Кран запорно-регулирующий с изменяемой пропускной способностью



Кран запорно-регулирующий с изменяемой пропускной способностью
Кран запорно-регулирующий с изменяемой пропускной способностью
Кран запорно-регулирующий с изменяемой пропускной способностью
Кран запорно-регулирующий с изменяемой пропускной способностью
Кран запорно-регулирующий с изменяемой пропускной способностью

Владельцы патента RU 2753079:

Общество с ограниченной ответственностью "СМАРТАРМАТУРА" (RU)

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и предназначено для использования в автоматизированных системах управления потоками жидкостей в трубопроводных системах. Кран запорно-регулирующий с изменяемой пропускной способностью содержит корпус с проходным каналом с запирающим элементом, выполненным в виде поворотного штока, установленного перпендикулярно продольной оси проходного канала и связанного с механизмом привода. При этом нижняя часть поворотного штока выполнена в виде цилиндрической пробки с боковым отверстием для прохода рабочей жидкости, а верхняя часть штока имеет внешнюю резьбу с мелким шагом и установлена в прижиме резьбовом, жёстко соединённом с корпусом и рамкой-кожухом. При этом в верхней части поворотного штока вставлен штифт, внутри корпуса установлено кольцо уплотнительное, поджимаемое прижимом резьбовым, нижнее отверстие корпуса закрыто заглушкой с кольцом уплотнительным. В нижней части корпуса выполнена цилиндрическая проточка. Таким образом в одном устройстве обеспечиваются функции регулирования, запирания и настройки пропускной способности от одного привода. 4 ил.

 

Изобретение относится к области трубопроводной арматуры, а именно к конструкции запорно-регулирующих устройств, используемых в автоматизированных системах управления потоками жидкостей в трубопроводных системах.

Очень часто предпринимаются попытки использовать в качестве регулирующей арматуры шаровые, запорные по сути, краны. Однако в эксплуатации это выявило следующие недостатки: при неполном открытии крана часто происходит турбулизация потока, возникает кавитация и порождаемый ею сильный шум. Расходная характеристика крана при таком применении сугубо нелинейная и неустойчива, а уплотнения подвергаются в этих условиях эрозии и быстро выходят из строя.

Для устранения этих недостатков фирма Naval снабжает свои регулирующие шаровые краны специальными пластинами, устанавливаемыми в отверстие шара-пробки, предназначенное для пропускания рабочей среды. Четкая регулировка возможна даже при высоких перепадах давления, практически без турбулентности и кавитации. Расходная характеристика крана практически линейна [https://www.vexve.com/ru/, дата обращения 07.09.2020].

Для получения требуемой расходной характеристики ряд фирм использует шары-пробки с некруглым проходным отверстием. Так шаровые краны фирмы Vexve имеют равнопроцентную расходную характеристику – зависимость расхода от угла поворота шпинделя. Это достигается за счет W-образной формы отверстия в шаре-пробке [http://vexve-valve.ru/category/produktsiya/balansirovochnyie-klapani/, дата обращения 07.09.2020].

Однако, указанные выше конструктивные изменения не устраняют другого крупного недостатка регулирующих шаровых кранов, связанного с хладотекучестью фторопласта, из которого изготавливаются седла крана, и его недостаточной стойкостью к абразивному износу. При частичном открытии крана в течение некоторого отрезка времени его седла контактируют с шаром-пробкой не по всей своей рабочей сферической поверхности. Под действием давления потока шар вдавливается в седло, на котором с течением времени образуется кольцевая «ступенька». При дальнейшем повороте шара эта «ступенька» сминается или срезается кромкой шара, что приводит к постепенному искажению формы рабочей поверхности седел и потере герметичности затвора. Кроме того, при частичном открытии крана его седла находятся под воздействием рабочей среды, в которой неизбежно содержатся твердые частицы. Происходит абразивный износ седел, уменьшающий срок службы крана. По указанным причинам ряд фирм запрещает использование своих запорных шаровых кранов в качестве регулирующих.

Совмещение функций регулирования и перекрывания потока достигнуто в балансировочных кранах фирм Broen и Danfoss [https://broen.ru/produktsiya/balansirovochnye-klapany/katalog/, дата обращения 07.09.2020], [https://www.danfoss.com/ru-ru/products/valves/dhs/hydronic-balancing-and-control/?sort=default_sort, дата обращения 07.09.2020]. Перекрытие потока осуществляется шаровым краном. В шпиндель крана вмонтирован винтовой механизм, перемещающий шибер. Шибер частично перекрывает цилиндрическое отверстие в шаре-пробке. Поворотом рукоятки крана можно повернуть шар-пробку на 90˚, полностью перекрыв поток, не меняя регулировки крана (положения шибера). Недостатком такой конструкции является консольное закрепление регулирующего шибера. При использовании такого крана в качестве регулирующего в процессе непрерывной работы не исключены вибрации шибера и его заклинивание.

Удачное конструктивное решение запорно-регулирующего шарового крана было предложено ООО «Рар», Россия [http://www.rar.perm.ru/products/kran//, дата обращения 07.09.2020]. В цилиндрическое отверстие шара-пробки вмонтирован дисковый затвор. Шпиндель диска проходит через центральное отверстие в шпинделе шара-пробки. Регулирование потока производится поворотом диска, полное его перекрытие – поворотом шара-пробки на 90˚. Кран снабжен поворотным пневматическим приводом и двойным мальтийским передаточным механизмом. Половина полного угла поворота выходного вала пневмопривода (45˚) затрачивается на поворот шарового затвора, вторая половина – на поворот дискового затвора. Данных о ресурсе таких кранов и их стоимости не приводится. Конструкция привода представляется весьма громоздкой. Недостатком также является снижение пропускной способности из-за сужения прохода для рабочей жидкости, что может приводить и к отказам из-за засорения рабочего канала в процессе эксплуатации.

Также известны конструкции цилиндрических кранов, содержащие корпус с проходным каналом и установленной в нем цилиндрической пробкой и втулкой, в которой выполнены сквозные отверстия, соосные проходному каналу в пробке, а также механизм привода [https://apollo-vostok.ru/products/plug-valve/, дата обращения 04.09.2020] - прототип.

Недостатком крана является ограниченный функционал: кран может только регулировать и запирать поток рабочей жидкости.

Все вышеперечисленные аналоги не обеспечивают выполнения функций регулирования, запирания и настройки пропускной способности в одном устройстве и от одного привода. Поэтому в системах, где необходимо иметь одновременно все эти функции, приходиться ставить несколько устройств каждое со своим приводом (если речь идет о системах с автоматическим управлением), что резко увеличивает стоимость всей системы в целом, поскольку стоимость привода как правило значительно превосходит стоимость самих устройств.

Техническая задача изобретения направлена на расширение функциональных возможностей крана, при сохранении удобства эксплуатации, надежности и долговечности.

Технический результат направлен на обеспечение в одном устройстве регулирования, запирания и настройки пропускной способности от одного привода.

Технический результат достигается тем, что кран запорно-регулирующий с изменяемой пропускной способностью содержит корпус с проходным каналом с запирающим элементом, выполненным в виде поворотного штока, установленного перпендикулярно продольной оси проходного канала и связанного с механизмом привода. При этом нижняя часть поворотного штока выполнена в виде цилиндрической пробки с боковым отверстием для прохода рабочей жидкости, а верхняя часть штока имеет внешнюю резьбу с мелким шагом и установлена в прижиме резьбовом, жёстко соединённым с корпусом и рамкой-кожухом. При этом в верхней части поворотного штока вставлен штифт, внутри корпуса установлено кольцо уплотнительное, поджимаемое прижимом резьбовым, нижнее отверстие корпуса закрыто заглушкой с кольцом уплотнительным. В нижней части корпуса выполнена цилиндрическая проточка.

Обеспечение изменения пропускной способности, регулирования и запирания в одной конструкции от одного привода достигается за счет наличия в центральной части устройства резьбового соединения поворотного штока с прижимом резьбовым, которое при вращении штока обеспечивает его смещение в направлении, перпендикулярном оси крана, и цилиндрической полости – проточки в нижней части корпуса крана, в которую шток заходит по мере уменьшения пропускной способности и уплотнительных колец, установленных в корпусе крана и обеспечивающих герметичность затвора без протечек при запирании.

Сущность заявляемого устройства поясняется графическими материалам, где на фиг. 1 представлен кран запорно-регулирующий с изменяемой пропускной способностью с одним приводом, изометрический вид, на фиг.2 – разрез в положении «открыто», фиг. 3 – разрез положение «настройка пропускной способности», фиг. 4 - разрез положение «запирание».

В корпусе крана 1 установлен поворотный шток 4, нижняя часть которого выполнена в виде цилиндрической пробки (фиг. 2) с боковым отверстием для прохода рабочей жидкости. Верхняя часть поворотного штока 4 имеет внешнюю резьбу с мелким шагом, которая ввинчивается (вывинчивается) в прижим резьбовой 6, соединённый жёстко с корпусом 1 и рамкой-кожухом 2 при помощи винтов 9. Вращение от двигателя 3, закреплённого на рамке-кожухе 2 винтами 11, передается штифтом 5 на поворотный шток 4. Внутри корпуса 1 установлено кольцо уплотнительное 7, поджимаемое прижимом резьбовым 6. Нижнее отверстие корпуса 1 закрыто заглушкой 8 с кольцом уплотнительным 10. Между корпусом и цилиндрической частью поворотного штока в проточке корпуса установлены уплотняющие кольца 12. В нижней части корпуса выполнена цилиндрическая проточка 13, размер которой в корпусе больше цилиндрической части штока.

Работа конструкции сводится к следующему.

Автоматическая настройка пропускной способности (фиг. 2 - фиг.4) осуществляется за счет перемещения штока 4 посредством двигателя 3, штифта 5 и мелкой резьбы на прижиме резьбовом 6. Отверстие в штоке 4 за счет вращения вала двигателя может занимать любое положение относительно отверстия в корпусе 1, изменяя тем самым пропускную способность крана за счет изменения степени перекрытия проходных отверстий в штоке и корпусе.

Регулирование. При настроенной пропускной способности крана за счет вращения двигателя 3 осуществляется сколь угодно долго по времени регулирование, которое осуществляется изменением расхода от минимума до максимума для данного настроенного положения пропускной способности за счет поворота штока с отверстием относительно отверстия в корпусе в пределах только от 0 до 180 градусов.

Запирание. При необходимости прекратить переток через кран по команде системы управления за счет того же двигателя 3 шток 4 перемещается в крайнее нижнее положение по отношению к корпусу крана, перекрывая рабочее отверстие в штоке (фиг. 4) для этого в нижней части корпуса выполнена цилиндрическая проточка 13. За счет прецизионной пары цилиндрическая часть штока - цилиндрическая часть корпуса образуется лабиринтное уплотнение, которое обеспечивает в крайнем нижнем положении штока отсутствие перетока через кран, т.е. запирание крана в этом положении. Для надежности герметизации затвора и обеспечения герметичности затвора без протечек в корпусе крана установлены уплотнительные кольца 12.

Таким образом, заявленная конструкция крана обеспечивает в одном устройстве регулирование, запирание и настройку пропускной способности с помощью одного привода.

Кран запорно-регулирующий с изменяемой пропускной способностью, характеризующийся тем, что содержит корпус с проходным каналом, запирающий элемент, выполненный в виде поворотного штока, установленного перпендикулярно продольной оси проходного канала и связанного с механизмом привода, при этом нижняя часть поворотного штока выполнена в виде цилиндрической пробки с боковым отверстием для прохода рабочей жидкости, верхняя часть штока выполнена с внешней резьбой с мелким шагом и установлена в прижиме резьбовом, жёстко соединённом с корпусом и рамкой-кожухом, при этом в верхней части поворотного штока вставлен штифт, внутри корпуса установлено кольцо уплотнительное, поджимаемое прижимом резьбовым, нижнее отверстие корпуса закрыто заглушкой с кольцом уплотнительным, в нижней части корпуса выполнена цилиндрическая проточка.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к области машиностроения и направлена на создание клапанов для регулирования расхода горячего газа, работающих на продуктах сгорания, имеющих высокое давление и температуру. Клапан для регулирования расхода горячего газа состоит из корпуса с входным и выходным патрубками, крышки, заслонки, выполненной с приливом и закрепленной посредством двух штифтов на валу, установленном с обеих сторон в подшипники.

Изобретение относится к области машиностроения и направлено на повышение точности установки регулирующих элементов относительно расходных отверстий газораспределительного клапана с линейной расходной характеристикой. Данный способ предназначен для сборки газораспределительных клапанов, у которых имеется как минимум два регулирующих элемента, установленных на одном валу.

Изобретение относится к области машиностроения и направлено на создание клапанов, работающих в условиях высоких температур и давлений и используемых для управления вектором тяги летательных аппаратов. Клапан для горячего газа состоит из корпуса с входным и выходным патрубками, в котором расположены соосные заслонка и седло, установленное в выходной патрубок, седло выполнено с цилиндрическим отверстием, заслонка выполнена в форме иглы и соединена с приводом, выходной конец которого соединен с заслонкой при помощи штифта, установленного на заслонке, перпендикулярно ее оси, и втулки, установленной на выходном конце привода, причем во втулке выполнено отверстие, в которое заходит штифт, установленный на заслонке, втулка установлена по посадке на наружную цилиндрическую поверхность заслонки, между смежными торцовыми поверхностями втулки и заслонки выполнен зазор, в который установлен упругий элемент, а отверстие во втулке выполнено больше, как минимум, чем диаметр штифта на величину теплового расширения в осевом направлении деталей: седла, заслонки и привода, причем отверстие во втулке касается штифта со стороны, расположенной дальше от упругого элемента при полностью закрытом цилиндрическом отверстии седла.

Настоящее изобретение относится к запорному крану для обеспечения или прекращения протекания жидкости под давлением через разливочную трубку (13), содержащую переднюю по ходу часть (13u), отделенную от задней по ходу части (13d) посредством запорного крана, с которым обе эти части соединены, причем указанный запорный кран содержит(a) корпусную часть (11), содержащую камеру (11 с), образованную периферийной стенкой корпуса, окружающей продольную ось z, причем указанная периферийная стенка корпуса содержит внутреннюю поверхность вращения, содержащую впускное отверстие корпуса, выполненное с возможностью присоединения к передней по ходу части (13u) разливочной трубки (13),(b) выпускной соединитель (11d), выполненный с возможностью присоединения к задней по ходу части (13d) разливочной трубки или образующий ее, и содержащий выпускное отверстие;(c) пробку (21), образованную наружной периферийной стенкой пробки, плотно прилегающей к внутренней поверхности вращения периферийной стенки корпуса таким образом, что обеспечена возможность поворота пробки внутри камеры (11с) вокруг указанной продольной оси z, причем указанная пробка содержит(d) сквозной канал (23), проходящий от переднего по ходу отверстия (23u), расположенного на наружной периферийной стенке пробки, к заднему по ходу отверстию (23d) таким образом, что обеспечена возможность поворота пробки вокруг продольной оси z от положения протекания пробки до закрытого положения,(e) причем(f) наружная периферийная стенка пробки содержит уплотнительный выступ (22s), в верхней части которого имеется гребень и который образует замкнутый контур, задающий пустое пространство (23s) наружной периферийной стенки пробки таким образом, что в закрытом положении впускное отверстие корпуса периферийной стенки корпуса обращено к пустому пространству (23s) и окружено уплотнительным выступом (22s), отличающийся тем, что(g) наружная периферийная стенка пробки также содержит проточный выступ (22f), в верхней части которого имеется гребень, окружающий переднее по ходу отверстие (23u) таким образом, что в положении протекания впускное отверстие периферийной стенки цилиндрической камеры окружено проточным выступом (22f), причем указанный проточный выступ (22f) предпочтительно объединяет общую часть (22fs) выступа с уплотнительным выступом (22s).

Настоящее изобретение относится к запорному крану для обеспечения или прекращения протекания жидкости под давлением через разливочную трубку (13), содержащую переднюю по ходу часть (13u), отделенную от задней по ходу части (13d) посредством запорного крана, с которым обе эти части соединены, причем указанный запорный кран содержит(a) корпусную часть (11), содержащую камеру (11 с), образованную периферийной стенкой корпуса, окружающей продольную ось z, причем указанная периферийная стенка корпуса содержит внутреннюю поверхность вращения, содержащую впускное отверстие корпуса, выполненное с возможностью присоединения к передней по ходу части (13u) разливочной трубки (13),(b) выпускной соединитель (11d), выполненный с возможностью присоединения к задней по ходу части (13d) разливочной трубки или образующий ее, и содержащий выпускное отверстие;(c) пробку (21), образованную наружной периферийной стенкой пробки, плотно прилегающей к внутренней поверхности вращения периферийной стенки корпуса таким образом, что обеспечена возможность поворота пробки внутри камеры (11с) вокруг указанной продольной оси z, причем указанная пробка содержит(d) сквозной канал (23), проходящий от переднего по ходу отверстия (23u), расположенного на наружной периферийной стенке пробки, к заднему по ходу отверстию (23d) таким образом, что обеспечена возможность поворота пробки вокруг продольной оси z от положения протекания пробки до закрытого положения,(e) причем(f) наружная периферийная стенка пробки содержит уплотнительный выступ (22s), в верхней части которого имеется гребень и который образует замкнутый контур, задающий пустое пространство (23s) наружной периферийной стенки пробки таким образом, что в закрытом положении впускное отверстие корпуса периферийной стенки корпуса обращено к пустому пространству (23s) и окружено уплотнительным выступом (22s), отличающийся тем, что(g) наружная периферийная стенка пробки также содержит проточный выступ (22f), в верхней части которого имеется гребень, окружающий переднее по ходу отверстие (23u) таким образом, что в положении протекания впускное отверстие периферийной стенки цилиндрической камеры окружено проточным выступом (22f), причем указанный проточный выступ (22f) предпочтительно объединяет общую часть (22fs) выступа с уплотнительным выступом (22s).

Изобретение относится к области машиностроения и направлено на совершенствование клапанов, работающих в условиях высоких температур и давлений и обеспечивающих управление летательным аппаратом в плоскостях тангажа, рыскания и крена. Предлагается регулятор расхода газа, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, седло с равномерно расположенными расходными отверстиями, установленное в выходной патрубок, кинематически связанные заслонку и вал, расходные отверстия выполнены на заслонке в форме сектора кольца, ограниченного двумя цилиндрическими поверхностями, центры которых находятся на оси вала, при этом расходные отверстия заслонки выполнены одинаковыми с расходными отверстиями седла, торец седла, обращенный к заслонке, выполнен плоским, так же как смежный с ним торец заслонки, вал установлен в подшипники, между плоскими поверхностями седла и заслонки, обращенными друг к другу, выполнен равномерный зазор h, а на расстоянии, большем, чем величина большего радиуса расходного отверстия заслонки, выполнены в поперечном сечении одинаковые кольцевые канавки в виде торовой поверхности, в канавки установлены шарики, величина диаметра которых равна 2(0,92…1) радиуса поперечного сечения канавок, при этом канавки под шарики выполнены одинаковой глубины, равной величине H=(dш-h)/2, где Н - глубина канавки, dш - диаметр шарика, h - величина зазора между плоскими торцами седла и заслонки, причем заслонка выполнена с глухим отверстием, в которое заходит вал, и заслонка по отношению к валу установлена с осевым зазором и кинематически соединена с валом с возможностью самоустановки, максимальная величина зазора между торцами глухого отверстия заслонки и вала равна (0,95…0,97)dш.

Предложена группа изобретений под названием «Герметизирующие устройства для управления потоком высокого давления». Группа изобретений относится к герметизирующим проходам для потока текучей среды внутри устройств управления потоком, таких как те, которые, в частности, приспособлены для использования в системах добычи и обработки нефти и газа под высоким давлением.

Изобретение относится к области машиностроения и направлено на создание клапанов, работающих в условиях высоких температур и давлений, используемых для управления вектором тяги летательных аппаратов. Клапан для регулирования расхода горячего газа содержит корпус, облицованный изнутри деталями из эрозионностойкого прессматериала и с размещенным в нем валом, установленным в подшипники и соединенным кинематически с регулирующим элементом, узел уплотнения вала, расположенный в месте выхода вала из корпуса, и торцовое уплотнение, установленное в цилиндрическую полость, диаметр которой соосен с наружной поверхностью вала, при этом на валу со стороны регулирующего элемента выполнен кольцевой уступ, а в кольцевой зазор, образованный цилиндрической полостью и наружной поверхностью вала за кольцевым уступом, установлены графитовые кольца, которые попеременно введены в контакт с наружной поверхностью вала или внутренней поверхностью цилиндрической полости и контактирующие между собой по плоским торцовым поверхностям, причем первое графитовое кольцо, расположенное за кольцевым уступом вала, введено в контакт с наружной поверхностью вала и установлено по отношению к внутренней поверхности цилиндрической полости с равномерным зазором, а последнее графитовое кольцо торцового уплотнения введено в контакт с внутренней поверхностью цилиндрической полости и установлено по отношению к наружной поверхности вала с равномерным кольцевым зазором.

Группа изобретений относится к медицине. Выпускной элемент для мешка в приспособлении для уростомы содержит клапан с средствами для обеспечения свободного вращения между клапаном и трубкой, соединяющей приспособление для уростомы со сборным мешком.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к регуляторам расхода горячего газа для регулирования расхода рабочей среды, имеющей высокую температуру и давление, предназначенным для управления вектором тяги летательных аппаратов. Регулятор расхода горячего газа содержит теплоизолированный корпус с входным и двумя выходными патрубками, в которые установлены основное и дополнительное седла с расходными отверстиями, на седлах с обеих сторон от их расходных отверстий выполнены ребра, контактирующие с основной и дополнительной заслонками по взаимообращенным цилиндрическим поверхностям, заслонки через основную и дополнительную карданные муфты соединены с валом, соосным с цилиндрическими поверхностями заслонок и ребер седел, на обеих заслонках со стороны, ближайшей к валу, выполнены опорные приливы, обе карданные муфты снабжены штифтами, расположенными во взаимно перпендикулярных плоскостях и установленными по посадке в пазах, выполненных в валу и заслонках, при этом пазы имеют глухие торцы, а заслонки установлены с осевым люфтом и в них выполнены расходные отверстия, между глухими торцами пазов дополнительной заслонки и штифтом дополнительной карданной муфты расположен упругий элемент из сгораемого материала, толщина которого в осевом направлении больше суммарного осевого люфта заслонок, причем кромки расходных отверстий каждой из заслонок, ближайшие друг к другу, и торцы дополнительной карданной муфты не перекрывают кромки расходных отверстий также ближайших друг к другу седел.

Изобретение относится к трубопроводной арматуре, в частности, к клапанам, управляемым рабочей средой при помощи гидропневмораспределителей дистанционно, и предназначено для управления потоком рабочей среды в трубопроводных магистралях. Основное преимущество клапана состоит в наличии постоянно нагруженного запорного элемента либо рабочим давлением или, в отсутствие рабочего давления, пружиной.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2020-09-09 2021-08-11T16:00:49
Наверх