Клапан регулирующий осесимметричный сильфонный с верхним разъемом



Клапан регулирующий осесимметричный сильфонный с верхним разъемом
Клапан регулирующий осесимметричный сильфонный с верхним разъемом
Клапан регулирующий осесимметричный сильфонный с верхним разъемом

 


Владельцы патента RU 2520734:

Бокач Евгений Николаевич (RU)

Клапан регулирующий осесимметричный сильфонный с верхним разъемом для работы с агрессивными и радиоактивными средами при высоких параметрах. Клапан содержит цилиндрический корпус с входным и выходным патрубками, закрепленный посредством пилона на крышке верхнего разъема внутренний обтекатель, в полости которого размещен зубчато-реечный механизм, связанный с механизмом осевого перемещения разгруженного затвора, контактирующего с седлом, установленным в выходном патрубке, с седлом, снабженным рассекателем потока и выполненным с направляющим кольцевым выступом в зоне контакта с затвором. Затвор, перемещающийся над сепаратором седла и уплотненный в обтекателе посредством поршневых колец, обеспечивает непрерывный линейный или равнопроцентный прирост площади проходного сечения за счет отверстий, выполненных в сепараторе с переменным шагом. Седло жестко закреплено в выходном патрубке клапана или ввернуто посредством самоуплотняющейся конической резьбы и снабжено установленным внутри рассекателя потока и раструбом для ввода выровненного потока за пределы сварного шва приварки клапана к трубопроводу. Шток клапана содержит бурт, конструктивно выполненный заодно с телом штока, к которому одним концом приварен сильфонный узел, второй конец которого приварен к втулке, которая через напряженный многослойный торообразный уплотнительный элемент закреплена в крышке верхнего клапана регулирующего осесимметричного сильфонного с верхним разъемом, образуя герметичный замкнутый контур. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к трубопроводной арматуре, в частности к клапанам осесимметричным сильфонным, применяемым в промышленной трубопроводной арматуре, и предназначенным для регулирования и перекрытия агрессивных и радиоактивных рабочих сред, с большим давлением и с высокой температурой.

Одним из требований, предъявляемых к трубопроводной арматуре, является герметичность в течение всего срока эксплуатации.

Известен регулирующий клапан с осевым потоком, содержащий корпус и внутренний корпус-обтекатель, формирующие кольцевой проходной канал, соединенный с входным и выходным патрубками, и расположенный во внутреннем корпусе реечный механизм перемещения запирающего элемента, выполненного в виде поршня, расположенного внутри гильзы с отверстиями, с возможностью в одном режиме сообщения полости входного патрубка с полостью выходного патрубка, а в другом положении - перекрытия упомянутых отверстий гильзы, которая установлена в корпусе и выходном патрубке и поджата установочным элементом - седлом, с возможностью демонтажа последних, при этом ведомый шток, с установленным с возможностью демонтажа поршнем, соединен с ведущим штоком зубчато - реечного механизма и расположен, посредством уплотнителей, в направляющей втулке, выполненной из бронзы, имеющей со свободной стороны ведущего штока полость со смазкой. (Патент РФ №77007 на полезную модель «Регулирующий клапан» по Кл. F16K 3/14, опубликован 10.10.2008). Для уменьшения нагрузок на привод и предотвращения процессов эрозионного износа деталей поршень и гильза могут быть выполнены из алюминия, с упрочнением рабочих поверхностей плазменным электролитическим оксидированием, или из титановых сплавов, или из стали.

Недостатком известной конструкции клапана является воздействие кавитационных процессов в турбулентном потоке транспортируемой жидкости на поверхности деталей в выходном канале, обуславливающее износ поверхности деталей клапана и соединенного с ним трубопровода и требующее упрочнения их поверхностей или выполнения из особо прочных материалов, что значительно повышает стоимость клапана и трубопровода.

Недостатком известного клапана является также невозможность выполнения технического обслуживания и ремонта внутрикорпусных устройств без вырезки из трубопровода.

Известен регулирующий клапан осевого потока, содержащий корпус с входным и выходным патрубками и, размещенный внутри корпуса, с образованием кольцевого канала, обтекатель, в выходной части которого размещен цилиндрический поршень, закрепленный на ведомом штоке реечного механизма, ведущий шток которого соединен с приводом (Патент РФ №84938 на полезную модель «Регулирующий клапан осевого потока» по Кл. F16K 39/04, опубликован 20.07.2009). В выходном патрубке клапана зафиксировано седло, с которым контактирует цилиндрический поршень, перемещаясь в конечное положение при перекрытии выходного канала, в котором установлена перфорированная кольцевая гильза. Цилиндрический поршень выполнен разгруженным посредством выполненных в нем параллельных оси каналов, соединяющих внутреннюю полость поршня с полостью выходного патрубка.

Недостатком клапана, при использовании его для регулирования расходных параметров потока рабочей среды энергетического объекта, является увеличение гидравлического сопротивления регулируемого потока рабочей среды в переходные моменты (в моменты открытия - закрытия клапана), что вызвано возникновением дополнительных турбулентных возмущений в потоке, ведущих к возникновению эффекта помпажа. В рабочих режимах клапана при регулировании расходных параметров жидкостных рабочих сред с высоким давлением и температурой избыточная турбулентность потока ведет к возникновению процессов кавитации на поверхности поршня, седла и трубопровода, что непредсказуемо влияет на процесс регулирования и обусловливает эрозионный износ их поверхностей.

Недостатком известного клапана является также невозможность выполнения технического обслуживания и ремонта внутрикорпусных устройств без вырезки из трубопровода.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по назначению, достигаемому результату и технической сущности является клапан регулирующий с осевым потоком для объектов энергетики (заявка №2009133491 от 07.09.2009). Клапан содержит цилиндрический корпус с входным и выходным патрубками, закрепленный посредством пилона на крышке верхнего разъема внутренний корпус-обтекатель, в полости которого размещен зубчато-реечный механизм, связанный с механизмом осевого перемещения разгруженного поршня, контактирующего с седлом, установленным в выходном патрубке. Седло выполнено с направляющим кольцевым выступом в зоне контакта с поршнем, выполненным с вогнутой торцевой поверхностью, по периметру которой сформирована ответная контактной поверхности направляющего кольцевого выступа седла поверхность, при этом, направляющий кольцевой выступ седла выполнен с диффузорным сечением, а седло снабжено рассекателем потока, установленным на наружной торцевой поверхности седла и выполненным в виде перфорированной пластины, отверстия на которой выполнены с переменным шагом перфорации.

Недостатками данной конструкции является наличие уплотнительных материалов, изнашивающихся в процессе эксплуатации и требующих постоянного обслуживания (подтягивания или замены набивки, или уплотнительных колец), а также эрозионный износ трубопровода и сварного шва в месте приварки клапана к трубопроводу при работе на больших перепадах давления.

Недостатками известных конструкций (Патент РФ №77007 на полезную модель «Регулирующий клапан» по Кл. F16K 3/14, опубликован 10.10.2008), (Патент РФ №84938 на полезную модель «Регулирующий клапан осевого потока» по Кл. F16K 39/04, опубликован 20.07.2009) является возможное засорение накипью, загрязнение и закупоривание отверстий сепаратора, над которыми постоянно находится рабочая среда.

Техническим результатом при использовании заявляемого в качестве изобретения клапана регулирующего осесимметричного сильфонного с верхним разъемом для трубопроводной арматуры является возможность работы с агрессивными и радиоактивными средами высоких параметров, исключение возможного засорения отверстий сепаратора, исключение возможности эрозионного износа трубопровода в месте соединения с клапаном, повышение надежности, безопасности и долговечности клапанов регулирующих.

Для достижения указанного технического результата в клапане регулирующем осесимметричном сильфонном с верхним разъемом для работы с агрессивными и радиоактивными средами, содержащем корпус с входным и выходным патрубками и размещенным внутри корпуса с образованием кольцевого канала обтекателем, в полости которого подвижно вдоль оси клапана, посредством приводного зубчато-реечного механизма, установлен разгруженный цилиндрический затвор посредством параллельных его оси каналов, при этом, согласно изобретению, затвор перемещается над сепаратором седла, уплотнен в обтекателе посредством поршневых колец и обеспечивает непрерывный линейный или равнопроцентный прирост площади проходного сечения за счет отверстий, выполненных в сепараторе с переменным шагом, а седло жестко закреплено в выходном патрубке клапана или ввернуто посредством самоуплотняющейся конической резьбы и снабжено рассекателем потока, установленным внутри седла, и раструбом для вывода выровненного потока за пределы сварного шва приварки клапана к трубопроводу. Съемное седло имеет на контактной с затвором поверхности термостойкое, износостойкое, эрозионно- и кавитационностойкое покрытие (например, керамическое), затвор перекрывает отверстия седла сепаратора, находящиеся под ним, исключая возможное закупоривание отверстий сепаратора выполненных как цилиндрическими, или диффузорными, или и в форме сопла Лаваля, а затвор уплотнен в полости обтекателя поршневыми кольцами. Шток содержит бурт, конструктивно выполненный заодно с телом штока, к которому приварен одним концом сильфонный узел. Сильфонный узел вторым концом приварен к втулке, которая через напряженный многослойный торообразный уплотнительный элемент закреплена в крышке верхнего разъема клапана регулирующего осесимметричного сильфонного, образуя герметичный замкнутый контур. На торцевой поверхности затвора, контактирующей с уплотнительной поверхностью седла и омываемой рабочей средой с максимальной скоростью, выполнено износостойкое, эрозионно- и кавитационностойкое покрытие (например, анодное микродуговое оксидирование - АМДО).

Корпус соединен с верхним фланцем и фланец с крышкой посредством напряженного многослойного торообразного уплотнительного элемента, установленного в кольцевом пазу корпуса, которое обеспечивает надежность основного разъема и, что важно для данной конструкции, обеспечивает соосность седла и затвора, что является обязательным условием обеспечения герметичности клапана.

В конструкции клапана нет быстроизнашивающихся заменяемых уплотнительных материалов и деталей.

Заявленный клапан регулирующий осесимметричный сильфонный с верхним разъемом поясняется чертежами и рисунком.

На фиг.1 приведен общий вид клапана регулирующего осесимметричного сильфонного с верхним разъемом в закрытом состоянии.

На фиг.2 представлен эскиз крепления сильфона посредством напряженного многослойного торообразного уплотнения.

На фиг.3 представлен эскиз крепления крышки верхнего разъема посредством напряженного многослойного торообразного уплотнения.

Клапан регулирующий осесимметричный сильфонный с верхним разъемом, содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками и закрепленный на крышке верхнего разъема 4 посредством пилона 5 с образованием кольцевого канала В обтекатель 6, в полости которого подвижно вдоль оси клапана, посредством зубчато-реечного механизма 7, установлен разгруженный цилиндрический затвор 8. Разгрузка затвора 8 осуществляется посредством каналов Г, соединяющих объем внутренней полости Д затвора с полостью Е, сформированной на торцевой поверхности 9 затвора 8. Затвор 8 при перемещении перекрывает отверстия 10 сепаратора 11 в седле 12. Седло 12 жестко закреплено в выходном патрубке 3 корпуса 1 или ввернуто посредством самоуплотняющейся конической резьбы Ж. Уплотнение затвора 8 в полости Д обтекателя 6 осуществляется посредством поршневых колец 13. Седло 12 снабжено рассекателем потока 14, который установлен внутри седла 12, и раструбом 15. Шток 16 содержит бурт 17, конструктивно выполненный заодно с телом штока 16, к которому приварен одним концом сильфонный узел 18. Сильфонный узел 18 вторым концом приварен к втулке 19 (Фиг.2), которая через напряженный многослойный торообразный уплотнительный элемент 20 закреплена между крышками 21 и 22 клапана посредством резьбового крепежа 23, образуя герметичный замкнутый контур Н. Крышка 21 также, через напряженный многослойный торообразный уплотнительный элемент 24 (Фиг.3) посредством резьбового крепежа 25 закрывает и герметизирует разъем П.

Открывание клапана осуществляется перемещением вверх штока 16 приводом клапана (на чертеже не показан) посредством зубчато-реечного механизма 7, при этом затвор 8 перемещается внутрь полости Д обтекателя 6. Контактные поверхности К затвора 8 и Л седла 12 размыкаются, рабочая среда поступает в отверстия 10 сепаратора 11, открываемые при перемещении затвора 8, и попадает в виде направленных струй потока в полость Е, образованную вогнутой торцевой поверхностью 9 затвора 8. Рабочая среда поступает во внутреннюю полость Г затвора 8, выравнивая давление в полостях Д и Е и разгружая затвор 8. Поток рабочей среды в полости Е разворачивается вогнутой торцевой поверхностью 9 затвора 8 и направляется в полость М седла 12, проходит через отверстия 26 рассекателя 14, установленного внутри седла 12, и через раструб 15 и выходной патрубок 3 выводится из клапана в трубопровод (на чертеже не показан).

При установке затвора 8 в крайнее левое положение в полости Д обтекателя 6 клапан полностью открывается. Закрывание клапана осуществляется в обратном порядке при перемещении затвора 8 зубчато-реечным механизмом 7 привода клапана из полости Д в сторону седла 12.

Изобретение обеспечивает возможность применения клапанов регулирующих осесимметричных сильфонных с верхним разъемом для работы с агрессивными и радиоактивными рабочими средами, характеризующимися высокими параметрами - температура до 560°C, давление до 40 МПа, а также повышение надежности и долговечности энергетических установок без постоянного обслуживания арматуры.

Источники информации, принятые во внимание при анализе уровня техники:

1. Патент РФ №77007 на полезную модель «Регулирующий клапан» по Кл. F16K 3/14, опубликован 10.10.2008.

2. Патент РФ №84938 на полезную модель «Регулирующий клапан осевого потока» по Кл. F16K 39/04, опубликован 20.07.2009.

3. Клапан регулирующий с осевым потоком для объектов энергетики (заявка №2009133491 от 07.09.2009 опубликована 20.03.2011).

1. Клапан регулирующий осесимметричный сильфонный с верхним разъемом, содержащий цилиндрический корпус с входным и выходным патрубками, закрепленный посредством пилона на крышке верхнего разъема внутренний обтекатель, в полости которого размещен зубчато-реечный механизм, связанный с механизмом осевого перемещения разгруженного затвора, контактирующего с седлом, установленным в выходном патрубке, с седлом, снабженным рассекателем потока и выполненным с направляющим кольцевым выступом в зоне контакта с затвором, отличающийся тем, что затвор, перемещающийся над сепаратором седла и уплотненный в обтекателе посредством поршневых колец, обеспечивает непрерывный линейный или равнопроцентный прирост площади проходного сечения за счет отверстий, выполненных в сепараторе с переменным шагом, а седло жестко закреплено в выходном патрубке клапана или ввернуто посредством самоуплотняющейся конической резьбы и снабжено установленным внутри рассекателем потока и раструбом для вывода выровненного потока за пределы сварного шва приварки клапана к трубопроводу, при этом шток клапана содержит бурт, конструктивно выполненный заодно с телом штока, к которому одним концом приварен сильфонный узел, второй конец которого приварен к втулке, которая через напряженный многослойный торообразный уплотнительный элемент закреплена в крышке верхнего разъема клапана регулирующего осесимметричного сильфонного с верхним разъемом, образуя герметичный замкнутый контур.

2. Клапан регулирующий осесимметричный сильфонный с верхним разъемом по п.1, отличающийся тем, что корпус соединен с верхним фланцем и фланец с крышкой посредством напряженного многослойного торообразного уплотнительного элемента.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области машиностроения, к устройствам регулирования расхода рабочей среды в трубопроводе путем дросселирования потока среды, проходящего через дросселирующий элемент, создающий перепад давления между входом в устройство и выходом из него и пропускающее требуемый расход среды.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к арматуростроению, а именно к запорно-регулирующей трубопроводной арматуре, и может быть использовано в нефтегазодобывающей и других областях промышленности.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к клапанам осевого потока, применяемым в промышленной трубопроводной арматуре и предназначенным для регулирования и перекрытия рабочих сред, преимущественно жидкостных потоков, с большим давлением и с высокой температурой.

Изобретение относится к энергетической арматуре, в частности к регулирующим клапанам редукционно-охладительных устройств (РОУ), и предназначено для использования в системах дросселирования пара для технологических целей.

Изобретение относится к трубопроводной арматуре, в частности к дроссельным вставкам, и предназначено для регулирования расхода рабочей среды в трубопроводах, применяемых в ядерных энергетических установках, в паровых котлах тепловых электростанций и т.п.

Изобретение относится к конструкции энергетической трубопроводной арматуры, используемой в качестве запорного предохранительного органа в трубопроводах с жидкими средами, и предназначена для повышения безопасности эксплуатации действующих атомных электростанций с жидким теплоносителем.

Изобретение относится к трубопроводной арматуре, преимущественно к дроссельным устройствам для срабатывания перепада давления, и предназначено для использования на ТЭС, ГРЭС, ТЭЦ, АЭС, а также в энергетическом, химическом, нефтяном, газовом машиностроении.

Изобретение относится к трубопроводной арматуре, в частности к клапанам регулирующим осесимметричным с верхним фланцевым разъемом, и предназначено для регулирования и перекрытия жидких и газообразных рабочих сред на объектах энергетики и газонефтехимии.

Группа изобретений относится к трубопроводной арматуре и предназначена в качестве органов управления расходом текучей среды для выравнивания давления текучей среды.

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и может быть использовано в конструкции регулирующих клапанов в химической, энергетической и других отраслях. Клапан регулирующий, содержащий корпус, с закрепленной на нем стойкой, в которой в верхнем торце выполнены отверстия, расположенные параллельно плоскости вращения рукоятки, регулирующий орган, который имеет возможность вертикального перемещения со штоком внутри корпуса, рукоятку, втулку ходовую, указатель положения регулирующего органа, узел фиксации регулирующего органа, ограничитель хода регулирующего органа.

Группа изобретений относится к взрывобезопасному клапану для газового контейнера и способу его сборки. Взрывобезопасный клапан содержит основной корпус и субкорпус.

Изобретение относится к трубопроводному арматуростроению, в частности к запорным клапанам, и предназначено для перекрытия проходного сечения трубопровода с использованием ручного или механизированного привода.

Изобретение относится к конструкции клапана для гидро- или пневмопривода. Конструкция клапана содержит стакан, установленный с возможностью перемещения внутри корпуса.

Устройство (10) для регулирования расхода с возможностью регулирования расхода текучей среды, протекающей между парой отверстий, образуемой первым отверстием (12) и вторым отверстием (16), в результате перемещения штока (24), имеющего клапанный элемент, в направлении оси, содержащее: первый корпус (14), включающий в себя соединительную муфту (28) с первым отверстием (12), с которой соединяется труба (74) для подвода или отвода текучей среды, направляющий элемент (34) для направления штока (24) вдоль направления оси и седло (54), на которое садится клапанный элемент; и второй корпус (18), установленный в нижней части первого корпуса (14) и снабженный вторым отверстием (16) для подвода и отвода текучей среды, причем на внешней окружной поверхности первого корпуса (14) сформирован держатель (32), который удерживает контрольный клапан (44), контактирующий с внутренней окружной поверхностью второго корпуса (18), при этом между первым корпусом (14) и вторым корпусом (18) сформирован канал (72) для текучей среды, который сообщается с первым отверстием (12) и через который протекает текучая среда, а первый соединительный элемент (30) на концевом участке внешней окружной поверхности первого корпуса (14) соединен со вторым соединительным элементом (128) на концевом участке второго корпуса (18).

Группа изобретений относится к трубопроводной арматуре, в частности к органу управления расходом текучей среды, и предназначена для выравнивания давления текучей среды между резервуаром, содержащим текучую среду, и другим резервуаром, шлангом, трубопроводом и т.п.

Данный клапан (100) содержит корпус (101); первый канал (111) для перемещения текучей среды; второй канал (112) для перемещения текучей среды; первый клапанный элемент (130), который выполнен с возможностью поступательного перемещения в первом направлении (X112) между открытым положением и закрытым положением одного или каждого первого канала (111), причем корпус (101) образует первое седло (123) для первого клапанного элемента (130); и второй клапанный элемент (130), который выполнен с возможностью поступательного перемещения во втором направлении (X112) между открытым положением и закрытым положением одного или каждого второго канала (112); при этом первое направление (X112) и второе направление (X112) являются параллельными или совпадающими друг с другом.

Изобретение относится к дроссельному клапану, содержащему впуск (29) текучей среды и выпуск (27) текучей среды. Дроссельный клапан выполнен с возможностью управления потоком текучей среды, проходящего по пути потока от впуска (29) текучей среды в выпуск (27) текучей среды.

Вентиль // 2520792
Изобретение относится к ручным вентилям, предназначенным для использования в пневмогидравлической системе наземного агрегата гидропитания, применяемого при проверках функционирования рулевых машин перед стартом ракеты. В корпусе вентиля размещен затвор с запрессованным уплотнителем, опирающимся на вставное седло. В корпусе установлена ходовая гайка с одной стороны, взаимодействующая с наконечником штока квадратного сечения, установленного с зазором по граням квадратного отверстия ходовой гайки. Шток взаимодействует с втулкой через уплотнение эластичными кольцами, охваченными фторопластовой манжетой, и своим торцом с упорным подшипником. С другой стороны ходовая гайка своим хвостовиком взаимодействует с затвором через шарик при закрытии вентиля и в начальный момент открытия, а также со штифтом при дальнейшем открытии вентиля до упора в торец втулки, которые установлены в хвостовике ходовой гайки. Причем в ходовой гайке выполнены отверстия для прохода рабочей среды через них и через зазоры квадратного отверстия ходовой гайки с гранями наконечника штока для выравнивания перепада давления до и после ходовой гайки. Изобретение направлено на повышение надежности, долговечности и удобства эксплуатации вентиля без ремонта в течение всего установленного гарантийного срока службы за счет снижения коэффициента трения в контактирующих деталях. 3 ил.
Наверх