фиг. 2 показано расположение делителя потока в открытом состоянии.

На фиг. 3 представлен клапан полностью закрытым.

На фиг. 4 показан вид А.

Осевой клапан содержит внешний 1 и внутренний 2 корпусы, входной 3 и выходной 4 фланцы, реечный привод 5, шток 6, цилиндро-коническую расширительную втулку 7. наличие конического участка упрощает ее монтаж в корпус 1 клапана.

Делитель потока выполнен в виде установленной на шток 6 спирали 8, контактирующей внешними частями витков с внутренней поверхностью расширительной втулки 7, что предотвращает протечки и организует направленное движение жидкости между витками спирали.

Запирающий орган представляет собой установленный на шток 6 диск 9 со скругленными краями со стороны внутреннего корпуса 2 и контактирующий со спиралью 8 с противоположной стороны. На конце штока размещен направляющий диск 10 с окнами 11, обеспечивающий деление потока на струи, что также снижает кавитацию в конечной зоне.

Осевой клапан работает следующим образом.

В полностью закрытом положении (крайнее правое положение запирающего органа) диск 9 контактирует с внутренней поверхностью расширительной втулки 7 в зоне ее конического участка, при этом полностью перекрывается течение жидкости через клапан.

При открытии клапана диск 9 перемещается вдоль расширительной втулки 7, открывая при этом доступ в витки спирали 8.

Жидкость начинает течь между витками спирали 8 по направлению к выходному фланцу 4.

С целью создания гидравлического сопротивления, необходимого для уменьшения расхода, на пути потока размещена спираль 8. Величина гидравлического сопротивления потоку изменяется в зависимости от количества витков спирали на его пути, регулируемое перемещением спирали 8.

Это позволяет исключить из работы часть витков спирали, то есть жидкость проходит клапан, минуя эти витки.

С целью увеличения гидравлического сопротивления на начальном этапе открытия клапана, где имеет место максимальный перепад давлений, шаг витков спирали выполнен переменным и увеличивается по ее длине от внутреннего корпуса к выходному фланцу. Это позволяет снизить сопротивление потоку на конечных фазах открытия клапана, где высокое гидравлическое сопротивление не требуется.

При полностью открытом клапане проходное сечение внутри расширительной втулки 7 не занято спиралью 8, что способствует малому сопротивлению потока и снижению его закрутки витками спирали.

С целью разгрузки реечного привода и спирали на штоке размещен направляющий диск 10 с окнами 11 для прохода жидкости.

В предлагаемой конструкции клапана регулирование давления осуществляется путем изменения числа витков спирали, находящихся внутри расширительной втулки, создающих гидравлическое сопротивление потоку. Такой способ регулирования позволяет плавно понижать давление, что способствует снижению кавитационных эффектов. Выполнение спирали с переменным шагом витков способствует формированию зон понижения давления (между соседними витками) различных размеров, что повышает эффективность регулирования.

Предлагаемая конструкция осевого клапана обладает сравнительной простотой, снижает кавитационные эффекты, повышает герметичность в закрытом состоянии, а также улучшает эффективность регулирования.

Использование в качестве делителя потока спирали позволяет эффективно регулировать гидравлическое сопротивление и бороться с кавитационными явлениями за счет организации закрученных струй.