Клапан регулирующий
CONTROL VALVE

Предлагаемое изобретение относится к арматуростроению, в частности, к регулирующим клапанам, применяемым в промышленной трубопроводной арматуре, и предназначено для регулирования и перекрытия рабочих сред жидкостей и газов.
Известен проходной клапан, содержащий корпус с крышкой, между которыми установлена прокладка крышки, во внутреннем объеме корпуса размещено седло с уплотнением, вертикальный приводной шток. Данный клапан снабжен системой внутренней разгрузки, представляющей собой дополнительный внутренний клапан меньшего диаметра [Основы проектирования и оборудование предприятий органического синтеза. Часть 1. Трубопроводная арматура: Учебное пособие. / В.Т. Новиков, Томский политехнический университет ун-т: Изд-во Томского политехнического университета, 2013. - 292 с.; с. 117, рис. 3.25].
Недостатками данного клапана являются возникновение кавитации.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является клапан с плунжерным затвором со свободно устанавливаемым седлом [URL: http://nporeg.m/images/new_katalogi/Katalog-Regulimyushchaya-armatura-NPO-Regulyator.pdf стр. 4-6]. Клапан с плунжерным затвором со свободно устанавливаемым седлом содержит корпус с входным и выходным патрубками, крышку с уплотнением крышки, плунжер, имеющий на нижнем конце цилиндрический выступ, седло с уплотнением седла, уплотнение плунжера выполненное в виде шевронного пакета с регулирующими прокладками, фиксируемое поджимной гайкой, в которой размещен грязесъемник.
К недостаткам данного клапана следует отнести возникновение кавитации.
Задачей данного изобретения является создание клапана регулирующего, предотвращающего возникновение кавитации.
Поставленная задача достигается тем, что в клапане регулирующем, содержащем корпус с входным и выходным патрубками, крышку с уплотнением крышки, плунжер, имеющий на нижнем конце цилиндрический выступ, седло с уплотнением седла, уплотнение плунжера, выполненное в виде шевронного пакета с регулирующими прокладками, фиксируемое поджимной гайкой, в которой размещен грязесъемник.
Отличительными особенностями предлагаемого клапана регулирующего является то, что к боковой поверхности цилиндрического выступа прикреплена спираль, одним концом соединенная с нижней частью плунжера, а другим - с плоским диском с отверстиями, причем шаг спирали увеличивается от плунжера к плоскому диску.
На фиг. 1 изображена схема клапана регулирующего. На фиг. 2 увеличено (2:1) показан плунжер с цилиндрическим выступом, спиралью и плоским диском с отверстиями.
Клапан регулирующий содержит корпус 1, с входным 2 и выходным 3 патрубками, крышку 4 с уплотнением крышки 5, плунжер 6, имеющий на нижнем конце цилиндрический выступ 7, седло 8 с уплотнением седла 9. Уплотнение плунжера 6, выполненное в виде шевронного пакета 10 с регулирующими прокладками 11, фиксируемое поджимной гайкой 12, в которой размещен грязесъемник 13.
К боковой поверхности цилиндрического выступа 7 прикреплена спираль 14, одним концом соединенная с нижней частью плунжера 6, а другим - с плоским диском 15 с отверстиями 16. Шаг спирали 14 увеличивается от плунжера 6 к плоскому диску 15.
Клапан регулирующий работает следующим образом.
В полностью открытом положении плунжер 6 поднят на максимальную величину, жидкость поступает в клапан через входной патрубок 2, проходит через отверстие в седле 8 и отверстия 16 в плоском диске 15 и, обтекая цилиндрический выступ 7, спираль 14 и плоский диск 15, направляется в выходной патрубок 3.
При полностью закрытом положении плунжер 6 находится в нижнем положении, своим торцом он перекрывает отверстие в седле 8, жидкость через клапан не проходит. В этом положении цилиндрический выступ 7, прикреплена к его к боковой поверхности спираль 14, соединенная с плоским диском 15 с отверстиями 16, находятся внутри седла.
При открытии клапана плунжер 6, имеющий на нижнем конце цилиндрический выступ 7, к боковой поверхности которого прикреплена спираль 14, соединенная с плоским диском 15 с отверстиями 16, поднимаются вверх, при этом происходит открытие прохода для жидкости.
На начальных фазах жидкость проходит через зазор между седлом и плунжером и отверстия 16 в плоском диске 15. Поток делится витками спирали 14 и отверстиями 16 на струи, что способствует рассеиванию энергии потока и предотвращению кавитации. За счет того, что шаг спирали 14 увеличивается от плунжера 6 к плоскому диску 15 на начальных фазах открытиях, когда скорость потока максимальна, а давление низкое, процесс взаимодействия потока с витками спирали происходит в местах, где шаг минимальный. Это позволяет на начальном этапе разделить поток на большее количество струй. Далее, при подъеме плунжера 6, плоский диск 15 выходит из седла 8, увеличивается проходное сечение и происходит снижение скорости потока. Взаимодействие потока происходит с большим количеством витков спирали, при этом шаг витков увеличивается (от плунжера к плоскому диску), что позволяет эффективно бороться с кавитацией и плавно увеличивать расход жидкости через клапан.
Таким образом, с целью борьбы с кавитацией, при открытии клапана поток делится отверстиями 16 и витками спирали 14 на струи, причем на начальных фазах открытия, жидкость проходит между витками с меньшим шагом, то есть делится на большее количество струй, а далее, когда скорость снижается, расстояния между витками увеличивается (увеличивается шаг спирали 14).
Предлагаемая конструкция клапана регулирующего позволяет предотвратить возникновение кавитации.