КЛАПАН
VALVE

Техническое решение относится к трубопроводной арматуре, в частности к клапанам, и может быть использовано в конструкции запорных, регулирующих и обратных клапанов в химической, энергетической и других отраслях промышленности.
Для уменьшения затрат при прокладке трубопроводов наиболее часто применяется арматура с расположением патрубков на одной оси. Это может быть арматура прямоточная или с соосным расположением патрубков. При этом наименьший коэффициент сопротивления имеет арматура прямоточная, но она, из-за наклонного расположения оси клапанов по отношению к трубопроводу, не очень удобна при обслуживании. Поэтому очень часто применяется арматура с соосным расположением патрубков, у которой ось клапана перпендикулярна оси трубопровода, что более удобно при обслуживании.
Известны клапаны запорные НГ26526 и НГ26524 с соосным расположением патрубков (см. Каталог ЗАО "Корпорация "Сплав" Трубопроводная арматура и специальное оборудование для объектов атомной энергетики. Номенклатурный каталог, издание девятое, ПКТИ "Атомармпроект", 2011 г.).
Клапаны содержат корпус с соосными патрубками, которые находятся на одинаковом расстоянии от оси клапана, золотник (плунжер), шток, втулку ходовую, узел управления.
К недостаткам данных клапанов относится то, что они имеют большой коэффициент сопротивления.
Задачей, на решение которой направлено данное техническое решение, является уменьшение коэффициента сопротивления клапанов с соосными патрубками.
1
2
Поставленная задача решается за счет того, что клапан содержит корпус с соосными патрубками, золотник (плунжер), шток, втулку ходовую и узел управления, причем патрубок со стороны подачи рабочей среды под золотник (плунжер) выполнен меньшей длины, с меньшим углом наклона и большего внутреннего диаметра, с возможностью выполнения внутри этого патрубка (в верхней его части) проточки, при этом длина патрубка со стороны подачи рабочей среды на золотник увеличивается так, чтобы величина строительной длины корпуса клапана (для конкретного диаметра условного прохода) оставалась постоянной L=l+l, где
L - строительная длина корпуса клапана;
1
l - длина патрубка со стороны подачи рабочей среды под золотник (плунжер);
2
l - длина патрубка со стороны подачи рабочей среды на золотник (плунжер).
На фигуре представлена конструкция клапана.
Клапан содержит корпус с соосными патрубками: патрубок со стороны подачи рабочей среды под золотник - 1, патрубок со стороны подачи рабочей среды на золотник - 2, проточку - 3, золотник (плунжер) - 4, шток - 5, втулку ходовую - 6, узел управления - 7.
Клапан работает следующим образом.
За счет вращения втулки ходовой 6 узлом управления 7, шток 5 перемещается вверх или вниз за счет ходовой резьбы и соответственно перемещает золотник (плунжер) 4? соединенный со штоком 5? перекрывая или открывая седло корпуса клапана.
1
1
При поднятом золотнике (плунжере) 4, за счет изменения направления движения потока рабочей среды (за счет уменьшения угла α и выполнения проточки 3), увеличения площади сечения внутреннего патрубка 1 (за счет увеличения диаметра d) значительно уменьшается коэффициент сопротивления клапана (для запорных клапанов) или увеличивается условная пропускная характеристика (для регулирующих клапанов).
2
2
За счет удлинения патрубка 2 возникает возможность уменьшения угла наклона патрубка α и увеличения его внутреннего диаметра d, что дает дополнительное снижение коэффициента сопротивления.
Для клапана запорного DN50 коэффициент сопротивления клапана с соосными патрубками (при одном и том же ходе клапана, диаметре седла и строительной длине), за счет предлагаемых изменений уменьшился:
- с 8,2 до 6,2 - при подаче рабочей среды под золотник,
- с 9,0 до 7,1 - при подаче рабочей среды на золотник.
1
2
1
2
При этом угол α уменьшился с 18° до 10°, угол α уменьшился с 18° до 15°, диаметр d величился с 43 мм до 46 мм, диаметр d увеличился с 42 мм до 43 мм, длина патрубка со стороны подачи рабочей среды под золотник уменьшилась с 115 мм до 98 мм и соответственно длина патрубка со стороны подачи рабочей среды на золотник увеличилась со 115 мм до 132 мм.
Это эффективно также и для обратных подъемных клапанов. Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет для клапанов с соосным расположением патрубков значительно уменьшить коэффициент сопротивления как при подаче рабочей среды под золотник, так и при подаче рабочей среды на золотник на 20-30%, что очень важно для соответствия общим техническим требованиям НП-068-05 к трубопроводной арматуре для атомных станций в части установленных коэффициентов сопротивления.