РЕГУЛИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Полезная модель относится к области машиностроения, а именно к арматуростроению, и может быть использована в качестве регулирующего устройства в технологических трубопроводах различного назначения.
Известна задвижка (см. SU 1135949, F16K 3/30, опубликовано 23.01.85, Бюл. № 3), содержащая корпус с двумя патрубками, полости которых выполнены в виде конфузора и диффузора и примыкающие к патрубкам седла затвора, при этом конфузор и диффузор образованы винтовой поверхностью и выполнены с эллипсным поперечным сечением с уменьшающимися осями эллипсов в направлении седла, причем вход и выход конфузора и диффузора имеют в сечении форму окружности.
К недостаткам данной конструкции относится отсутствие функции регулирования.
Известен также шланговый клапан (см. SU 1828975, F16K 7/06, опубликовано 23.07.93, Бюл. № 27), прототип, содержащий корпус с расположенным в нем шлангом, взаимодействующим с пережимными элементами, связанными с нажимным элементом привода, выполненным в виде воронки, размещенной на корпусе с возможностью охвата ее конической частью пережимных элементов, причем торец каждого пережимного элемента выполнен в виде клина, ребро которого расположено вдоль образующей шланга, в стенке конической части воронки выполнены сквозные пазы, а каждый из пережимных элементов выполнен съемным и снабжен стержнем, закрепленным одним концом с торцом пережимного элемента, а другим расположен с возможностью осевого перемещения в упомянутом сквозном пазу воронки, причем поверхность пережимных элементов, обращенная к конической части воронки, выполнена наклонной с углом, соответствующим углу между образующей воронки и ее осью.
К недостаткам известной конструкции следует отнести низкую ее надежность, так как при замедленном движении потока в расширяющемся канале давление от центра к стенкам будет уменьшаться, и возле стенок могут образоваться кавитационные пузырьки, схлопывание которых является причиной разрушения шланга.
На фиг. 1 изображен продольный разрез регулирующего устройства в открытом положении; на фиг. 2 то же в начальной стадии открытия; на фиг. 3 то же в закрытом положении; на фиг. 4 разрез по А-А на фиг. 1; на фиг. 5 разрез по Б-Б на фиг. 2; на фиг. 6 разрез по В-В на фиг. 3.
Регулирующее устройство содержит два одинаковых полукорпуса 1, между квадратными фланцами 2 которых подвижно-вращательно установлено зубчатое червячное колесо 3, управляемое маховиком 4 через червяк 5, установленный в опорах 6, размещенных в нишах 7 квадратных фланцев 2. Последние через проставки 8 соединены между собой шпильками 9. Внутри с обеих сторон червячного колеса 3 равномерно по окружности закреплены пережимные элементы 10, например металлические стержни, либо многожильные тросы, а другим концом пережимные элементы закреплены в подвижных в осевом направлении втулках 11, при этом внутри пережимных элементов 10 в обоих полукорпусах 1 размещен из эластомерного материала шланг 12, герметично соединенный с подвижными втулками 11, наружная поверхность которых взаимодействует с уплотнительными элементами 13, размещенными во внутреннем канале 14 полукорпусов 1.
Работа регулирующего устройства.
Уменьшение расхода проводимой среды регулирующего устройства.
При вращении маховика 4 по часовой стрелке концы пережимных элементов 10 перемещаются по окружности относительно оси полукорпусов 1, пережимные 10 элементы наклоняются относительно оси в одном полукорпусе в одну сторону, в другом полукорпусе в противоположную и уменьшают площадь проходного сечения шланга 12 в обоих полукорпусах, образуя два конфузора и два диффузора. При этом поверхности конфузоров и диффузоров образованы наклонными к оси полукорпусов каналами, которые образуются при уменьшении расстояния между пережимными элементами 10 и изгибанием шланга 12 из эластомерного материала в сторону внутренней поверхности полукорпусов 1. Часть потока проводимой среды проходит по этим каналам, закручивая весь поток в одном полукорпусе в одну сторону, в другом полукорпусе - в противоположную сторону. При таком закручивании потока возникает дополнительный поперечный градиент давления (давление увеличивается по направлению от центра к периферийной области), нейтрализующий влияние отрицательного градиента давления, который возникает при замедленном движении в расширяющемся канале, то есть реализуется безотрывное течение в диффузорах. При этом зона схлопывания кавитационных пузырьков перемещается от стенок шланга 12 к центру потока, что особенно важно при больших перепадах давления. Так реализуется управление расположением зоны схлопывания кавитационных пузырьков, предотвращающее кавитационный износ шланга, что и повышает надежность регулирующего устройства.
Смена направления вращения потока в зоне поворотного колеса 8 в сочетании с двойным сужением и расширением обуславливает турбулизацию, увеличение потерь на трение, увеличение коэффициента сопротивления и уменьшение скорости проводимой среды вдоль оси полукорпусов 1, что обеспечивает уменьшение абразивного износа шланга 12, что также повышает надежность запорно-регулирующего устройства.
Уменьшение площади проходного сечения и расхода проводимой среды происходит до соприкосновения пережимных элементов 10 друг с другом в средней части, при этом втулки 11 перемещаются к червячному колесу 3.
Увеличение расхода проводимой среды и открытие регулирующего устройства.
При вращении маховика 4 против часовой стрелки концы пережимных элементов 10 перемещаются по окружности относительно оси полукорпусов 1, угол наклона пережимных элементов 10 относительно оси полукорпусов уменьшается, площадь проходного сечения шланга 12 увеличивается. Увеличение площади проходного сечения и расхода проводимой среды происходит до расположения пережимных элементов 10 параллельно оси полукорпусов 1, при этом втулки 11 перемещаются от червячного колеса 3.
В полностью открытом положении, когда пережимные элементы параллельны оси полукорпусов, запорно-регулирующее устройство является полнопроходным и имеет минимальный коэффициент сопротивления. Проводимая среда соприкасается только со стенкой шланга 12, при этом все детали проточной части защищены от проводимой среды.