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 является возникновение кавитации по причине высокого перепада давлений.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является прямоточный регулирующий клапан [Пат. 2657371 Российская Федерация, МПК F16K 1/12. Прямоточный регулирующий клапан / А.Е. Лебедев, А.Б. Капранова, A.M. Мельцер, Воронин Д.В., Неклюдов С.В., Серов Е.М. - Опубл. 13.06.2018. Бюл. №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 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 выступ, 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 возможность протекания жидкости между делителем потока и запирающим органом.

Задачей данного изобретения является создание прямоточного регулирующего клапана простой конструкции, позволяющего снизить кавитацию и исключить протекание жидкости между делителем потока и запирающим органом.

Поставленная задача достигается тем, что в прямоточном регулирующем клапане, содержащем 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 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 выступ, 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, в зазоре между перфорированным цилиндром и запирающим органом, между кольцевыми рядами отверстий установлены кольцевые уплотнения, одной частью закрепленные в кольцевые пазы на внутренней поверхности перфорированного цилиндра, а другой установлены с возможностью перемещения в кольцевые пазы на внешней поверхности запирающего органа.

На фиг. 1 изображена схема прямоточного регулирующего клапана.

На фиг. 2 показан вид А.

На фиг. 3 и фиг. 4 представлено (увеличено 4:1) расположение кольцевых пазов.

Прямоточный регулирующий клапан содержит внешний 1 и внутренний 2 корпусы, входной 3 и выходной 4 фланцы, делитель потока, представляющий собой перфорированный цилиндр 5, соосно которому установлен запирающий орган 6. На поверхности перфорированного цилиндра 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 выступа, 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.

С целью предотвращения протекания жидкости зазоре между перфорированным цилиндром 5 и запирающим органом 6, между кольцевыми рядами отверстий 8 установлены кольцевые уплотнения 15, одной частью закрепленные в кольцевые пазы 16 на внутренней поверхности перфорированного цилиндра 5, а другой установлены с возможностью перемещения в кольцевые пазы 17 на внешней поверхности запирающего органа 6.

Прямоточный 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 перфорированном цилиндре 5 и запирающем органе 6 к выходному фланцу 4.

При полностью открытом клапане запирающий орган 6 повернут относительно перфорированного цилиндра таким образом, что оси отверстий 7 и 8 совпадают, то есть имеет место полное открытие (совпадение) отверстий. Для уменьшения расхода запирающий орган поворачивается относительно своей оси, при этом происходит смещение осей отверстий 8 и проходное сечение, через которое проходит жидкость, уменьшается. При полностью закрытом клапане 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 выступа (упирается в его поверхность), выполненного в расширительной втулке 11.

С целью полного совпадения осей отверстий и их одинакового перекрытия 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 выполнены одинаковыми.

Благодаря тому, что в зазоре между перфорированным цилиндром и запирающим органом, между кольцевыми рядами отверстий установлены кольцевые уплотнения, одной частью закрепленные в кольцевые пазы на внутренней поверхности перфорированного цилиндра, а другой установлены с возможностью перемещения в кольцевые пазы на внешней поверхности запирающего органа удается предотвратить протекание жидкости в вышеуказанном зазоре, а также повысить герметичность клапана в закрытом положении. Кроме того наличие кольцевых уплотнений позволяет предотвратить искажение формы струй в процессе течения в отверстиях за счет исключения течения жидкости в зазоре, что положительно скажется на снижении кавитации.

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