Регулирующий клапан осевого типа
Владельцы патента RU 2620616:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ярославский государственный технический университет" (ФГБОУВО "ЯГТУ") (RU)
Изобретение относится к арматуростроению. Регулирующий клапан осевого типа содержит корпус, входной и выходной каналы с фланцами, делитель потока, выполненный в виде полого перфорированного цилиндра. Входной патрубок соединяется с кольцевой камерой. Делитель потока представляет собой соосно размещенные друг в друге перфорированные вставки, представляющие собой стаканы с жестко прикрепленными к их торцевым поверхностям кольцевыми пластинами. Внешний стакан и соединенная с ним кольцевая пластина установлены с возможностью поворота относительно продольной оси корпуса. Отверстия в кольцевых пластинах выполнены круговыми рядами, расстояния между которыми увеличиваются от периферии пластины к центру. Оси отверстий наклонены к продольной оси клапана под острым углом. Отверстия в боковых поверхностях стаканов размещены по спирали с переменным шагом, причем оси отверстий имеют переменный угол наклона к оси стаканов, увеличивающийся от выходного патрубка к кольцевым пластинам. В кольцевой камере в зоне установки кольцевых пластин размещен обтекатель. Во внутреннем объеме внутреннего стакана установлено направляющее приспособление. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
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 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 внутренней полости из-за размещения преобразователя вращательного движения в поступательное (кривошипно-шатунного типа), сложность конструкции, а также возникновение кавитации по причине высокого перепада давлений.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является клапан фирмы Mokveld [http://www.mokveldm.com/attachments/article/10/l-l.pdf], содержащий корпус, входной и выходной каналы с фланцами, поршень со штоком и реечным приводом, делитель потока, выполненный в виде полого перфорированного цилиндра.
Недостатками данного клапана являются сложность конструкции, возникновение кавитации и турбулентности.
Задачей данного изобретения является создание регулирующего клапана осевого типа простой конструкции, позволяющего снизить интенсивность кавитации и турбулентности.
Поставленная задача достигается тем, что в регулирующем клапане осевого типа содержащем 1 корпус, входной и выходной каналы с фланцами, делитель потока, выполненный в виде полого перфорированного цилиндра, входной патрубок соединяется с кольцевой камерой, а делитель потока представляет собой соосно размещенные друг в друге перфорированные вставки, представляющие собой стаканы с жестко прикрепленными к их торцевым поверхностям кольцевыми пластинами, причем внешний стакан и соединенная с ним кольцевая пластина установлены с возможностью поворота относительно продольной оси корпуса, при этом отверстия в кольцевых пластинах выполнены круговыми рядами, расстояния между которыми увеличиваются от периферии пластины к центру, оси отверстий наклонены к продольной оси клапана под острым углом, а отверстия в боковых поверхностях стаканов размещены по спирали с переменным шагом, причем оси отверстий имеют переменный угол наклона α к оси стаканов, увеличивающийся от выходного патрубка к кольцевым пластинам, а в кольцевой камере в зоне установки кольцевых пластин размещен обтекатель, а во внутреннем объеме внутреннего стакана установлено направляющее приспособление. На кольцевой пластине, прикрепленной ко внутреннему стакану, выполнены ребра жесткости, контактирующие со внутренней поверхностью корпуса, а для поворота внешнего стакана и соединенной с ним кольцевой пластины выполнен рычаг.
На фиг. 1 изображена схема регулирующего клапана осевого типа.
На фиг. 2 показан вид А.
На фиг. 3 показан вид Б.
Регулирующий клапан осевого типа содержит корпус 1, входной 2 и выходной патрубки 3 с фланцами крепления. Входной патрубок 2 соединяется с кольцевой камерой 4. Делитель потока представляет собой соосно установленные перфорированные вставки, выполненные в виде стаканов 5 и 6 с отверстиями 7 и жестко прикрепленными к торцевым поверхностям стаканов кольцевыми пластинами 8 и 9 с отверстиями 10. На кольцевой пластине 8, прикрепленной к внутреннему стакану, выполнены ребра жесткости 11. В кольцевой камере в зоне установки кольцевых пластин размещен обтекатель 13, направляющий поток и сглаживающий внутреннюю полость. Для поворота кольцевой пластины 9 и стакана 5 выполнен рычаг 14. Во внутреннем объеме стакана 6 размещено направляющее приспособление 15.
Регулирующий клапан осевого типа работает следующим образом.
При открытом клапане (полностью открытых отверстиях в кольцевых пластинах и стаканах) жидкость поступает через входной патрубок в кольцевую камеру и проходит через отверстия в кольцевых пластинах. При этом происходит понижение давления.
Для повышения эффективности снижения давления жидкости отверстия в кольцевых пластинах размещены круговыми рядами, причем расстояния между рядами увеличиваются от края к центру. Такое расположение отверстий позволяет также обеспечить равномерное распределение жидкости в потоке и исключить образование турбулентных зон и снизить кавитацию.
Далее поток жидкости проходит через отверстия в стаканах, где происходит вторичное дросселирование потока и последующее понижение давления. Такое ступенчатое понижение давления позволит существенно снизить кавитационные эффекты.
Пройдя через отверстия в стаканах жидкость направляется к выходному патрубку, а затем в трубопровод.
Процесс регулирования расхода в данном клапане осуществляется путем поворота стаканов и прикрепленных к ним кольцевых пластин. При этом происходит изменение проходного сечения отверстий в стаканах и кольцевых пластинах (перекрытие отверстий). Полное закрытие клапана производится поворотом стаканов и кольцевых пластин при этом имеет место полное перекрытие всех отверстий.
С целью расширения диапазонов и точности регулировки при повороте стаканов отверстия в боковых поверхностях стаканов размещены по спирали с переменным шагом, причем оси отверстий имеют переменный угол наклона к оси стаканов, увеличивающийся от выходного патрубка к кольцевым пластинам.
Для повышения жесткости внутренних элементов клапана на кольцевой пластине, прикрепленной ко внутреннему стакану, выполнены ребра жесткости, контактирующие со внутренней поверхностью корпуса.
С целью снижения турбулентности во внутренних полостях клапана в кольцевой камере в зоне установки кольцевых пластин, размещен обтекатель, а во внутреннем объеме внутреннего стакана установлено направляющее приспособление.
1. Регулирующий клапан осевого типа, содержащий корпус, входной и выходной каналы с фланцами, делитель потока, выполненный в виде полого перфорированного цилиндра, отличающийся тем, что входной патрубок соединяется с кольцевой камерой, а делитель потока представляет собой соосно размещенные друг в друге перфорированные вставки, представляющие собой стаканы с жестко прикрепленными к их торцевым поверхностям кольцевыми пластинами, причем внешний стакан и соединенная с ним кольцевая пластина установлены с возможностью поворота относительно продольной оси корпуса, при этом отверстия в кольцевых пластинах выполнены круговыми рядами, расстояния между которыми увеличиваются от периферии пластины к центру, оси отверстий наклонены к продольной оси клапана под острым углом, а отверстия в боковых поверхностях стаканов размещены по спирали с переменным шагом, причем оси отверстий имеют переменный угол наклона к оси стаканов, увеличивающийся от выходного патрубка к кольцевым пластинам, а в кольцевой камере в зоне установки кольцевых пластин размещен обтекатель, а во внутреннем объеме внутреннего стакана установлено направляющее приспособление.
2. Регулирующий клапан осевого типа по п. 1, отличающийся тем, что на кольцевой пластине, прикрепленной ко внутреннему стакану выполнены ребра жесткости, контактирующие со внутренней поверхностью корпуса, а для поворота внешнего стакана и соединенной с ним кольцевой пластины выполнен рычаг.
