ЗАПОРНО-РЕГУЛИРУЮЩИЙ ДИСКОВЫЙ КЛАПАН

Полезная модель относится к области машиностроения, а точнее, к регулирующей трубопроводной арматуре малых и средних диаметров и может быть использована в дроссельно-регулирующих системах со средними перепадами давления для улучшения их работы, повышения надежности и долговечности в различных технологических линиях ТЭЦ, АЭС и нефтехимического производства.
В настоящее время на энергетических установках широко применяются в качестве регулирующих органов в трубопроводах различного типа клапаны и задвижки, которые обладают различными регулирующими характеристиками, но имеют неудовлетворительную надежность и долговечность.
Известен запорно-регулирующий дисковый клапан (RU 2372541 С1, МПК F16K 3/08 (2006.01), F16K 39/04 (2006.01), опубл. 10.11.2009), включающий установленное в корпусе неподвижное седло с пропускными профилированными периферийными окнами и центральным каналом, контактирующее с золотником, выполненным с вырезами, шпиндель, проходящий через крышку, скрепленную с корпусом, цилиндр золотника, в котором установлен поршень и образующий с ним разгрузочную камеру, сообщенную со сливной полостью, пазы на уплотняющей поверхности золотника, образующие вместе с поверхностью седла промежуточную камеру, сообщенную с разгрузочной камерой и центральным каналом седла, и упругий элемент.
Недостатком известного клапана является недостаточная долговечность его работы при перепаде давления более 8 МПа. Это объясняется тем, что рабочая среда - вода при прохождении сужения, образованного окнами седла, создает мощную струю, которая, как показали проведенные производственные испытания, разрушает элементы конструкции, в том числе выполненные из нержавеющей эрозионностойкой стали.
Прототипом, наиболее близким к заявляемой полезной модели по совокупности существенных признаков, является запорно-регулирующий дисковый дроссельный клапан (RU 79634 U1, МПК F16K 3 9/04 (2006.01), F16K 3/08 (2006.01), F16K 47/04 (2006.01), опубл. 10.01.2009), включающий установленное в корпусе неподвижное седло с пропускными профилированными окнами и последующими дроссельными устройствами, контактирующее с золотником, выполненным с вырезами, шпиндель, проходящий через крышку, скрепленную с корпусом, цилиндр золотника, в котором установлен поршень, расположенный на одной оси с золотником и седлом, пазы на уплотняющей поверхности золотника, образующие вместе с поверхностью седла промежуточную камеру, крышку-муфту с пружинной, контактирующей с золотником, выполненным монолитным, при этом шпиндель оснащен упорным и радиальным подшипниками.
Недостатком клапана является сложная конструкция седла и не возможность регулирования проходного сечения последующих дроссельных устройств при перепаде давления более 8 МПа, что приводит к разрушению конструкции клапана.
Предлагаемой полезной моделью решается задача повышения долговечности работы запорно-регулирующего дискового клапана за счет равномерного распределения перепада давления на две ступени дросселирования.
Для достижения указанного технического результата запорно-регулирующий дисковый клапан, включающий корпус с напорной и сливной полостями, дисковый затвор с дросселирующими окнами, образованный седлом и золотником, согласно предлагаемому техническому решению, снабжен втулкой, выполненной с профилированными окнами, равными по площади окнам седла, при этом седло и золотник расположены внутри втулки, установленной на стакане с возможностью одновременного взаимодействия с профилированными окнами седла и втулки.
Отличительными признаками предлагаемого клапана от прототипа является наличие втулки, выполненной с профилированными окнами, равными по площади окнам седла, при этом седло и золотник расположены внутри втулки, установленной на стакане с возможностью одновременного взаимодействия с профилированными окнами седла и втулки.
Благодаря наличию этих признаков повышается долговечность работы клапана.
Наличие втулки, выполненной с профилированными окнами, равными по площади окнам седла, дает возможность осуществить первую ступень дросселирования клапана, поворотом золотника регулировать площадь проходных сечений окон втулки. Расположение седла и золотника внутри втулки дает возможность синхронного открытия окон втулки и седла, за счет чего перепады давлений распределяются на два дросселя: во втулке и в седле, что повышает надежность и долговечность работы клапана.
Сущность полезной модели иллюстрируется чертежами:
- на фиг.1 схематично показан общий вид запорно-регулирующего дискового клапана в разрезе;
- на фиг.2 показаны в разрезе запорно-дросселирующие элементы клапана в положении "закрыто";
- на фиг.3 показаны в разрезе запорно-дросселирующие элементы клапана в положении "открыто".
Предлагаемый клапан содержит корпус 1 (фиг.1, 2 и 3), напорную 2 и сливную 3 полости, расположенные в трубопроводной части корпуса 1, неподвижное седло 4 с пропускными профилированными периферийными окнами для прохождения регулируемой среды, поворотный дисковый монолитный золотник 5 с вырезами, дроссельную втулку 6 с профилированными окнами, равными по площади окнам седла 4, установленную на стакане 7 корпуса 1 и зафиксированную, например, гайкой 8 в корпусе 1. Седло 4 и золотник 5 расположены внутри втулки 6. На золотнике 5 размещена крышка-муфта 9 с пружиной 10, обеспечивающей прижатие золотника 5 к седлу 4. Крышка 11 с уплотнительными узлами, расположенная в верхней части корпуса 1, обеспечивает герметичность корпуса 1. Золотник 5 через шпиндель 12 связан с приводом 13, который закреплен на корпусе 1 посредством бугеля 14. Золотник 5, седло 4 и опорная поверхность стакана 7 корпуса 1 притерты между собой для обеспечения герметичности клапана в закрытом положении. Зазор между дроссельной втулкой 6 и седлом 4 или золотником 5 составляет от 0,1 мм до 0,3 мм.
Работа клапана.
Привод 13 через муфту передает движение шпинделю 12, который вращает крышку-муфту 9 с золотником 5. Золотник 5, вращаясь, синхронно открывает окна во втулке 6 и седле 4. Рабочая среда из напорной полости 2 проходит через окна втулки 6, затем окна седла 4 и поступает в сливную полость 3. Полное открытие клапана достигается при полном совмещении вырезов золотника 5 и окон седла 4. Таким образом, при повороте золотника 5 регулируют площадь проходных сечений окон, перекрываемых золотником 5. Пружина 10 обеспечивает прижатие золотника 5 к седлу 4, не допуская отрыва.
Таким образом, благодаря наличию втулки с профилированными окнами и седла с профилированными окнами, распределению перепада давления на две примерно равные части полезная модель позволяет обеспечить надежность клапана и долговечность его работы при больших перепадах давления.