ДРОССЕЛЬ РЕГУЛИРУЕМЫЙ ПРЯМОПРОХОДНОЙ

Полезная модель относится к запорной арматуре, которая может использоваться для перекрытия и регулирования потока жидкости (воды, нефти, бензина и т.п.) в трубопроводах высокого давления (до 50 МПа).
Известен регулируемый прямопроходной клапан (US 5129622, публ. 1992 г.), содержащий корпус, в котором размещены седло, запорный элемент, направляющие для перемещения запорного элемента относительно седла, установленные с уклоном в сторону седла, узел перемещения запорного элемента. Узел перемещения запорного элемента включает толкатель, установленный с возможностью перемещения перпендикулярно оси седла, рычаг, одним концом шарнирно соединенный с толкателем, другим концом шарнирно соединенный с шаровым (или цилиндрическим) запорным элементом. Концы шарнирных осей рычага жестко соединены между собой с образованием рамки. Одна сторона рамки, являющаяся шарнирной осью, проходит через середину запорного элемента. Для перемещения толкателя предусмотрен винтовой механизм.
Известный клапан имеет следующие недостатки:
Заклинивание запорного элемента на жесткой оси может привести к несоосности запорного элемента и седла, и соответственно, к негерметичности клапана. Кроме того, жесткая ось исключает свободное вращение сферического запорного элемента, и как следствие, появление местного промыва, ведущее к потере герметичности при закрытии потока среды. Герметичность закрытия потока среды зависит также от точной установки в корпусе направляющих относительно седла, так как в момент закрытия шаровой запорный элемент должен быть сосен с седлом.
Все механические соединения в запорном узле должны иметь гарантированные зазоры, что снижает ресурс и надежность.
Вышеперечисленные особенности конструкции известного клапана приводят к снижению надежности закрытия клапана, и соответственно, ограничению использования клапана с эластичным седлом и только при низких скоростях и низком давлении потока среды.
Кроме того, закрытие потока среды происходит на выходе из клапана, что не позволяет в случае аварии в самом клапане (потеря герметичности корпуса или необходимость замены уплотнения в штоке) закрыть поток среды на входе в клапан, что значительно снижает ремонтопригодность известного клапана.
Наиболее близким к полезной модели является дроссель прямопроходной (RU №2468408, публ. 2012 г.), используемый в трубопроводах высокого давления. Дроссель состоит из корпуса, в котором расположены дросселирующий узел, включающий втулку с дросселирующими отверстиями, жестко соединенную с седлом, запорный шаровой элемент, установленный с возможностью перемещения относительно седла внутри втулки, и узел перемещения запорного элемента. Узел перемещения запорного элемента включает соединенный с втулкой проходной элемент, снабженный поршнем с гидроприводом. Для приведения в действие гидропривода использован винтовой механизм.
Свободное перемещение шарового запорного элемента внутри втулки под действием потока среды способствует уменьшению износа запорного элемента, и соответственно, повышает срок его службы.
Недостатком известного дросселя является сложная конструкция, при изготовлении которой необходимо дорогостоящие оборудование и инструмент, а так же высокая квалификация работников и высокая культура производства.
Наличие гидропривода, требующего для идеальной герметизации высокой точности изготовления, снижает надежность дросселя. Снижается точность дросселирования, так как гидравлическая жидкость изменяет свой объем и вязкость при изменении температуры окружающей среды.
Техническим эффектом полезной модели является упрощение конструкции и повышение надежности дросселя регулируемого прямопроходного.
Для достижения технического эффекта дроссель регулируемый прямопроходной, содержит корпус, в котором размещены дросселирующий узел, включающий седло, жестко соединенное с направляющей втулкой, имеющей пазы, запорный элемент, расположенный с возможностью перемещения относительно седла внутри направляющей втулки, и узел перемещения запорного элемента. Узел перемещения запорного элемента включает толкатель, установленный с возможностью перемещения перпендикулярно оси седла, двуплечий рычаг, установленный с возможностью поворота вокруг оси, перпендикулярной плоскости, в которой расположены оси седла и толкателя. Концы рычага имеют профилированную поверхность. Конец одного плеча рычага контактирует с концом толкателя. Конец другого плеча рычага контактирует с запорным элементом.
Преимущественно, площадь проходного сечения седла меньше суммарной площади проходного сечения пазов в направляющей втулке.
Дроссель имеет простую конструкцию, не требующую дорогостоящего оборудования и высокой квалификации работников при изготовлении.
Простые элементы узла перемещения запорного элемента (толкатель, двуплечий рычаг) и незначительное влияние износа их рабочих поверхностей на точность дросселирования, обеспечивает повышенную надежность работы дросселя.
При этом точность дросселирования не зависит от температуры окружающей среды.
Выполнение седла с площадью проходного сечения меньшей, чем суммарная площадь проходного сечения пазов направляющей втулки, обусловливает дросселирование через отверстие между седлом и запорным элементом. При этом возможно использование запорного элемента различной формы, например, иглы, шара или цилиндра, поверхность которого, контактирующая с седлом, выполнена в форме сферы или конуса.
Полезная модель поясняется чертежом, где
на фиг. 1 изображен дроссель в положении максимального дросселирования.
на фиг. 2 изображен дроссель в положении запирания потока среды.
Дроссель регулируемый прямопроходной представляет собой корпус 1 с каналом, в котором размещены дросселирующий узел, включающий седло 2, жестко соединенное с направляющей втулкой 3 с пазами 4, запорный элемент 5, расположенный с возможностью перемещения относительно седла внутри направляющей втулки, и узел перемещения запорного элемента (фиг. 1, 2).
Узел перемещения запорного элемента включает толкатель 6 и двуплечий рычаг 7. Толкатель 6 установлен с возможностью перемещения перпендикулярно оси седла 2. Для перемещения толкателя предусмотрен винтовой механизм в виде винта 8, гайки 9 и рукоятки 10.
Двуплечий рычаг 7 установлен с возможностью поворота вокруг оси 11, перпендикулярной плоскости, в которой расположены оси седла 2 и толкателя 6. Концы рычага имеют профилированную поверхность. Конец одного плеча рычага контактирует с концом толкателя 6. Конец другого плеча рычага контактирует с запорным элементом 5.
Работает дроссель следующим образом.
При вращении рукоятки 10 с гайкой 9 на винте 8 по часовой стрелке толкатель 6 перемещается вниз и передает усилие на конец одного плеча рычага 7. Рычаг 7 поворачивается на оси 11 по часовой стрелке и концом другого плеча рычага 7 перемещает запорный элемент 5 внутри направляющей втулки 3 в сторону седла 2, преодолевая сопротивление потока среды (фиг. 1).
При выполнении седла 2 с площадью проходного сечения большей, чем суммарная площадь проходного сечения пазов 4 направляющей втулки 3, величина дросселирования определяется степенью перекрытия запорным элементом 5 пазов 4 направляющей втулки.
В предпочтительном варианте, когда седло 2 имеет площадь проходного сечения меньшую, чем суммарная площадь проходного сечения пазов 4 направляющей втулки, величина дросселирования определяется расстоянием между седлом 2 и запорным элементом 5. Величина дросселирования уменьшается по мере перемещения запорного элемента в сторону седла. Крайнее положение - запорный элемент 5 касается седла 2, и происходит запирание потока среды (фиг. 2). Площадь проходного сечения пазов 4 во втулке 3 больше площади проходного сечения седла 2 и не влияет на процесс дросселирования.
Вращение рукоятки 10 с гайкой 9 на винте 8 против часовой стрелки перемещает толкатель 6 вверх (фиг. 2). Потоком среды запорный элемент 5 отодвигается от седла 2, упираясь в конец одного плеча рычага 7. Рычаг 7 поворачивается на оси 11 против часовой стрелки, упираясь концом другого плеча рычага в конец толкателя 6. Расстояние между запорным элементом 5 и седлом 2 (величина дросселирования) увеличивается. Крайнее положение - расстояние между седлом и запорным элементом, при котором проходное сечение между седлом и запорным элементом превышает проходное сечение седла. При этом величина дросселирования определяется исключительно проходным сечением седла 2 и является максимальной.
Выполнение концов рычага с профилированными поверхностями позволяет надежно перемещать запорный элемент вдоль направляющей втулки, жестко соединенной с седлом, обеспечивая точность дросселирования и надежность запирания потока среды. При этом износ рабочих поверхностей концов рычага, благодаря профилированию, практически не влияет на надежность перемещения запорного элемента.
Дроссель отличается простой и надежной конструкцией, позволяющей использовать его при больших скоростях и давлениях потока перемещаемой среды. При изготовлении дросселя не требуется дорогостоящее оборудование.