Клапан
Владельцы патента RU 2778759:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ярославский государственный технический университет" ФГБОУВО "ЯГТУ" (RU)
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. Клапан содержит корпус, входной и выходной патрубки с фланцами, делитель потока, плунжер с приводом поступательного движения. Делитель потока представляет собой цилиндрическую пружину сжатия, одним концом упирающуюся в кольцевую впадину в корпусе, а другим - в кольцевую впадину в плунжере. В поперечном сечении проволока пружины имеет прямоугольное сечение, имеющее с противоположных больших боковых сторон выступы и впадины треугольной формы. Пружина сжатия расположена вертикально, а ее ось перпендикулярна продольной оси входного и выходного патрубков, к нижней поверхности плунжера. Соосно пружине сжатия прикреплен полый цилиндр, контактирующий внешней боковой поверхностью с кольцевой направляющей в корпусе. Длина полого цилиндра равна длине пружины сжатия в сжатом положении, а внутренний диаметр равен внешнему диаметру пружины сжатия в сжатом положении. Предлагаемый клапан позволяет осуществлять регулирование расходов жидких сред, предотвращая возникновение кавитации. 2 ил.
Предлагаемое изобретение относится к арматуростроению, в частности, к регулирующим клапанам, 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, представляющий собой кривошипно-шатунный механизм.
Недостатками данного клапана являются возникновение кавитации и недостаточная герметичность в закрытом положении.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является регулирующий клапан содержащий внешний и внутренний корпусы, входной и выходной патрубки с фланцами, делитель потока, плунжер с приводом поступательного движения в виде реечного механизма, делитель потока представляет собой цилиндрическую пружину сжатия, одним концом упирающуюся в кольцевую впадину, расположенную в зоне выходного патрубка, а другим в кольцевую впадину в плунжере, причем в поперечном сечении проволока пружины имеет прямоугольное сечение, имеющее с противоположных больших боковых сторон выступ и впадину треугольной формы [Патент РФ №2681871, МПК F16K 1/12, МПК F16K 1/34, МПК F16K 47/01, опубл. 13.03.2019, БИ №8].
Недостатками данного клапана являются возникновение кавитации и недостаточная герметичность в закрытом положении.
Задачей данного изобретения является создание клапана, препятствующего возникновению кавитации и обладающего хорошей герметичностью в закрытом положении.
Поставленная задача достигается тем, что в клапане, содержащем корпус, входной и выходной патрубки с фланцами, делитель потока, плунжер с приводом поступательного движения, делитель потока представляет собой цилиндрическую пружину сжатия, одним концом упирающуюся в кольцевую впадину в корпусе, а другим - в кольцевую впадину в плунжере, причем в поперечном сечении проволока пружины имеет прямоугольное сечение, имеющее с противоположных больших боковых сторон выступ и впадину треугольной формы.
Отличительными конструктивными признаками предлагаемого клапана является то, что пружина сжатия расположена вертикально, а ее ось перпендикулярна продольной оси входного и выходного патрубков, к нижней поверхности плунжера, соосно пружине сжатия, прикреплен полый цилиндр, контактирующий внешней боковой поверхностью с кольцевой направляющей в корпусе, длина полого цилиндра равна длине пружины сжатия в сжатом положении, а внутренний диаметр равен внешнему диаметру пружины сжатия в сжатом положении.
На фиг. 1 изображена схема клапана (Пружина показана схематически).
На фиг. 2 изображено поперечное сечение проволоки пружины.
Клапан содержит корпус 1, входной 2 и выходной 3 патрубки с фланцами, плунжер 4 с приводом поступательного движения 5. Делитель потока представляет собой цилиндрическую пружину сжатия 6, одним концом упирающуюся в кольцевую впадину 7 в корпусе 1, а другим в кольцевую впадину 8 в плунжере 4. В поперечном сечении проволока пружины сжатия 6 прямоугольного сечения и имеет с противоположных больших боковых сторон выступы треугольной формы 9 и впадины треугольной формы 10.
Пружина сжатия 6 расположена вертикально, а ее ось перпендикулярна продольной оси входного 2 и выходного 3 патрубков.
К нижней поверхности плунжера 4, соосно пружине сжатия 6, прикреплен полый цилиндр 11, контактирующий внешней боковой поверхностью с кольцевой направляющей 12 в корпусе 1. Длина полого цилиндра 11 равна длине пружины сжатия 6 в сжатом положении, а внутренний диаметр равен внешнему диаметру пружины сжатия 6 в сжатом положении. Клапан работает следующим образом.
В полностью закрытом положении плунжер 4 находится в нижнем положении, пружина сжатия 6 сжата, жидкость через клапан не проходит.
При открытии клапана плунжер 4 поднимается при помощи привода поступательного движения 5, пружина сжатия 6 распрямляется, жидкость проходит между витками и поступает через выходной патрубок 3 в трубопровод.
В полностью открытом положении плунжер 4 находится в верхнем положении, пружина сжатия 6 не деформирована (распрямлена), жидкость проходит между ее витками и поступает через выходной патрубок 3 в трубопровод.
В поперечном сечении проволока пружины сжатия 6 имеет прямоугольное сечение, имеющее с противоположных больших боковых сторон выступы треугольной формы 9 и впадины треугольной формы 10, при ее сжатии в процессе закрытия клапана исключается протекание жидкости между витками. Это обеспечивается тем, что в процессе деформации впадины треугольной формы 10 выступы треугольной формы 9 соседних витков входят друг в друга и надежно перекрывают поток. Кроме того, наличие выступов и впадин треугольной формы способствует изменению формы зазоров между витками пружины сжатия в процессе ее деформации и позволяет эффективно управлять процессом регулирования на начальных фазах открытия клапана, где имеет место наиболее сильный перепад давлений и возникновение кавитации. Треугольная форма выступов и впадин препятствует турбулизации потока в зазорах между витками пружины сжатия, изменяет его направление и наиболее эффективно устраняет возникновение кавитации.
Благодаря тому, что пружина сжатия 6 расположена вертикально, а ее ось перпендикулярна продольной оси входного 2 и выходного 3 патрубков поток жидкости проходит между ее витками два раза, что способствует двукратному делению потока на струи и эффективному снижению кавитации, особенно на начальных фазах открытия клапана, когда скорости потока высоки, а давление низкое.
За счет того, что к нижней поверхности плунжера 4, соосно пружине сжатия 6, прикреплен полый цилиндр 11, контактирующий внешней боковой поверхностью с кольцевой направляющей 12 в корпусе 1 обеспечивается герметичность в верхней части клапана и предотвращается износ пружины 6 при ее взаимодействии с корпусом 1.
Благодаря тому, что длина полого цилиндра 11 равна длине пружины сжатия 6 в сжатом положении, а внутренний диаметр равен внешнему диаметру пружины сжатия 6 в сжатом положении, обеспечивается надежное удержание пружины в сжатом положении (предотвращается сдвиг и перекос), при котором витки плотно соприкасаются друг с другом, и обеспечивается герметичность в закрытом положении.
Предлагаемый клапан имеет сравнительно простую конструкции и позволяет эффективно снижать кавитацию и обеспечивать герметичность в закрытом положении.
Клапан, содержащий корпус, входной и выходной патрубки с фланцами, делитель потока, плунжер с приводом поступательного движения, делитель потока представляет собой цилиндрическую пружину сжатия, одним концом упирающуюся в кольцевую впадину в корпусе, а другим - в кольцевую впадину в плунжере, причем в поперечном сечении проволока пружины имеет прямоугольное сечение, содержащее с противоположных больших боковых сторон выступы и впадины треугольной формы, отличающийся тем, что пружина сжатия расположена вертикально, а ее ось перпендикулярна продольной оси входного и выходного патрубков, к нижней поверхности плунжера, соосно пружине сжатия, прикреплен полый цилиндр, контактирующий внешней боковой поверхностью с кольцевой направляющей в корпусе, длина полого цилиндра равна длине пружины сжатия в сжатом положении, а внутренний диаметр равен внешнему диаметру пружины сжатия в сжатом положении.
