Результат интеллектуальной деятельности: ОСЕСИММЕТРИЧНЫЙ РЕГУЛИРУЮЩИЙ 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 прямоточный регулирующий 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.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является прямоточный регулирующий клапан [Патент РФ №2657371, МПК F16K 1/12, F16K /24, F16K 47/14, опубл. 13.06.18, БИ №17] 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, размещенную в в выходном фланце расширительную втулку. Запирающий орган установлен возможностью поворота вокруг своей оси, причем концевой участок штока установлен в полости внутреннего корпуса при помощи подшипника, а в зоне выходного фланца запирающий орган опирается на цилиндрический упор, выполненный в расширительной втулке, кроме того, на поверхности штока и реечном приводе выполнены находящиеся в зацеплении зубчатые венцы, а отверстия в перфорированном цилиндре и запирающем органе имеют одинаковую форму, размещены кольцевыми рядами, причем расстояния между рядами, расстояние до края выходного фланца от ближайшего к нему ряда отверстий и угловой шаг между центрами отверстий в перфорированном цилиндре и запирающем органе одинаковые.

Недостатками данного клапана являются возникновение кавитации и ненадежность герметизации.

Задачей данного изобретения является создание осесимметричного регулирующего клапана, который предотвращает кавитационные эффекты и надежно герметизируется в закрытом положении

Поставленная задача достигается тем, что в осесимметричном регулирующем клапане содержащий внешний и внутренний корпусы, входной и выходной фланцы, делитель потока, соосно которому с возможностью поворота установлен запирающий орган, соединенный с реечным приводом при помощи штока, размещенную в выходном фланце расширительную втулку, концевой участок штока размещен в полости внутреннего корпуса при помощи подшипника, а в зоне выходного фланца запирающий орган опирается на цилиндрический упор, выполненный в расширительной втулке, кроме того, на поверхности штока и реечном приводе выполнены находящиеся в зацеплении зубчатые венцы, а отверстия в делителе потока и запирающем органе имеют одинаковую форму, размещены кольцевыми рядами, причем расстояния между рядами, расстояние до края выходного фланца от ближайшего к нему ряда отверстий и угловой шаг между центрами отверстий в делителе потока и запирающем органе одинаковые, к торцевым частям запирающего органа при помощи плоских кольцевых пластин соосно прикреплен дополнительный перфорированный цилиндр меньшего диаметра, контактирующий своей внутренней поверхностью полым цилиндрическим упором, соединенным с расширительной втулкой, в полом цилиндрическом упоре выполнены отверстия оси которых совпадают с осями отверстий в делителе потока, кроме того расширительная втулка в зоне выходного фланца имеет коническую впадину с завихрителем потока.

На фиг. 1 изображена схема осесимметричного регулирующего клапана.

Осесимметричный регулирующий клапан содержит внешний 1 и внутренний 2 корпусы, входной 3 и выходной 4 фланцы, делитель потока 5, соосно которому установлен запирающий орган 6. На поверхности делителя потока 5 выполнены отверстия 7, а на поверхности запирающего органа 6 -отверстия 8. Запирающий орган 6 соединен с реечным приводом 9 при помощи штока 10. В выходном фланце 4 установлена расширительная втулка 11. С целью обеспечения запирающему органу возможности поворота вокруг своей оси, концевой участок штока 10 установлен в полости внутреннего корпуса 2 при помощи подшипника 12, а в зоне выходного фланца за счет цилиндрического упора, выполненного в расширительной втулке 11. Для осуществления поворота запирающего органа на поверхности штока 10 и реечного привода 9 выполнены находящиеся в зацеплении зубчатые венцы 13 и 14.

К торцевым частям запирающего органа 6 при помощи плоских кольцевых пластин 15 соосно прикреплен дополнительный перфорированный цилиндр 16 меньшего диаметра, контактирующий своей внутренней поверхностью полым цилиндрическим упором 17, соединенным с расширительной втулкой 11. В полом цилиндрическом упоре 17 выполнены отверстия 18, оси которых совпадают с осями отверстий 7 в делителе потока 5. Расширительная втулка 11 в зоне выходного фланца 4 имеет коническую впадину 19. В дополнительном перфорированном цилиндре 16 имеются отверстия 20. В конической впадине 19 размещен завихритель потока 21.

Осесимметричный регулирующий клапан работает следующим образом.

Жидкость поступает через входной фланец 3 в полость между внутренней поверхностью внешнего корпуса 1 и наружной поверхностью внутреннего корпуса 2, обтекает внутренний корпус и направляется через отверстия 7 и 8 в делителе потока 5, запирающем органе 6, а также отверстия 20 и 18 в дополнительном перфорированном цилиндре 16 и цилиндрическом упоре 17 к выходному фланцу 4.

При полностью открытом клапане запирающий орган 6 жестко соединенный с дополнительным перфорированным цилиндром 16 повернуты относительно перфорированного цилиндра и цилиндрического упора 17 таким образом, что оси отверстий 7, 8 и 18, 20 совпадают, то есть имеет место полное открытие (совпадение) отверстий.

Для уменьшения расхода запирающий орган 6 с дополнительным перфорированным цилиндром 16 поворачиваются относительно своих осей, при этом происходит смещение осей отверстий 8 и 20 и проходное сечение, через которое проходит жидкость, уменьшается. При полностью закрытом клапане все отверстия полностью закрыты.

Для осуществления поворота запирающего органа 6 относительно своей оси на поверхности штока 10 и реечного привода 9 выполнены находящиеся в зацеплении зубчатые венцы 13 и 14. Это обеспечивает поворот запирающего органа 6 при вертикальном перемещении реечного привода 9. При этом концевой участок штока 10 установлен в полости внутреннего корпуса 2 при помощи подшипника 12, а в зоне выходного фланца крепится за счет цилиндрического упора (упирается в его поверхность), выполненного в расширительной втулке 11.

Благодаря тому, что к торцевым частям запирающего органа при помощи плоских кольцевых пластин соосно прикреплен дополнительный перфорированный цилиндр меньшего диаметра, контактирующий своей внутренней поверхностью полым цилиндрическим упором, соединенным с расширительной втулкой, а в полом цилиндрическом упоре выполнены отверстия оси которых совпадают с осями отверстий в делителе потока, организуется ступенчатое (поэтапное) понижение давления, что способствует снижению кавитационных эффектов. Первое дросселирование потока происходит при течении жидкости через отверстия 7 и 8, второе при прохождении отверстий 20 и 18.

Наличие в расширительной втулке в зоне выходного фланца конической впадины с размещенным на ее поверхности завихрителем потока 21 на выходе из клапана удается сформировать закрученный поток, в котором оставшиеся газовые пузырьки будут двигаться к центральной части и в ней схлопываться. Это позволит предотвратить кавитационное разрушение деталей клапана и трубопровода.

Предлагаемый осесимметричный регулирующий клапан обеспечивает надежную работу, предотвращает кавитационные эффекты и надежно герметизируется в закрытом положении.