КЛАПАН-ЗАДВИЖКА

Полезная модель «Клапан-задвижка» относится к насосным установкам, которые нашли широкое применение в промышленности (насосы, воздуходувки, компрессоры и т.д.).
Составляющими элементами насосных установок являются:
- приемный клапан;
- обратный клапан;
- задвижка.
Приемный клапан устанавливается на всасывающий трубопровод и необходим для наполнения его водой (перед пуском насоса).
Конструкция приемного клапана, приведенная в [1], взята за аналог.
Более современная конструкция приемного клапана взята за прототип [2], который имеет ряд существенных недостатков, а именно:
- большие аэродинамические потери, так как потока жидкости дважды резко меняет направление движения;
- большая масса подвижных частей (замыкающего органа), на удержание которых расходуется определенная часть энергии потока.
Целью предполагаемой полезной модели является разработка конструкции приемного клапана для насосных установок, который бы не имел перечисленных выше недостатков.
Кроме того, предлагаемый клапан должен выполнять функции обратного клапана и задвижки.
При монтаже центробежной насосной установки на нагнетательном трубопроводе устанавливаются задвижки, выполняющие роль запорного органа и регулятора производительности (в зависимости от открытия площади отверстия для прохода жидкости).
Центробежные насосы запускаются в работу при закрытой задвижке на нагнетательном трубопроводе. Эта операция выполняется с целью уменьшения мощности двигателя во время пуска насоса, а, следовательно, для уменьшения пусковых токов.
Закрытие или открытие задвижек, применяемых в настоящее время, осуществляется вручную или при помощи электро-, пневмопривода, что требует дополнительных капитальных затрат и расхода электроэнергии при ее эксплуатации.
На фиг.1 показана конструкция полезной модели - клапан-задвижки - в закрытом состоянии, а на фиг.2 - задвижка открыта для прохода текучего.
Клапан-задвижка содержит корпус, состоящий из верхней части 1 и нижней 2, перекрывающего элемента 3, уплотнительной прокладки 4, центральной части - седла 5, цилиндрической полости 6, обводных каналов 7, дросселирующих каналов 8, капроновой втулки 9, поршень-штока 10, соединенного с перекрывающим элементом, постоянных магнитов 11 и колец 12, выполненных из ферромагнитного материала.
Клапан-задвижка устанавливается как на всасывающем, так и на нагнетательном трубопроводе. На всасывающем трубопроводе предлагаемое устройство выполняет функции приемного клапана, а на нагнетательном - задвижки и обратного клапана.
Клапан-задвижка работает следующим образом: при пуске насоса перекрывающие элементы 3 устройств расположены в нижней части корпусов 2, а клапан и задвижка закрыты.
После пуска насоса на перекрывающие элементы 3 действует давление потока жидкости, и перекрывающие элементы 3 в вместе с поршень-штоком 10 перемещаются вверх, открывая обводные каналы 7 для прохода тукучего.
Медленный подъем перекрывающего элемента 3 обеспечивается перетеканием текучего из цилиндрической полости 6 через дросселирующие каналы 8 за счет их малого сечения. Повышение давления в цилиндрической полости 6 создается за счет действия напора на перекрывающий элемент 3, который перемещается в месте со штоком-поршнем 10.
С целью уменьшения потерь энергии в седле 5 устанавливаются постоянные магниты 11, которые, взаимодействуя с ферромагнитными кольцами 12, удерживают перекрывающий элемент 3 в поднятом состоянии (при открытом клапане-задвижке).
При остановке насоса перекрывающие элементы 3 в приемном клапане и задвижке под действием силы тяжести и напора столба воды опускаются вниз, перекрывая трубопроводы.
м
м
Для удержания перекрывающего элемента 3 в поднятом состоянии сила взаимодействия постоянных магнитов с ферромагнитными кольцами F должна быть равна силе гравитации, т.е. F=mg, где m - масса перекрывающего элемента.
Предлагаемая полезная модель «Клапан-задвижка» обеспечивает минимальные потери энергии как во всасывающем, так и в нагнетательном трубопроводах и создает условия для автоматического пуска насосных установок (задвижка открывается и закрывается автоматически).
ЛИТЕРАТУРА
1. Велелов А.И. Рудничный водоотлив /А.И.Веселов. - Свердловск: Гос.научно-техническое изд-во литературы по черной и цветной металлургии. Свердловское отделение, 1956. - С.531.
2. Попов В.М. Водоотливные установки: справочное пособие / В.М.Попов. - М.: Недра, 1990. - С.253.