клапан регулирующий двухседельный

Формула изобретения

1. Клапан регулирующий двухседельный, содержащий корпус с установленными в нем двумя седлами, профилированный плунжер с двумя усеченными конусами, соединенный со штоком, две крышки с подшипниками скольжения, отличающийся тем, что усеченные конусы плунжера расположены на цилиндрическом стержне на расстоянии друг от друга, равном расстоянию между уплотнительными поверхностями седел, а в средней части стержня симметрично между усеченными конусами дополнительно размещено компенсационное кольцо конической формы с наружным диаметром, равным минимальному диаметру профиля верхнего усеченного конуса, имеющее в сечении равностороннюю трапецию, нижнее основание которой равно 1/3 длины между усеченными конусами, верхнее основание равно 1/2 длины нижнего основания.

2. Клапан регулирующий двухседельный по п.1, отличающийся тем, что профиль наружной поверхности усеченных конусов выполнен с возможностью обеспечения линейной или равнопроцентной пропускной характеристики.

3. Клапан регулирующий двухседельный по п.1, отличающийся тем, что уплотнительная поверхность плунжера выполнена с возможностью обеспечения герметичного перекрытия плунжера с седлами.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к арматуростроению и предназначено для надежного регулирования потока среды. Заявляемое решение предназначено для использования на центральных тепловых и индивидуальных тепловых пунктах, вентиляционных системах тепличных хозяйств и в других областях народного хозяйства, как для автоматического регулирования тепловых процессов, так и в качестве запорных устройств.

Известен клапан регулирующий двухседельный, содержащий корпус, установленные в нем два седла, профилированный плунжер, соединенный со штоком, две крышки с подшипниками скольжения, а в верхней крышке имеется сальниковая камера с уплотнительными кольцами для герметизации штока и крепление для исполнительного механизма (Гуревич Д.Ф., Шпаков О.Н. Справочник конструктора трубопроводной арматуры. Машиностроение, 1987, с.128, рис.2.92).

Недостатком известного клапана является превышение допустимых норм утечек при полном закрытии клапана, из-за подверженности клапана деформациям от гидроударов и резких скачков давления рабочей среды. При наличии еще и температурных деформаций, величина протечек превышает допустимое значение в разы, а в начальной зоне хода плунжера нарушается расходная характеристика клапана - как линейная, так и равнопроцентная.

Перед авторами ставилась задача разработать клапан регулирующий двухседельный, обладающий повышенной надежностью, не деформирующийся при гидроударах и резких скачках давления рабочей среды, обеспечивающий линейное регулирование потока среды.

Поставленная задача решается тем, что в клапане регулирующем двухседельном, содержащем корпус с установленными в нем двумя седлами, профилированный плунжер с двумя усеченными конусами, соединенный со штоком, две крышки с подшипниками скольжения, усеченные конусы плунжера расположены на цилиндрическом стержне, на расстоянии друг от друга, равном расстоянию между уплотнительными поверхностями седел, а в средней части стержня симметрично между усеченными конусами дополнительно размещено компенсационное кольцо конической формы, с наружным диаметром, равным минимальному диаметру профиля верхнего усеченного конуса, имеющее в сечении равностороннюю трапецию, нижнее основание которой равно 1/3 длины между усеченными конусами, верхнее основание равно 1/2 длины нижнего основания. При этом профиль наружной поверхности усеченных конусов выполнен с возможностью обеспечения линейной или равнопроцентной пропускной характеристики, а уплотнительная поверхность плунжера выполнена с возможностью обеспечения герметичного перекрытия плунжера с седлами.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в надежности регулирования потока среды, что обуславливается достигнутой повышенной герметичностью затворной части, обеспечиванием допустимых норм утечек при полном закрытии клапана и непревышением расходной характеристики в начальной зоне хода плунжера, а также в уменьшении деформации плунжера при гидроударах и резких скачках давления рабочей среды, в увеличении срока службы между ремонтами.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид клапана в разрезе; на фиг.2 - седла с плунжером в увеличенном масштабе.

Клапан регулирующий двухседельный содержит корпус 1, в котором на резьбовом соединении установлены два седла 2 и 3 и профилированный плунжер 4, соединенный со штоком 5. Сверху и снизу корпус закрыт крышками 6 и 7, в которых размещены подшипники скольжения 8 и 9. В верхней крышке 7 для герметизации штока 5 установлена резьбовая втулка 10 и уплотнительные кольца 11. Рабочий ход плунжера 4 осуществляется через шток 5 исполнительным механизмом 12, закрепленным на верхней крышке. Плунжер 4 имеет два усеченных конуса, наружная поверхность которых имеет профиль, выполненный с возможностью обеспечения линейной или равнопроцентной пропускной характеристики, и уплотнительную поверхность, выполненную с возможностью обеспечения герметичного перекрытия плунжера с седлами. Усеченные конуса расположены на цилиндрическом стержне на расстоянии друг от друга равном расстоянию между уплотнительными поверхностями седел. В результате этого усеченные конуса плунжера вместе с уплотнительными поверхностями седел образуют затворную часть, обладающую повышенной герметичностью, характеристикой которой является допустимый пропуск воды в затворе Q_зат по ГОСТ 12893-83. В средней части стержня, симметрично между усеченных конусов, расположено компенсационное кольцо конической формы, имеющее в сечении равностороннюю трапецию, нижнее основание которой равно 1/3 длины между усеченными конусами, а верхнее основание равно 1/2 длины нижнего основания. Наружный диаметр компенсационного кольца D равен минимальному диаметру D_1min профиля верхнего усеченного конуса. Компенсационное кольцо является одним из элементов плунжера и его введение обеспечивает стабилизацию работы клапана в экстремальных ситуациях. Кроме того, повышается надежность регулирования потока среды, что обеспечивается более жесткой конструкцией плунжера, уменьшается деформация последнего при гидроударах и резких скачках давления рабочей среды, герметичность затворной части и максимальный пролив при полностью открытой затворной части.

Клапан регулирующий двухседельный работает следующим образом.

Усилие от исполнительного механизма 12 через шток 5 передается профилированному плунжеру 4, который, поступательно перемещаясь в подшипниках скольжения 8 и 9, перекрывает перепускные отверстия в седлах 2 и 3, тем самым, изменяет расход и осуществляет регулирование потока рабочей среды. При полностью открытых перепускных отверстиях седел 2 и 3 пропускная способность будет максимальной, а при полном закрытии за счет уплотнительных поверхностей седел и плунжера обеспечивается полная герметичность или допустимый пропуск среды в соответствии с нормативами.

Клапан регулирующий двухседельный имеет следующие преимущества по сравнению с прототипом:

- повышается надежность регулирования потока среды за счет применения компенсационного кольца;

- обеспечивается более жесткая конструкция плунжера;

- уменьшается деформация последнего при гидроударах и резких скачках давления рабочей среды;

- обеспечивается герметичность затворной части и максимальный пролив при полностью открытой затворной части;

- обеспечивается сохранность допустимого пропуска среды при высоком перепаде давления;

- увеличивается срок службы.