регулирующий клапан

Формула изобретения

1. Регулирующий клапан, содержащий корпус с подводящим и отводящим патрубками, с установленным внутри него клетковым запорным узлом, состоящим из гильзы, на внутренней стороне которой выполнена опорная уплотнительная поверхность седла и радиальные отверстия, а внутри установлен с возможностью осевого перемещения плунжер, закрепленный на штоке и соединенный с приводом, отличающийся тем, что плунжер выполнен в виде полого цилиндра с идентичными торцевыми поверхностями, соответствующими ответной уплотнительной поверхности седла, и установлен на штоке при помощи гайки и втулок с торцевыми буртами, в которых выполнены продольные каналы, соединяющие полость входного патрубка с полостью над плунжером, расположенных внутри него навстречу друг другу с торцевым зазором, объем пространства, образованного торцами втулок с буртом и внутренней полостью полого цилиндра, не менее объема продольного канала нижней втулки с буртом, при этом верхняя втулка с торцевым буртом опирается своим буртом на торцевую поверхность полого цилиндра, нижняя - на кольцевой выступ, выполненный внутри полого цилиндра и расположенный в центральной его части, кроме того длина полого цилиндра равна не менее одного хода запорного элемента, а гильза имеет не менее двух рядов радиальных отверстий.

2. Регулирующий клапан по п.1, отличающийся тем, что радиальные отверстия расположены ниже оси выходящего патрубка, причем радиальные отверстия меньшего диаметра в гильзе расположены под радиальными отверстиями большего диаметра.

3. Регулирующий клапан по п.1, отличающийся тем, что втулки с буртом и продольным каналом, полый цилиндр и гильза установлены коаксиально.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению, в частности к регулирующей трубопроводной арматуре, предназначенной для перекрытия и регулирования потока проходящей среды.

Известен регулирующий клапан, содержащий корпус с входящим и выходящими патрубками, расположенными под углом 90°, клетковый запорный узел, расположенный внутри корпуса и состоящий из гильзы с отверстиями, седла, запорного элемента в виде стакана с продольными отверстиями в торце последнего, контактирующего с гильзой по наружной поверхности и закрепленного на штоке, имеющего привод (Каталог фирмы «Master Flo», титульный лист и эскиз прилагаются). Недостатком данной конструкции является короткий срок работы клапана между ремонтными работами вследствие быстрого износа запорного элемента.

Известен регулирующий клапан, содержащий корпус со смещенными входным и выходным патрубками, помещенную в него гильзу с профильными отверстиями, установленный внутри гильзы с возможностью перемещения полый плунжер с симметрично расположенными отверстиями с перфорированным диском на торце (пат. №2189512, МПК F16K 1/54). Недостатком данной разработки является непродолжительный срок работы запорного элемента вследствие его быстрого износа.

Известен запорно-регулирующий клапан, содержащий корпус с входящим и выходящим патрубками, внутри которого расположен клетковый запорный узел, состоящий из гильзы с двумя рядами отверстий и с седловой поверхностью, внутри которой установлен стаканообразный запорный элемент с продольными отверстиями в верхнем торце, а нижний торец которого имеет поверхность, идентичную поверхности седла. Запорный элемент закреплен на штоке, имеющем привод (Прототип - каталог фирмы "РУСТ"). Недостатками данной разработки являются быстрый износ запирающей кромки запорного элемента, небольшой диапазон в регулировании величины расхода транспортируемой среды.

Технической задачей данной разработки является увеличение продолжительности работы запорного элемента между ремонтом и расширение диапазона расхода транспортирующей среды.

Данная задача решается с помощью регулирующего клапана, содержащего корпус с подводящим и отводящим патрубками, внутри которого установлен клетковый запорный узел, состоящий из гильзы с опорной уплотнительной поверхностью седла, имеющей не менее двух рядов радиальных отверстий, расположенных ниже оси выходящего патрубка, внутри которой установлен с возможностью осевого перемещения плунжер, закрепленный на штоке и соединенный с приводом. Плунжер выполнен в виде полого цилиндра с идентичными торцевыми поверхностями, одна из которых контактирует с ответной опорной седловой поверхностью гильзы. Торцевая поверхность полого цилиндра плотно контактирует с ответной поверхностью седла, расположенного на внутреннем сужении гильзы. Длина полого цилиндра равна не менее длины хода плунжера. На внутренней поверхности полого цилиндра, в середине, имеется кольцевой выступ для установки втулки с торцевым буртом и продольным каналом. Втулки с торцевым буртом и продольным каналом каждая установлены одна под другой с торцевым зазором. Продольные каналы соединяют полость входного патрубка с полостью над плунжером. Объем пространства, образованного между торцами втулок с буртом и внутренней полостью полого цилиндра, не менее объема продольного канала нижней втулки с торцевым буртом для улучшения перетекания транспортируемой среды при движении плунжера. Верхняя втулка с торцевым буртом опирается нижней стороной бурта на торцевую поверхность полого цилиндра, нижняя - на кольцевой выступ, выполненный внутри полого цилиндра и распложенный в середине последнего. Диаметр радиальных отверстий в гильзе, их количество в ряду, количество рядов отверстий являются величинами расчетными и зависят от заданной величины диапазона расхода транспортируемой среды. В гильзе отверстия расположены ниже оси выходящего патрубка, причем отверстия меньшего диаметра расположены ниже отверстий большего диаметра. Втулки с торцевым буртом и продольным каналом установлены на штоке одна под другой коаксиально полому цилиндру и гильзе. Идентичная поверхность торцев полого цилиндра позволяет в случае износа, перевернуть цилиндр на 180°, использовать его далее, тем самым продлив срок службы плунжера. Таким образом совокупность признаков заявляемого технического решения обеспечивает получение технического результата, выражающегося в расширении диапазона регулирования величины расхода транспортируемой среды, увеличения срока службы запорного элемента.

Сущность изобретения пояснена чертежами, где на фиг.1 показан продольный разрез регулирующего клапана, на фиг.2 - выносной элемент А.

Клапан содержит корпус 1 с входящим 2 и выходящим 3 патрубками, внутри которого установлена гильза 4 с двумя рядами радиальных отверстий 5 и 6. Диаметр радиальных отверстий 5 больше диаметра радиальных отверстий 6. Внутри гильзы 4 установлен плунжер 7, состоящий из полого цилиндра 8, имеющего идентичные торцевые поверхности 9. В середине внутренней поверхности полого цилиндра 8 имеется кольцевой выступ 10, который с помощью втулок 11 и 12 с буртом и продольным каналом и гайки 13 соединен со штоком 14, имеющим привод (не показано) и линейный позиционный датчик расхода (не показано). Втулка с буртом 11 устанавливается навстречу втулке с буртом 12, т.е. втулка с буртом 11 устанавливается сверху на штоке 14, опираясь буртом на торец цилиндра 8, а втулка с буртом 12 устанавливается с зазором h между торцами, не имеющими бурт, под втулкой с буртом 11 буртом вниз, контактируя последним с кольцевым выступом 10. Гильза 4, цилиндр 8 и втулки с буртом 11 и 12 установлены коаксиально.

Гильза 4 в нижней части имеет сужение, образуя седловую поверхность 15, которая является ответной поверхностью торцевой поверхности 9 цилиндра 8. Каждая втулка с буртом 11 и 12 имеет продольный канал 16 и 17 для прохода транспортируемой среды. Объем пространства между торцами втулок с буртом 11 и 12 и внутренней поверхностью цилиндра 8, высотой h не менее объема продольного канала 17. Радиальные отверстия 5 и 6 расположены ниже оси 19 выходящего патрубка 3. Гильза 4 соединена с корпусом 18 штока 14, и внутренняя поверхность корпуса 18 является продолжением внутренней поверхности гильзы 4, образуя полость для перемещения плунжера 7. Полостью входящего патрубка 2 посредством каналов 16 и 17 соединяется с полостью над плунжером 7. Количество рядов, количество радиальных отверстий 5 и 6 в ряду, диаметр радиальных отверстий являются величинами расчетными и зависят от заданной величины расхода транспортируемой среды. Регулирующий клапан работает следующим образом. Среда поступает во входной патрубок 2. Во время работы привод (не показан) перемещает шток 14 с плунжером 7 вверх или вниз. В крайнем нижнем положении плунжера 7 торцевая кромка 9 полого цилиндра 8 плотно прилегает к седловой поверхности 15. Клапан закрыт, так как наружная поверхность полого цилиндра 8 герметично перекрывает радиальные отверстия 5 и 6. Транспортируемая среда заполняет внутреннюю полость входящего патрубка 2, проходя по продольным каналам 16 и 17 в полость над плунжером 7, образованную внутренней поверхностью корпуса 18 штока 14. При включении привода шток 14 вместе с плунжером 7 начинает движение вверх, приоткрывая радиальные отверстия 5, 6 в зависимости от заданной величины расхода транспортируемой среды. При этом последняя через радиальные отверстия 5, 6 в гильзе 4 попадает в выходящий патрубок 3, а сжимаемая транспортируемая среда из полости над плунжером 7 переходит по продольным каналам 16 и 17, объем между торцами втулок 11 и 12 в зону под плунжером 7 и далее через радиальные отверстия 5, 6 в выходящий патрубок 3. Величина поднятия плунжера 7, а следовательно, степень приоткрытая радиальных отверстий 5 или 6 определяется величиной расхода транспортируемой среды и отслеживается по линейному позиционному датчику расхода (не показано).

При износе поверхности 9 нижнего торца полый цилиндр 8 устанавливается верхним торцем вниз, тем самым продлевая срок работы регулирующего клапана, после износа обеих кромок 9 полый цилиндр 8 заменяется на новый.

Таким образом данный регулирующий клапан имеет широкий диапазон величины расхода транспортируемого газа. Кроме того, значительно увеличивается продолжительность работы клапана между заменой запорного элемента.