Затворный узел управляющего клапана, содержащий клетку с ромбовидными отверстиями

Гидравлический клапан содержит корпус клапана (12), имеющий отверстие для впуска жидкости (14) и отверстие для выпуска жидкости (16), соединенные перепускным жидкостным каналом (18). Седло клапана (24) расположено внутри перепускного жидкостного канала. Гидравлический элемент управления (26) подвижно расположен внутри перепускного жидкостного канала, причем гидравлический элемент управления взаимодействует с затворным узлом (20) для управления потоком жидкости через перепускной жидкостный канал. Затворный узел содержит клетку (22), которая имеет множество ромбовидных отверстий (40), расположенных в ее стенке (38). Множество отверстий клетки (40) может содержать одно или более ромбовидных отверстий (42). Продольная ось (60) ромбовидного отверстия (42) ориентирована параллельно продольной оси (62) клетки (22). Между ромбовидными отверстиями (42) сформирована решетка (70). Решетка (70) может содержать первую ножку (72), вторую ножку (74), третью ножку (76) и четвертую ножку (78), которые пересекаются в центральной зоне (80). 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001] Настоящее изобретение в целом относится к управляющим клапанам, содержащим затворный узел с зоной интенсивного потока и, в частности, к затворным узлам, содержащим клетку с ромбовидными отверстиями.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Гидравлические клапаны управляют потоком жидкости из одного расположения в другое. Когда гидравлический клапан находится в закрытом положении, предотвращается перетекание жидкости под высоким давлением, находящейся с одной стороны в зону более низкого давления с другой стороны клапана. Часто гидравлические клапаны содержат подвижный гидравлический управляющий элемент и седло определенного типа, взаимодействующее с этим гидравлическим управляющим элементом, для регулировки потока жидкости через клапан. В некоторых случаях может потребоваться изменение характеристик жидкости при ее течении через клапан, например, для снижения шума. В этих случаях можно использовать затворный узел, который содержит клетку с множеством отверстий. Отверстиям можно придавать такие формы и размеры, чтобы иметь возможность определять поток жидкости через затворный узел. Во время нормальной работы потребности системы можно удовлетворить ограниченным перемещением гидравлического управляющего элемента. Тем не менее, в период высокого потребления или помпажной работы отверстия клетки могут ограничивать поток жидкости через затворный узел до уровня ниже, чем это требуются помпажными условиями, поскольку эти отверстия просто не имеют достаточной пропускной способности для соответствия потребностям помпажной работы.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0003] Гидравлический клапан содержит корпус клапана, имеющий отверстия для впуска жидкости и выпуска жидкости, соединенные перепускным жидкостным каналом. Затворный узел расположен внутри перепускного жидкостного канала, при этом затворный узел содержит клетку и седло клапана. Гидравлический управляющий элемент подвижно располагается внутри перепускного жидкостного канала и внутри клетки, при этом гидравлический управляющий элемент взаимодействует с седлом клапана для регулировки потока жидкости через перепускной жидкостный канал. Клетка имеет множество отверстий ромбовидной формы.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

[0004] ФИГ. 1 представляет собой вид поперечного сечения управляющего клапана, содержащего затворный узел, изготовленный в соответствии с идеями изобретения;

[0005] ФИГ. 2 иллюстрирует вид крупным планом клетки затворного узла из ФИГ. 1;

[0006] ФИГ. 3 иллюстрирует вид крупным планом альтернативного варианта реализации затворного узла из ФИГ. 1; и

[0007] ФИГ. 4 иллюстрирует вид поперечного сечения клетки из ФИГ. 3.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0008] Описанные в данном документе затворные узлы эффективно обеспечивают большое увеличение проходного сечения потока при минимальном перемещении гидравлического управляющего элемента, такого как пробка клапана. Описанные затворные узлы могут быть использованы в качестве самостоятельных затворных узлов, либо описанные отверстия клетки могут комбинироваться с другими затворными узлами для получения затворных узлов, которые определяют поток жидкости, и при этом имеют антипомпажную способность. Описанные отверстия клетки улучшают радиальную прочность клетки, что дает возможность использовать описанные затворные узлы в работах при высоких перепадах давления, таких как операции подавления пульсаций компрессора. Описанные затворные узлы могут быть особенно полезны в управляющих клапанах со скользящим штоком.

[0009] Кроме того, описанные затворные узлы обеспечивают управляющие клапаны, которые имеют клетки меньшие, относительно известных затворных узлов, и, следовательно, описанные затворные узлы можно использовать в управляющих клапанах с меньшими корпусами клапанов. Хотя эти клетки, в общем случае, меньше известных клеток для данных применений, описанные клетки содержат область высокой пропускной способности потока, поскольку имеют сечение потока, которое быстро увеличивается при заданном перемещении пробки клапана. Поэтому описанные затворные узлы особенно полезны в двухступенчатых затворных узлах, где первая ступень включает схему высверленных отверстий и дросселирует (или определяет) поток жидкости в нормальном диапазоне потребления, а вторая ступень имеет отверстия специальной формы или проходы, чтобы обеспечивать большое увеличение сечения потока при минимальных увеличениях перемещения стержня клапана, для создания возможности быстрого увеличения потока жидкости в условиях высокого потребления.

[0010] На ФИГ. 1 видно, что управляющий клапан 10 содержит корпус клапана 12, который имеет отверстие для впуска жидкости 14 и отверстие для выпуска жидкости 16, соединенные перепускным жидкостным каналом 18. Затворный узел 20 расположен внутри корпуса клапана 12 между отверстием для впуска жидкости 14 и отверстием для выпуска жидкости 16. Затворный узел 20 содержит клетку 22 и седло 24. Гидравлический управляющий элемент, такой как пробка 26, располагается внутри клетки 22, и пробка 26 взаимодействует с седлом 24 для управления потоком жидкости через корпус клапана 12. Стержень 28 соединен с пробкой 26 одним концом и с исполнительным приводом 30 другим концом. Исполнительный привод 30 управляет движением пробки 26 внутри клетки 22.

[0011] Как проиллюстрировано на ФИГ. 2, один из вариантов реализации клетки 22 включает седло 24 на первом конце 32 и отверстие 34 на втором конце 36. Стенка клетки 38 проходит между первым концом 32 и вторым концом 36, при этом стенка 38 формирует полое центральное отверстие, внутри которого скользит пробка клапана 26 для управления потоком жидкости через клетку 22. В стенке клетки 38 образовано множество отверстий 40. Множество отверстий клетки 40 может содержать одно или более ромбовидных отверстий 42. Ромбовидные отверстия 42 могут иметь первый край 44 и второй край 46, которые формируют первое пересечение 48. Первый край 44 и второй край 46 могут образовывать первый угол 50, составляющий около 30 градусов. Предпочтительно, первый угол 50 может находиться в диапазоне от около 10 градусов до около 80 градусов, более предпочтительно, от 20 градусов до 60 градусов, и еще более предпочтительно, от 25 градусов до 40 градусов. Первый угол 50 в описанных диапазонах преимущественно дает возможность размещения ромбовидных отверстий 42 с высокой плотностью в стенке клетки 38.

[0012] Ромбовидное отверстие 42 может также иметь третий край 52 и четвертый край 54, которые образуют второе пересечение 56. Второе пересечение 56 может образовывать второй угол 58, величина которого находится в тех же диапазонах, которые описаны выше для первого угла 50. Линия между первым пересечением 48 и вторым пересечением 56 определяет продольную ось 60 ромбовидного отверстия 42. В варианте реализации изобретения, проиллюстрированном на ФИГ. 2, продольная ось 60 ориентирована практически параллельно продольной оси 62 клетки 22. В других вариантах реализации изобретения продольная ось 60 может быть ориентирована практически перпендикулярно к продольной оси 62 клетки.

[0013] Ромбовидное отверстие 42 может опционально иметь первую плоскую кромку 64, соединяющую первый край 44 и третий край 52, и вторую плоскую кромку 66, соединяющую второй край 46 и четвертый край 54. Если первое ромбовидное отверстие 42' и второе ромбовидное отверстие 42ʺ расположены с примыканием друг к другу, то вторая плоская кромка 66' первого ромбовидного отверстия 42' может быть расположена с примыканием к первой плоской кромке 64ʺ второго ромбовидного отверстия 42ʺ, и наоборот. В результате, между отдельными ромбовидными отверстиями 42 из множества ромбовидных отверстий 40 может быть сформирована решетка 70. Решетка 70 может содержать множество X-образных перемычек 71, имеющих первую ножку 72, вторую ножку 74, третью ножку 76 и четвертую ножку 78, которые пересекаются в центральной зоне 80. Решетка 70 придает клетке 22 радиальную прочность в зоне расположения множества ромбовидных отверстий 40. В некоторых вариантах реализации изобретения первая ножка 72, вторая ножка 74, третья ножка 76 и четвертая ножка 78 могут иметь толщину 79 в диапазоне от около 1 мм до около 25 мм, более предпочтительно, в диапазоне от около 5 мм до около 20 мм, и еще более предпочтительно, в диапазоне от около 10 мм до около 20 мм. Толщина в указанных диапазонах приводит к практически оптимальному согласованию между радиальной прочностью и увеличенным сечением потока.

[0014] В варианте реализации изобретения по ФИГ. 2, множество ромбовидных отверстий 40 может быть отделено от седла 24 первым расстоянием 82. Аналогично, множество ромбовидных отверстий 40 может быть отделено от второго конца 36 клетки 22 вторым расстоянием 84. Первое и второе расстояния 82, 84 ограничивают множество отверстий 40 зоной интенсивного потока 86. В других вариантах реализации изобретения множество ромбовидных отверстий 40 может подходить вплотную к первому концу 32, второму концу 34 или к обоим.

[0015] Как проиллюстрировано на ФИГ. 3, другой вариант реализации клетки 122 может содержать множество ромбовидных отверстий 40. По меньшей мере одно ромбовидное отверстие 142 может иметь форму, описанную выше со ссылкой на ФИГ. 2. Множество ромбовидных отверстий 40 создает зону интенсивного потока 186. В стенке клетки 138 может быть сформировано множество определяющих поток отверстий, такое как множество шумопоглощающих отверстий 188. Множество шумопоглощающих отверстий 188 может содержать одно или более круглых отверстий 190, которые определяют поток через клапан в процессе нормальной работы. Таким образом, множество шумопоглощающих отверстий 188 создает зону типичного потока 190. Переходная зона 192 сформирована между зоной интенсивного потока 186 и зоной типичного потока 190. Во время нормальной работы жидкость может протекать через множество шумопоглощающих отверстий 188 в зоне типичного потока 190. Когда спрос потребляющей стороны превышает пропускную способность зоны типичного потока 190, как при работе в помпажных условиях, пробка клапана 26 (ФИГ. 1) открывается достаточно, чтобы дать возможность жидкости начать протекать через множество ромбовидных отверстий 140 в зоне интенсивного потока 186. В некоторых вариантах реализации изобретения участки ромбовидных отверстий 142 могут перекрываться с частями шумопоглощающих отверстий 190 в переходной зоне 192 для осуществления плавного перехода между поглощением шума (или другого параметра потока) и работой в помпажных условиях. Как описано выше, множество ромбовидных отверстий 140 обеспечивает клетке 122 высокую пропускную способность, в то же время сохраняя радиальную прочность клетки 122 в ситуациях с большим перепадом давления.

[0016] ФИГ. 4 иллюстрирует вид поперечного сечения клетки 122, из ФИГ. 3. Множество ромбовидных отверстий 140 располагаются ближе ко второму концу 136 клетки 122, чем множество шумопоглощающих отверстий 188. Стенка клетки 138 содержит выемку или углубленный участок 194 вблизи от множества ромбовидных отверстий 140. Этот углубленный участок 194 дополнительно увеличивает поток через зону интенсивного потока 186.

[0017] Хотя в данном документе были описаны определенные затворные узлы и управляющие клапаны в соответствии с идеями настоящего изобретения, объем приложенной формулы изобретения ими не ограничивается. Напротив, формула охватывает все варианты реализации идей изобретения, представленных в данном описании, вполне попадающих в объем допускаемых эквивалентов.

1. Гидравлический клапан, содержащий:

корпус клапана, имеющий отверстия для впуска жидкости и выпуска жидкости, соединенные перепускным жидкостным каналом;

затворный узел, расположенный внутри перепускного жидкостного канала; и

гидравлический элемент управления, подвижно расположенный внутри перепускного жидкостного канала, причем гидравлический элемент управления взаимодействует с затворным узлом для управления потоком жидкости через перепускной жидкостный канал;

при этом затворный узел содержит клетку, которая имеет седло клапана на одном конце и первое множество ромбовидных отверстий, расположенных в стенке клетки,

при этом первое множество ромбовидных отверстий содержит первый ряд ромбовидных отверстий, расположенных рядом друг с другом вокруг окружности клетки, причем каждое ромбовидное отверстие первого ряда имеет продольную ось, которая параллельна продольным осям других ромбовидных отверстий первого ряда и параллельна продольной оси клетки, и второй ряд ромбовидных отверстий, расположенных рядом друг с другом вокруг окружности клетки, причем каждое ромбовидное отверстие второго ряда имеет продольную ось, которая параллельна продольным осям других ромбовидных отверстий второго ряда и параллельна продольной оси клетки, причем продольные оси ромбовидных отверстий первого ряда смещены относительно продольных осей ромбовидных отверстий второго ряда, тем самым образуя между ромбовидными отверстиями решетку материала, имеющую первую ножку, вторую ножку, третью ножку и четвертую ножку, пересекающиеся в центральной зоне.

2. Гидравлический клапан по п. 1, отличающийся тем, что клетка содержит второе множество отверстий, причем по меньшей мере одно отверстие из второго множества имеет форму, отличную от ромбовидной.

3. Гидравлический клапан по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что по меньшей мере одно отверстие во втором множестве отверстий имеет круглую форму.

4. Гидравлический клапан по любому из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что по меньшей мере одно отверстие во втором множестве отверстий расположено ближе к седлу клапана, чем первое множество отверстий.

5. Гидравлический клапан по любому из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что первое множество отверстий перекрывается со вторым множеством отверстий в переходной зоне стенки клетки.

6. Гидравлический клапан по любому из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что стенка клетки содержит углубленную часть вблизи от первого множества отверстий.

7. Гидравлический клапан по любому из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что по меньшей мере одно ромбовидное отверстие из множества ромбовидных отверстий ориентировано в направлении, практически перпендикулярном продольной оси клетки.

8. Гидравлический клапан по любому из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что по меньшей мере одно отверстие из первого множества отверстий содержит первую часть и вторую часть, причем первая часть имеет первый край и второй край, при этом первый край и второй край образуют первое пересечение.

9. Гидравлический клапан по п. 8, отличающийся тем, что пересечение образует угол в диапазоне от около 10 градусов до около 80 градусов.

10. Гидравлический клапан по любому из пп. 8 или 9, отличающийся тем, что вторая часть содержит третий край и четвертый край, образующие второе пересечение.

11. Гидравлический клапан по любому из пп. 8 или 9, отличающийся тем, что первый край и третий край соединены плоским сегментом, который практически параллелен продольной оси отверстия.

12. Клетка для затворного узла управляющего клапана, содержащая:

корпус клетки, имеющий проем на одном конце, и стенку, начинающуюся от проема; и

множество ромбовидных отверстий, расположенных в стенке, при этом первое множество ромбовидных отверстий содержит первый ряд ромбовидных отверстий, расположенных рядом друг с другом вокруг окружности клетки, причем каждое ромбовидное отверстие первого ряда имеет продольную ось, которая параллельна продольным осям других ромбовидных отверстий первого ряда и параллельна продольной оси клетки, и второй ряд ромбовидных отверстий, расположенных рядом друг с другом вокруг окружности клетки, причем каждое ромбовидное отверстие второго ряда имеет продольную ось, которая параллельна продольным осям других ромбовидных отверстий второго ряда и параллельна продольной оси клетки, причем продольные оси ромбовидных отверстий первого ряда смещены относительно продольных осей ромбовидных отверстий второго ряда, тем самым образуя между ромбовидными отверстиями решетку материала, имеющую первую ножку, вторую ножку, третью ножку и четвертую ножку, пересекающиеся в центральной зоне.

13. Клетка по п. 12, дополнительно содержащая множество круглых отверстий.

14. Клетка по любому из пп. 12 или 13, отличающаяся тем, что множество ромбовидных отверстий более удалены от седла клапана, чем множество круглых отверстий.

15. Клетка по любому из пп. 12 или 13, отличающаяся тем, что множество ромбовидных отверстий перекрывается с множеством круглых отверстий в переходной зоне.



 

Похожие патенты:

Клетка (22) для узла затвора регулирующего клапана содержит стенку клетки (40), первую тарелку (50), прилегающую к стенке клетки, вторую тарелку (52), расположенную отдельно с зазором от стенки клетки, третью тарелку, расположенную между указанными первой тарелкой и второй тарелкой, и первое множество стержней (48), расположенных продольно между первой тарелкой и второй тарелкой, причем указанные стержни указанного первого множества стержней расставлены с промежутками неодинаково между указанными второй тарелкой и третьей тарелкой по сравнению с расстановкой между указанными первой тарелкой и третьей тарелкой.

Изобретение относится к регулировочному клапану для регулирования газообразного объемного потока среды, в частности объемного потока пара. Регулировочный клапан (1) предназначен для регулирования газообразного объемного потока, в частности объемного потока (2) пара, при этом содержит корпус (3) клапана, седло (5) клапана, а также дроссельный элемент (6) клапана, который может перемещаться относительно седла (5) клапана вдоль оси (7) перемещения.

Группа изобретений относится к устройствам для уменьшения шума, предназначенным для управляющих клапанов для управления потоком текучей среды. Устройство для уменьшения давления текучей среды содержит множество уложенных с образованием стопы дисков.

Описан клапан (1), в частности клапан теплообменника, содержащий корпус, имеющий первый порт (3), второй порт (4) и проточный канал между упомянутым первым портом (3) и упомянутым вторым портом (4), причем в упомянутом проточном канале расположены клапанный элемент (7), клапанное седло (6), имеющее ось (23), и динамический блок (8).

Изобретение относится к клапану теплообменника. Клапан теплообменника содержит корпус (2), имеющий первый порт (3) и второй порт (4), расположенное между ними клапанное седло (5), имеющее ось (6) клапанного седла, клапанный элемент (7), выполненный с возможностью взаимодействия с упомянутым клапанным седлом (5), и средства (9) предварительной настройки.
Корпус (10) клапана содержит первое и второе отверстия (12, 14), канал (16), а также первый и второй участки (P1, P2) трубопровода. Отверстия центрированы по центральной оси корпуса клапана.

Корпус клапана содержит первое отверстие, второе отверстие, камеру, первый канал для потока, второй канал для потока и верхнее отклоняющее устройство для отклонения потока.

Клетка клапана для регулятора расхода текучей среды содержит полый цилиндрический корпус, участок шумопоглощения, участок высокой пропускной способности потока и переходный участок.

Сборка клапана содержит корпус клапана, имеющий углубление, и колпак, содержащий углубление, сопряженное с поверхностью колпака, обойму клапана. Обойма частично расположена в канале и содержит часть корпуса, вытянутую вдоль продольной оси и имеющую наружную поверхность.

Редукторы давления предназначены для использования в трубопроводах под давлением для обеспечения переменного сопротивления потоку рабочей жидкости, такой как пар или вода, без использования подвижных частей.

Изобретение относится к арматуростроению и может быть использовано в качестве как запорного, так и регулирующего устройств в технологических трубопроводах различного назначения.

Изобретение относится к клапанному узлу (1), в особенности к редукционному клапанному узлу, содержащему первые рассеивающие средства (13) для рассеивания энергии, вторые рассеивающие средства (15) для рассеивания энергии и закрывающие средства (17) для открытия и закрытия клапана, причем геометрия отверстий (29) первых рассеивающих средств для рассеивания энергии и геометрия отверстий (37) вторых рассеивающих средств для рассеивания энергии выполнена такой, что независимо от открытого состояния клапанного узла перепад давления на первых и вторых рассеивающих средствах для рассеивания энергии оказывается лучше сбалансирован для обеспечения уменьшения эффекта кавитации на корпусе клапанного узла.

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и предназначено для перекрытия и регулирования потока транспортируемой среды. .

Изобретение относится к области арматуростроения и предназначено для перекрытия проходного сечения трубопроводов. .

Изобретение относится к области арматуростроения и может быть использовано для газовой, нефтяной, химической, энергетической и угольной промышленности. .

Изобретение относится к автоматической арматуре с дистанционным управлением. Клапан запорный содержит корпус клапана с проходным каналом и седлом затвора между его патрубками, входным и выходным с дополнительным каналом в теле.

Гидравлический клапан содержит корпус клапана, имеющий отверстие для впуска жидкости и отверстие для выпуска жидкости, соединенные перепускным жидкостным каналом. Седло клапана расположено внутри перепускного жидкостного канала. Гидравлический элемент управления подвижно расположен внутри перепускного жидкостного канала, причем гидравлический элемент управления взаимодействует с затворным узлом для управления потоком жидкости через перепускной жидкостный канал. Затворный узел содержит клетку, которая имеет множество ромбовидных отверстий, расположенных в ее стенке. Множество отверстий клетки может содержать одно или более ромбовидных отверстий. Продольная ось ромбовидного отверстия ориентирована параллельно продольной оси клетки. Между ромбовидными отверстиями сформирована решетка. Решетка может содержать первую ножку, вторую ножку, третью ножку и четвертую ножку, которые пересекаются в центральной зоне. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 4 ил.

Наверх