РЕГУЛИРУЮЩИЙ КЛАПАН РАСХОДА

Полезная модель относится к автоматике, в частности к устройствам для регулирования расхода рабочей среды.
Известна конструкция регулятора расхода, состоящая из корпуса с входным и выходным отверстиями, приводом, узлом задания и механизмом фиксации. Привод выполнен мембранным и связан штоком с дросселем (см. Регулятор расхода, паспорт Ха 2.573.006 ПС ОАО «АКОЗНА»).
Недостатки известной конструкции: наличие отдельного мембранного механизма управления, сложность компенсации сил воздействующих на клапан и как следствие низкая стабильность регулирования потока рабочей среды.
7
За прототип, по совокупности существенных признаков, принимаем конструкцию регулирующего клапана расхода, содержащего: корпус с входным и выходным каналами, привод и узел задания. Привод выполнен мембранным и связан штоком с кольцевым затвором, помещенным между кольцевыми седлами, одно из которых запрессовано в перегородку. (См. А.с. СССР №1455338, МПК G 05 D 7/01).
Недостатками известной конструкции являются ее большие габариты и металлоемкость из-за наличия отдельного мембранного привода, ненадежность конструкции, связанная с тем, что узел задания контактирует с рабочей средой, а также низкая стабильность работы клапана.
Была поставлена задача: уменьшить габариты и металлоемкость конструкции, повысить ее надежность и стабильность работы клапана.
Поставленная задача решается за счет того, что в регулирующем клапане расхода, содержащем основной корпус, между входным и выходным отверстиями которого установлена перегородка с кольцевым седлом, в котором расположен затвор, связанный со штоком, узел задания, узел
задания размещен в дополнительном герметичном корпусе, установленном соосно в основной корпус через эластичное уплотнение, при этом верхняя часть дополнительного корпуса снабжена механизмом фиксации, выполненным в виде постоянных кольцевых магнитов, два из которых неподвижны, а один подвижный, затвор ориентирован поперек потока рабочей среды и состоит из запорного клапана и дросселя, между которыми установлены эластичные элементы, разнесенные друг от друга на половину полного хода штока, кроме того, шток выполнен полым, а его свободный конец выполнен в виде поршня, размещенного в гидроцилиндре, при этом дроссель выполнен в виде двух колец, соединенных между собой вертикальными элементами.
Отличительный признак, заключающийся в том, что узел задания размещен в дополнительном герметичном корпусе, установленном соосно в основной корпус через эластичное уплотнение, при этом верхняя часть дополнительного корпуса снабжена механизмом фиксации, выполненным в виде постоянных кольцевых магнитов, два из которых неподвижны, а один подвижный, позволяет обеспечить плавность изменения расхода рабочей среды и фиксацию дросселя в конечных положениях, чем достигается надежность и стабильность работы клапана.
Отличительные признаки, заключающиеся в том, что затвор ориентирован поперек потока рабочей среды и состоит из запорного клапана и дросселя, между которыми установлены эластичные элементы, позволяют исключить привод, так как функцию привода выполняет запорный клапан, и тем самым уменьшить габариты и металлоемкость регулирующего клапана и повысить его надежность.
За счет того, что эластичные элементы разнесены друг от друга на половину полного хода штока, перемещение механизма фиксации происходит при постоянном давлении, а, следовательно, плавно, обеспечивая стабильность регулирования потока рабочей среды.
Отличительный признак, заключающийся в том, что шток выполнен полым, а его свободный конец выполнен в виде поршня, размещенного в гидроцилиндре, дает возможность изолировать механизм фиксации и узел задания от рабочей среды.
Анализ известных технических решений по научно-технической и патентной документации показал, что совокупность существенных признаков заявляемого решения ранее не была известна, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности «новизна».
Полезная модель поясняется чертежом, на котором изображен регулирующий клапан расхода в разрезе.
Регулирующий клапан расхода содержит основной корпус 1, дополнительный корпус 2, установленный соосно в корпус 1, узел задания, механизм фиксации, шток 3.
Корпус 1 имеет входное и выходное отверстия, между которыми расположена перегородка 4 с кольцевым седлом 5. В седле 5 расположен затвор, закрепленный на резьбовом конце штока 2. Затвор ориентирован поперек потока рабочей среды и состоит из запорного клапана 6 и дросселя 7, которые установлены коаксиально с зазором на толщину седла 5.
Дроссель 6 выполнен в виде двух колец, соединенных между собой вертикальными элементами. Между клапаном 6 и дросселем 7 установлены эластичные элементы 8 и 9, разнесенные друг от друга на половину полного хода штока 3.
Узел задания размещен на штоке 3, состоит из пружины 10 и регулировочной гайки 11 и размещен в дополнительном корпусе 2.
Механизм фиксации установлен в верхней части дополнительного корпуса 2 и состоит из трех постоянных кольцевых магнитов, при этом верхний кольцевой магнит 12 и нижний кольцевой магнит 13 неподвижно закреплены в корпусе 2, а кольцевой магнит 14 закреплен на штоке 3.
Шток 3 выполнен полым, а его свободный конец 15 выполнен в виде поршня и размещен в гидроцилиндре 16.
Регулирующий клапан расхода работает следующим образом.
Совокупное усилие пружин 10 и кольцевых магнитов 14 и 13 позволяет настроить регулирующий клапан на определенный перепад давления между входной и выходной полостями. Под действием рабочей среды запорный клапан 6 перемещает шток 3 вверх. За счет того, что эластичные элементы 8 и 9 разнесены друг от друга на половину полного хода штока 3, отрыв эластичного элемента 9 от кольцевого седла 5 происходит тогда, когда магнит 14 выходит из взаимодействия с магнитом 13, но еще не вступает во взаимодействие с верхним магнитом 12. Суммарное усилие давления рабочей среды на запорный клапан 6 и возникающий поток рабочей среды будет на много выше усилия сжатой пружины 10. Шток 3 перейдет в крайнее верхнее положение. Магнит 14 будет взаимодействовать с магнитом 12. Дроссель 7 войдет в нижнюю полость кольцевого седла 5, возникнет поток который через отверстия дросселя 7 придаст дополнительное усилие для удерживания запорного клапана 6 в крайнем верхнем положении. Регулирующий клапан будет находиться в открытом положении до тех пор, пока сила сжатой пружины 10 не превысит суммарного усилия взаимодействия магнитов 14 и 12, остаточного усилия давления на запорный клапан 6 рабочей среды, а также усилия потока через отверстие в нижней части дросселя 7. Как только сила сжатой пружины превысит перечисленные выше силы, шток 3 начнет движение вниз. Между нижней частью дросселя 7 и кольцевым седлом 5 образуется дополнительный кольцевой зазор, в результате чего расход рабочей среды увеличивается, давление уменьшается, соответственно уменьшается и сила воздействия на клапан 6. Взаимодействие магнитов 14 и 12 уменьшится, регулирующий клапан закроется.
Предлагаемый регулирующий клапан расхода соответствует требованию промышленной применимости и может быть изготовлен на стандартном оборудовании с использованием известных технологий.