Результат интеллектуальной деятельности: Прямоточный 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 являются увеличенные размеры и сложность внутренней полости из-за размещения преобразователя вращательного движения в поступательное кривошипно-шатунного типа, а также возникновение кавитации.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является прямоточный регулирующий клапан фирмы Mokveld [http://www.mokveldm.com/attachments/article/10/1-1.pdf], содержащий внешний и внутренний корпус, входной и выходной патрубки с фланцами, делитель потока, выполненный в виде перфорированного полого цилиндра, запирающее устройство, представляющее собой поршень с приводом поступательного движения, выполненного в виде реечного механизма.

К недостаткам данного клапана следует отнести сложность конструкции, возникновение кавитации в процессе работы.

Задачей данного изобретения является создание прямоточного регулирующего клапана относительно простой конструкции, снижающей возникновение кавитации.

Поставленная задача достигается тем, что в прямоточном регулирующем клапане, содержащем внешний и внутренний корпусы, входной и выходной патрубки с фланцами, делитель потока, выполненный в виде перфорированного полого цилиндра, запирающее устройство с приводом поступательного движения в виде реечного механизма, отверстия в перфорированном полом цилиндре расположены кольцевыми рядами, расстояния между которыми увеличивается по ходу течения жидкости по экспоненциальному закону, а отверстия имеют эллиптическую форму, причем большая полуось расположена параллельно продольной оси клапана, а внешние края отверстий выполнены со скруглением переменного радиуса, уменьшающегося по ходу течения жидкости.

На фиг. 1 изображена схема прямоточного регулирующего клапана.

На фиг. 2 показан разрез А-А.

На фиг. 3 изображен вид Б.

На фиг. 4 показана форма отверстий в перфорированном полом цилиндре.

На фиг. 5 представлена схема расположения отверстий (расстояний между ними) на поверхности перфорированного полого цилиндра.

На фиг. 6 приведен разрез В-В.

Прямоточный регулирующий клапан содержит внешний корпус 1, входной и выходной патрубки 2 и 3 соответственно, фланцы 4 и 5, делитель потока, выполненный в виде перфорированного полого цилиндра 6 с отверстиями 7, запирающее устройство 8, реечный привод 9, внутренний корпус 10, запирающее устройство крепится к реечному приводу при помощи стержней 11.

Прямоточный регулирующий клапан работает следующим образом.

В полностью открытом положении (крайнее левое положение запирающего устройства, при котором открыты все отверстия в перфорированном полом цилиндре) жидкость поступает во внутренний объем внешнего корпуса через входной патрубок. Далее поток проходит вдоль клапана, обтекая внутренний корпус, и направляется к отверстиям перфорированного полого цилиндра. Проходя через них, жидкость попадает во выходной патрубок, а далее - в трубопровод.

Процесс регулирования в данном клапане осуществляется путем перекрытия отверстий перфорированного цилиндра поступательно движущимся запирающим устройством, внутренняя поверхность которого взаимодействует с внешней поверхностью перфорированного полого цилиндра и при перемещении открывает (движение влево) или закрывает (движение вправо) отверстия.

Закрытие всех отверстий запирающим устройством соответствует полностью закрытому клапану.

Промежуточные положения запирающего устройства соответствуют частичному перекрытию отверстий (часть отверстий открыта, часть закрыта).

Благодаря тому, что отверстия в перфорированном полом цилиндре расположены кольцевыми рядами, расстояния между которыми увеличивается по ходу течения жидкости по экспоненциальному закону, удается получить практически линейную расходную характеристику и обеспечить снижение кавитации за счет оптимального расположения струй, истекающих из открытых отверстий.

Выполнение отверстий эллиптической формы (причем большая полуось расположена параллельно продольной оси клапана) с внешними краями, имеющими скругления переменного радиуса, уменьшающегося по ходу течения жидкости, также способствует снижению турбулизации потока и, как следствие, кавитации. Кроме того, данные конструктивные элементы позволяют уменьшить гидродинамическое сопротивление потока при полностью открытом клапане.

Предлагаемый прямоточный регулирующий клапан имеет сравнительно простую конструкцию, позволяющую уменьшить кавитационные эффекты и повысить срок службы.