Результат интеллектуальной деятельности: РЕГУЛИРУЮЩИЙ ПРОХОДНОЙ КЛАПАН МИКРОРАСХОДА

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. К недостаткам данного клапана следует отнести сложность конструкции, малый диапазон регулирования, возникновение кавитации в процессе работы, а также невозможность осуществления регулирования при малых значениях расхода.

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, малый диапазон регулирования, возникновение кавитации в процессе работы, а также невозможность осуществления регулирования при малых значениях расхода.

Задачей данного изобретения является создание регулирующего проходного клапана микрорасхода относительно простой конструкции, имеющего большой диапазон регулирования, отсутствие кавитации в процессе работы, а также возможность осуществления регулирования при малых значениях расхода.

Поставленная задача достигается тем, что в регулирующем проходном клапане микрорасхода, 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 делителе потока расположены по двум конгруэнтным спиралям, причем первая спираль расположена между торцом внутреннего корпуса и выходным патрубком, а вторая между торцом внутреннего корпуса и серединой делителя потока, отверстия во второй спирали имеют диаметр, увеличивающийся от середины делителя потока к торцу внутреннего корпуса.

На фиг. 1 изображена схема регулирующего проходного клапана микрорасхода.

Регулирующий проходной клапан микрорасхода содержит внешний 1 и внутренний 2 корпусы, входной 3 и выходной 4 патрубки с фланцами 5 и 6, делитель потока 7, выполненный в виде перфорированного полого цилиндра, запирающее устройство 8 с приводом поступательного движения в виде реечного механизма 9. Отверстия 10 и 11 в делителе потока 7 расположены по двум конгруэнтным спиралям, причем первая спираль (с отверстиями 10) расположена между торцом внутреннего корпуса 2 и выходным патрубком 4, а вторая спираль между торцом внутреннего корпуса 2 и серединой делителя потока 7, отверстия 11 во второй спирали имеют диаметр, увеличивающийся от середины делителя потока 7 к торцу внутреннего корпуса 2.

Регулирующий проходной клапан микрорасхода работает следующим образом.

В полностью открытом положении (крайнее левое положение запирающего устройства 8, при котором открыты все отверстия 10 и 11 в делителе потока 7) жидкость поступает во внутренний объем внешнего корпуса 1 через входной патрубок 3. Далее поток проходит вдоль клапана, обтекая внутренний корпус 2, и направляется к отверстиям 10 и 11 делителя потока 7. Проходя через них жидкость попадает во выходной патрубок 4, а далее в трубопровод. Процесс регулирования в данном клапане осуществляется путем перекрытия отверстий 10 и 11 в делителе потока 7 поступательно движущимся запирающим устройством 8, внешняя поверхность которого взаимодействует с внутренней поверхностью делителя потока 7 и при перемещении открывает (движение влево) или закрывает (движение вправо) отверстия 10 и 11.

Закрытие всех отверстий 10 и 11 запирающим устройством 8 соответствует полностью закрытому клапану.

Промежуточные положения запирающего устройства соответствуют частичному перекрытию отверстий 10 и 11 (часть отверстий открыта, часть закрыта).

Отверстия 10 и 11 в делителе потока 7 расположены по двум конгруэнтным спиралям, причем первая спираль, содержащая отверстия 10 расположена между торцом внутреннего корпуса и выходным патрубком, то есть по всей длине делителя потока 7. При открытии клапана (в начальной фазе, где требуется обеспечить минимальный расход) жидкость проходит только через одно отверстие 10, расположенное ближе к выходному патрубку. По мере открытия (перемещению запирающего устройства в сторону внутреннего корпуса 2) происходит открытие следующего отверстия 10 в первой спирали и так далее.

Вторая спираль, содержащая отверстия 11, расположена между торцом внутреннего корпуса и серединой делителя потока (занимает половину поверхности делителя потока 7). Отверстия 11 во второй спирали имеют диаметр, увеличивающийся от середины делителя потока (начала спирали) к торцу внутреннего корпуса (конец спирали).

Благодаря наличию второй спирали и размещению отверстий 11 вышеописанным образом удается повысить проходное сечение клапана в открытых положениях. Плавное нарастание размера проходного сечения обеспечивается ростом диаметра отверстий 11 от середины делителя потока (начала спирали) к торцу внутреннего корпуса (конец спирали).

Такое выполнение и размещение отверстий 10 и 11 делителя потока 7 позволяет существенно увеличить диапазон регулирования расхода.

Размещение отверстий 10 и 11 по конгруэнтным спиралям позволяет эффективно разделять поток на не взаимодействующие друг с другом струи, что существенно снижает интенсивность кавитации.

Плавное нарастание проходного сечения (в начальной фазе происходит открытие отверстий 10 по очереди за счет их спирального размещения) обеспечивает возможность регулирования расхода при минимальных его значениях (микрорасход).

Предлагаемый регулирующий проходной клапан микрорасхода относительно простой конструкции позволяет осуществлять точное регулирование расхода жидкости при малых его значениях, а также обладает герметичностью в полностью закрытом положении и предотвращает возникновения кавитации.