Клапан уменьшения высокого давления

 

Изобретение м.б. использовано в клапанах уменьшения высокого давления рабочей среды, содержащей составные части твердого вещества. Цель изобретения - повышение надежности и долговечности клапана путем преобразования поступательного перемещения исполнительного механизма во вращательное движение с последующим преобразованием (редуцированием ) его в уменьшенное линейное перемещение запорного органа. Кинематическая связь выполнена в виде шпиндельной гайки с внутренней сферической резьбой, связанной с расположенным внутри нее шнековым элементом, жестко соединенным с шпинделем. Дросселирующая щель выполнена а виде зазора, образованного двумя коническими поверхностями конуса и седла. Ход запорного органа (конуса) 1 мм с отклонением в сторону уменьшения примерно на 1 % хода конуса. Угол раскрытия конуса выполнен в пределах 120-170°. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТС ИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (49) (И) Q ,./!/,. (я>я F 16 К 31/50

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

- (21) 4028476/29 (22) 12.11.86 (31) Р 3540478.7 (32) 15.11.85 (33) 0Е (46) 15.04.92. Бюл. М 14 (И) Феба Ель Энтвиклюнгс-Гезельшафт

РЕ) (72} Герхард Белхустеде (DE) (53) 621.646(088.8}

jM) Европейский патент М 0085251, кл. F 16 К 25/04, 1983. (54) КЛАПАН УМЕНЬШЕНИЯ ВЫСОКОГО

ДАВЛЕНИЯ ф7) Изобретение м.б. использовано в клапанах уменьшения высокого давления рабочей среды, содержащей составные части твердого вещества. Цель изобретения — поИзобретение относится к трубопроводной арматуре, в частности к клапанам уменьшения высокого давления рабочей среды, содержащей также составные части твердого вещества s форме золы. катализатора, а также непреобразованных составных частей угля продукта горячего осаждения гидрогенизируемого сжижения угля с уровня 700 бэр до более низкого промежуточного давления или до нормального давления.

Цель изобретения — повышение надежности и долго = å÷íîñòè клапана путем преобразования поступательного перемещения исполнительного механизма во враи ательное движение с последующим преобразованием (редуцированием) его в вышение надежности и долговечности клапана путем преобразования поступательного перемещения исполнительного механизма во вращательное движение с последующим преобразованием (редуцированием) его в уменьшенное линейное перемещение запорного органа. Кинематическая связь выполнена в виде шпиндельной гайки с внутренней сфеоической резьбой, связанной с расположенным внутри нее шнековым элементом, жестко соединенным с шпинделем. Дросселирую:.эя щель выполнена в виде зазора, образованного двумя коническими поверхностями ко. нуса и седла. Ход запорного органа (конуса)

1 мм с отклонением в сторону /л1еньшения примерно на 17 хода конуса. Угол раскрытия конуса выполнен в пределах 120-170 .

4 з.п. ф-лы, 4 ил. уменьшенное линейное перемещение запорного органа.

На фиг. 1 изображен клапан уменьшения высокого давления; на фиг. 2 - узел! на фиг. 1. разрез, в угеличенном масштабе; на фиг. 3- хромовая муфта,. разрез, в увеличенном мзсштабе; на фиг, 4 — шпиндельнэя гайка, изометрия.

Клапан уменьшения высокого давления содержит корпус 1 с посадочным гнездом 2 и установленным в нем седлом 3 и с .:сбу 4.

В корпусе 1 размещен зэгорный орган в виде конуса 5 с возможностью взаил1одействия с седлом 3 и образован !я между ними дросселирующей щели 6. Зэгорный органконус 5 закреплен на шгинделе 7, кинсмэтически связанном с исполнительным механизмом 8, нагруженныл1 пакетом пру1727538

10 жин 9, расположенным за ним а верхней чзсти цилиндра через подшипник качения.

Пакет пружин 9 подбир:.ется на рабочее давление, находящееся в корпусе 1, Кинематическая связь шпинделя 7 с исполнительным механизмом 8 выполнена в виде шпиндельной гайки 10 с внутренней сферической резьбой 11, связанной с расположенным внутри нее шнековым элементом 12, жестко соединенным со шпинделем

7. Дросселирующая щель 6 выполнена в виде зазора, образованного двумя коническими поверхностями конуса 5 и седла 3. Ход запорного органа-конуса 5 1 мм с отклонением в сторону уменьшения примерно на

1 Р хода конуса 5. Для компенcàöèè износа конической поверхностл запорного органа и седла за счет изменения веллчины перемещения конуса в направлении седла на шпинделе 7 установлены регулироаочные элементы 13 с возможностью контактирования с наружной поверхностью 14 корпуса 1.

Для обеспечения одностороннего вращательного движения шпинделя 7 с запорным органом-конусом 5 клапан снабжен храповой муфтой 15, образующей со скобой

16 захватный механлзм. При этом один конец скобы 16 жестко связан со шпиндельной гайкой 10, а другой — с храпоаой муфтой

15, внутренняя часть которой закреплена нз шпинделе 7.

Угол раскрытия конуса выполнен больше 90 и предпочтительно находится в пре; делах 120-170 . Конус 5 и соответственно обработанное седло 3 клапана, не считая посадочного гнезда, выполнены в соответствии с этим предпочтительно тупоугольными. Тупоугольная конструкция конуса клапана не исключает того, что конус клапана на своем острие оканчивается в виде острого конуса со значительно меньшим, чем указано ранее, значением угла при вершине конуса. Однако выполненная сравнительно короткой вершина конуса не имеет контакта с седлом клапана или со стенкой посадочного гнезда и, следовательно, не способствует также уплотняющему или дросселирующему воздействию. Благодаря этому дсстигзется влияние условий обтека ния в этой зоне.

Седло 3 выполнено в аиде съемного патрона, имеющего внутрл элементы из твердого-материала. Тзкже и запорный орган-конус 5 замещен элементами из твердого материала, например, в виде сменной вставки из твердого материала. При этом конус 5 располагается по отношению к седлу 3 и<, чтобы обеспечивать воронкообразное поступление потока через тангенциально расположенный входной канал 17

55 в полость корпуса 1 и. благодаря а основном равномерному по всей окружности турбулентному потоку вокруг выпускного отверстия выходного канала 18, способствовать выравниванию износа обоих дроссельных элементов — седла 3 и конуса 5.

Нагруженные пружинами сальники 19 с контрольным 20 и промывочным 21 штуцерами выполнены так, чтобы их независимые одна от другой уплотняющие части были расположены .е соответствующих частях корпуса 1 и, благодаря напряжению пружин, передавали одинаковое уплотняющее усилие на уплотнительные элементы. 8 качестве материалов для уплотнения используют устойчивые к высокому давлению и термостатике вещества, например чистый графит, графитасбест. набивку графита с вискозной целлюлозой. Контрольный штуцер

20 размещен между обоими сальниками 19 с целью проверить в какой мере другой (нижнил) сальник еще обладает уплотняющей способностью. Шпиндель 7 свободно удерживается в корпусе 1 с небольшим количеством промывочного масла, предотвращающего попадание в зону расположения сальников рабочей среды, содержащей твердые вещества.

Клапан управляется следующим образом.

Установленный сбоку от клапана исполнительный механизм 8 (сервопривод) через шарнирно соединенный. рычаг приводит зафиксированную шпиндельную гайку 10 со сферической резьбой 11 во вращательное движение, которое преобразуется в линейное перемещение с помощью шпинделя 7.

Посредством углового перемещенля шпиндельной гайки 10-и шага сферической резьбы 11 ход шпинделя 7 изменяется нз необходимую веллчину.

Также посредством шарнирно соединенного рычага, который прикреплен к шпиндельнол гайке 10, движение вращения через захватный механизм передается на храповую муфту 15. При каждом движении вращения шпиндельной гайки 10, которое способствует открытому положению клапана, шпиндель 7 поворачивается аксиально на такую же угловую величину, как и шпиндельная гайка 10. Движения вращения при закрытии клапана не происходит для того, чтобы избежать фрикционного замыкания конуса 5 на седлв 3 клапана. Вращение шпинделя 7 с конусом 5 несбходи-»о для того, чтобы избеж;тть точечного износа на седле 3 и конусе 5 и Таким образом достичь равномерно э износна седла 3 и конуса 5.

При известной стегени износа существует ьозможность посредством регулиро6

1727538

55 вочных элементов 13, содержащих резьбовую часть на шпинделе 7, резьбовую гайку

g опору, шпиндель 7 в его фиксированном положении переставить в аксиальном направлении. Посредствогл этого может быть выравнен износ материала на седле 3 и конусе 5.

Таким образом, при любом изменении положенияклапана, т.е. при любом ходе шпинделя 7, последними,а в вместе с ним и конус 5, поворачивается, и вызываемый твердыми веществами точечный износ распределяется по всему периметру конуса 5 клапана.

Регулирование давления посредством седла 3 и конуса 5 достигается путем установки расстояния между обеими частями при помощи выбора определенной длины. получающейся при этом дросселирующей щели 6(зазора). При этом имеется сужение. образованное посредством расстояния относительно одна другой двух конических поверхностей седла 3 и конуса 5, которым достигается редуцирование скорости внутри зазора. действующего в качестве капилляров до самого выходного канала l8.

Выполнение дросселирующей щели 6 в виде зазора между двумя коническими поверхностями седла 3 и конуса 5 и выполне- ние клапана уменьшения высокого давления s виде короткоходного клапана обеспечивает то, что открытое или закрытое положение клапана достигается 3а сравнительно короткое время. Это приводит к существенному уменьшению скорости износа, так как время, в течение -которого клапан открыт, лишь частично, экспоненциально входит в скорость износа.

Кроме того, скорость износа в клапане .может быть сведена до минимума благодаря тому, что путем минимизации длины хода в значительной степени предотвращаются промежуточные положения, которые особенно интенсивно вызывают износ.

Формула изобретения

1. Клапан уменьшения высокого давления, содержащий корпус с посадочным гнездом и установленным в нем седлом, скобу и размещенный в корпусе запорный орган в виде конуса с возможностью взаимодействия с седлом и образования между ними дросселирующей щели, причем запор5 ный орган закреплен на шпинделе, кинематически связанном с исполнительным механизмом, нагруженным пакетом пружин, расположенным в верхней части за ним. отличающийся тем, что, с целью

10 повышения надежности и долговечности клапана путем преобразования поступательного перемещения исполнительного механизма во вращательное движение с последующим преобразованием (редуцирова15 нием) его в уменьшенное линейное перемещение запорного органа, кинемати.ческая связь выполнена в виде шпиндельной гайки с внутренней сферической резьбой, связанной с расположенным внут20 ри нее шнековым элементом, жестко соединенным со шпинделем, а дросселирующая щель выполнена в виде зазора, образованного двумя коническими поверхностями конуса и седла.

25 2. Клапан по и. 1, отличающийся тем, что ход запорного органа (конуса) равен

1 мм с отклонением в сторону уменьшения примерно на 1, хода конуса.

3. Клапан по и. 1, отличающийся

30 тем, что, с целью копенсации износа конических псверхностей запорного органа конуса и седла за счет изменения величины перемещения конуса в направлении седла, на шпинделе установлены регулировочные

35 элементы с возможностью контактирования с наружной поверхностью корпуса.

4. Клапан по и. 1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения односторонНего вращательного движения шпинделя с

40 запорным органом (конусом), он снабжен храповой муфтой со скобой, образующих захватный механизм, прлчем один конец скобы жестко связзн со шпиндельной гайкой, а другой — с храповсй муфтой, вн.тр...нняя

45 часть которой закреплена на шпинделе.

5. Клапан по и. 1, отличающийся тем, что угол раскргтия конусэ выполнен в пределах 120-170 .

1727538

3727538

Qua.2

1727538

Редактор РЛ.Кобылянская

Заказ 3285 Тираж Подписное

В iViL1f W Государственного комитета по изобретениям и от;;рытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Рауыская нао., 4/5

Составитель А.бирокова

Техред M,Ìoðãåíòàë

Корректор . A,Осауленко

= М