КЛАПАН РЕГУЛИРУЮЩИЙ

Полезная модель относится к регулирующей арматуре и предназначена для регулирования потока рабочей среды в трубопроводах, использующихся в нефтехимической, газовой и других отраслях промышленности.
Известен клапан регулирующий осесимметричный, в котором имеется корпус с входным и выходным патрубками, с размещенным внутри корпуса обтекателем. В полости обтекателя подвижно вдоль оси клапана, посредством приводного зубчато - реечного механизма, установлен разгруженный цилиндрический затвор. Корпус имеет верхний фланцевый разъем с проточкой, в которой установлен уплотнительный элемент для герметизации разъема: корпус-крышка. Затвор содержит полость с верхней, нижней и внутренней поверхностями, являющимися одновременно направляющими и опорой сепаратора. Между корпусом и крышкой имеется герметичный замкнутый контур с каналом контроля герметичности (Патент RU №2520729, кл. F16K 1/12, 03.07.2012 г.).
Недостатком известного клапана является высокий износ реечной передачи, невозможность выполнения технического обслуживания и ремонта внутри корпусных устройств без вырезки из трубопровода.
Известен регулирующий клапан, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, размещенные в нем уравновешенный затвор с направляющей клеткой и седло, при этом выходной патрубок клапана выполнен в виде диффузора, в узкой части которого закреплена полая втулка, торец втулки, обращенный к выходу, заглушен, а на ее боковой поверхности выполнены радиальные отверстия одинакового или разного диаметра (Патент RU №2259508, кл. F16K 39/04, 03.06.2003 г.).
Известное решение относится к клапанам с двухсекционной клеткой, конструкция которых позволяет уменьшить расход, снизить шум и/или уменьшить или устранить кавитацию. Однако при низких давлениях давление текучей среды может оказаться недостаточным для надежного прижима уплотнения к уплотняющей поверхности, в результате чего может возникнуть нежелательная протечка через клапан.
Наиболее близким техническим решением является регулирующий клапан, содержащий корпус с крышкой и входным и выходным патрубками, при этом проточная часть корпуса выполнена в виде полого цилиндра с профилированными окнами, соосно которому установлен запорный орган, выполненный в виде штока, соединенного с полым цилиндрическим плунжером, в нижней части которого расположены профильные отверстия (Патент RU №2495314, кл. F16K 39/04, 11.12.2008 г.). Решение также относится к клапанам с двухсекционной клеткой.
Известное решение обладает теми же недостатками, что и предыдущее, причем известная конструкция также не позволяет надежно перекрывать рабочий поток жидкости, и компоновка клапана в целом не позволяет применять аналогичные решения на трубопроводах с большим номинальным диаметром.
Задача полезной модели - обеспечение повышения надежности работы регулирующего клапана, повышение уравновешенности рабочего потока и улучшение компоновки конструкции, что позволит уменьшить его массогабаритные характеристики, и как следствие, обеспечит снижение затрат на обслуживание и ремонт в процессе эксплуатации.
Технический результат - повышение надежность работы при повышении уравновешенности потока и улучшении компоновки.
Технический результат достигается тем, клапан регулирующий, содержащий корпус с крышкой и входным и выходным патрубками, при этом проточная часть корпуса выполнена в виде полого цилиндра с профилированными отверстиями, соосно которому установлен запорный орган, выполненный в виде штока, соединенного с полым цилиндрическим плунжером, в нижней части которого расположены профильные отверстия, снабжен сальниковой камерой, размещенной в крышке корпуса со стороны его внутренней полости, а запорный орган размещен под углом 30°<а<60° к оси входного патрубка корпуса, причем шток соединен с нижней торцевой частью плунжера, в которой выполнены отверстия. При этом входной и выходной патрубки корпуса имеют изгиб, позволяющий устанавливать его на прямом трубопроводе.
Авторами экспериментально было установлено, что при угле а меньше 30° и больше 60° происходит изменение габаритных размеров в сторону увеличения и изменяется уравновешенность потока, что в целом снижает надежность работы клапана.
Устройство поясняется чертежом, где на фиг. 1 - общий вид клапана в положении «Открыто», на фиг. 2 - общий вид клапана положении «Закрыто», на фиг. 3 - общий вид клапана в разрезе.
Клапан регулирующий состоит из корпуса 1 с входным и выходным патрубками и проточной частью, выполненной в виде полого цилиндра с профилированными окнами 2, плунжера 3 (регулирующий элемент), выполненного в виде полого цилиндра, крышки 4, штока 5, сальниковой камеры 6 с уплотнительными элементами, обеспечивающими герметичность по штоку относительно внешней среды, стойки 7, электромеханического исполнительного механизма 8 (электромеханический исполнительный механизм показан на чертежах условно).
Шток 5 закреплен в нижней части торцевой части плунжера 3, в которой выполнены отверстия 9.
Поступательное перемещение полого цилиндрического плунжера 3 внутри цилиндра корпуса 1 регулирует расход рабочей среды.
При этом конструкция клапана обеспечивает расположение оси затвора к входному патрубку под углом а, лежащим в интервале 30°-60°. Устройство работает следующим образом.
В положении затвора «Открыто» поток жидкости попадает во входной патрубок корпуса клапана 1 (по направлении стрелки). Жидкость из входного патрубка попадает в проточную часть корпуса и далее через профилированные окна 2 попадает в выходной патрубок.
В положении затвора «Закрыто» профилированные окна проточной части корпуса 1 перекрываются плунжером 2 и движение жидкости прекращается.
Регулирование расхода жидкости осуществляется при изменении проходного сечения окон проточной части корпуса 1 за счет осевого перемещения плунжера 2.
Осевое перемещение плунжера 2 обеспечивается перемещением штока 4, связанного с электромеханическим исполнительным механизмом 7, установленного на стойке 6.
При любом положении плунжера 2, за счет его расположения под углом а, осевая составляющая силы статического давления жидкости, действующей на плунжер 2, уравновешена. Уравновешивание также обеспечивается отверстиями в нижней части плунжера 2, которые позволяют жидкости проникать в его внутреннюю полость.
За счет размещения сальниковой камерой в крышке корпуса со стороны внутренней его полости гармонизируются габаритные размеры клапана, следствием чего, также является уравновешивание потока и, соответственно, надежность работы клапана.
Кроме того, входной и выходной патрубки корпуса имеют изгиб, позволяющий устанавливать его на прямом трубопроводе, что также увеличивает надежность работы клапана именно при работе на прямом трубопроводе.
Таким образом, предлагаемая полезная модель обеспечивает повышение надежности работы клапана, а также позволяет устанавливать его на прямом трубопроводе.