КОРПУС КЛАПАНА С ВЕРХНИМ ОТКЛОНЯЮЩИМ УСТРОЙСТВОМ ДЛЯ ОТКЛОНЕНИЯ ПОТОКА
VALVE BODY WITH UPPER FLOW DIVERTER

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0001] Настоящее изобретение относится к устройствам для регулировки потока жидкости и, в частности, к корпусам клапана для устройств для регулировки потока жидкости.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] Обычные устройства для регулировки потока жидкости содержат корпусы клапанов, задающие пути входного и выходного потоков, встречающихся в камере, в которой расположен регулировочный узел для регулировки потока жидкости через указанное устройство. В устройствах для регулировки потока жидкости с поступательным движением штока регулировочный узел содержит регулирующий элемент с поступательным движением штока, расположенный в стакане с возможностью перемещения для выборочной посадки в посадочное кольцо. Стакан содержит полый цилиндрический элемент для направления хода указанного регулирующего элемента, задающий множество отверстий для обеспечения возможности прохода жидкости через эту камеру. В зависимости от конкретной геометрии стенок корпуса клапана и стакана такая обычная конфигурация не обязательно допускает наиболее эффективное перемещение жидкости.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0003] Один аспект настоящего изобретения предоставляет корпус клапана, содержащий первое отверстие, второе отверстие, камеру, первый канал для потока, второй канал для потока и верхнее отклоняющее устройство для отклонения потока. Камера расположена между первым и вторым отверстиями. Первый канал для потока проходит между первым отверстием и боковым отверстием камеры. Второй канал для потока проходит между вторым отверстием и нижним отверстием камеры. Верхнее отклоняющее устройство для отклонения потока опирается на верхнюю стенку первого канала для потока и проходит в него. В одном варианте верхнее отклоняющее устройство для отклонения потока содержит удлиненный элемент, проходящий по меньшей мере частично между первым отверстием и камерой, для отклонения жидкости, втекающей через первый канал для потока в камеру.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0004] На фиг. 1 показан вид сбоку в поперечном сечении одного варианта устройства для регулировки потока жидкости, сконструированного в соответствии с настоящим изобретением.
[0005] На фиг. 2 показан частичный вид в поперечном сечении корпуса клапана с фиг. 1, взятого по линии 2-2, содержащий подробный вид верхнего отклоняющего устройства для отклонения потока согласно настоящему изобретению.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
[0006] На фиг. 1 изображено устройство 10 для регулировки потока жидкости, сконструированное в соответствии с настоящим изобретением и содержащее корпус 12 клапана, регулирующий элемент 14, стакан 16 и посадочное кольцо 18. Корпус 12 клапана содержит входное отверстие 20, выходное отверстие 24 и камеру 24, расположенную между входным отверстием 20 и выходным отверстием 22. Стакан 16 и посадочное кольцо 18 встроены в камеру 24, а регулирующий элемент 14 расположен в стакане 16 с возможностью скольжения для регулировки потока жидкости через корпус 14 клапана обычным способом. В частности, стакан 16 содержит полый цилиндрический элемент, задающий множество отверстий 26, только одно из которых изображено на фиг. 1, для обеспечения возможности прохода жидкости через стакан 16. Между нижним концом стакана 14 и выступом 28 корпуса 12 клапана вставлено посадочное кольцо 18. Расположенное таким образом посадочное кольцо 18 выполнено с возможностью выборочного контакта с торцевой поверхностью 30 регулирующего элемента 14, когда регулирующий элемент 14 занимает закрытое положение, для предотвращения потока жидкости между входным отверстием 20 и выходным отверстием 22. Хотя изображенное устройство 10 для регулировки потока жидкости содержит стакан 16, это является только одним примером, и другие устройства для регулировки потока жидкости в пределах объема настоящего изобретения не обязательно требуют наличия стакана.
[0007] Продолжаем ссылаться на фиг. 1, в дополнение к выходному отверстию 20, выходному отверстию 22 и камере 24, корпус 12 клапана согласно настоящему изобретению содержит первое отверстие 32, второе отверстие 34, первый канал 36 для потока и второй канал 38 для потока. В изображенном варианте первое и второе отверстия 32, 34 могут быть фланцевыми отверстиями для соединения с трубопроводом, но другие варианты могут предлагать отверстия, приспособленные для сварных стыков, или отверстия, приспособленные для других типов соединений. Камера 24 содержит обычно цилиндрическое пространство, проходящее вертикально по оси Ag камеры, которая обычно расположена в центральной части корпуса 12 клапана между входным отверстием 20 и выходным отверстием 22. В раскрытом варианте первое отверстие 32 расположено у входного отверстия 20 корпуса 12 клапана, а первый канал 36 для потока проходит между первым отверстием 20 и боковым отверстием 40 камеры 24. Кроме того, второе отверстие 34 расположено у выходного отверстия 22 корпуса 12 клапана, а второй канал 38 для потока проходит между вторым отверстием 34 и нижним отверстием 42 камеры 24. Первое и второе отверстия 32, 34 расположены по общей центральной оси Ac корпуса 12 клапана и выполнены с возможностью соединения устройства 10 для регулировки потока жидкости с трубопроводом, например, обычным способом таким образом, что между входным отверстием 20 и выходным отверстием 22 может протекать жидкость. В раскрытом варианте устройства 10 для регулировки потока жидкости центральная ось Ac корпуса 12 клапана перпендикулярна оси Ag камеры.
[0008] В дополнение к вышесказанному, и как будет более подробно описано ниже, корпус 12 клапана дополнительно содержит верхнее отклоняющее устройство 44 для отклонения потока и заднее отклоняющее устройство 46 для отклонения потока. Верхнее отклоняющее устройство 44 расположено в первом канале 36 для потока и выполнено с возможностью разделения потока жидкости около камеры 24 и необязательного стакана 16, когда он перемещается от первого канала 36 для потока и через боковое отверстие 40 камеры 24. Заднее отклоняющее устройство 46 расположено в камере 24 и выполнено с возможностью направления жидкости, протекающей по камере 24, к нижнему отверстию 42 камеры 24. В раскрытом варианте верхнее и заднее отклоняющие устройства 44, 46 выполнены за одно целое с корпусом 12 клапана, будь то при помощи литья, механической обработки, ковки или любого другого производственного процесса. То есть корпус 12 клапана и отклоняющие устройства 44, 46 представляют собой одну неразъемную деталь. Другие варианты могут быть сконструированы иначе. Хотя раскрытый корпус 12 клапана содержит как верхнее отклоняющее устройство 44, так и заднее отклоняющее устройство 46, заднее отклоняющее устройство 46 является необязательным, а корпус 12 клапана может быть сконструирован только с верхним отклоняющим устройством 44.
[0009] Все еще ссылаемся на фиг. 1, первый канал 36 для потока и второй канал 38 для потока содержат удлиненное пространство, задающее пути для жидкости и которое может иметь изменяющиеся круглые и/или эллиптические поперечные сечения, например, для обеспечения возможности протекания через них жидкости. Кроме того, как упомянуто, камера 24 может содержать обычно цилиндрическое пространство, расположенное обычно вертикально между первым и вторым каналами 36, 38 для потока и в жидкостной связи с ними. С целью описания первый канал 36 для потока содержит верхнюю стенку 48, которая несет верхнее отклоняющее устройство 44, а камера 24 содержит заднюю стенку 50, которая несет необязательное заднее отклоняющее устройство 46. Задняя стенка 50 камеры 24 расположена напротив первого канала 36 для потока и бокового отверстия 40 в направлении через камеру 24 и, следовательно, эта стенка камеры может быть названа, как расположенная "сзади" камеры 24.
[0010] Как можно видеть на фиг. 1, заднее отклоняющее устройство 46 отходит от задней стенки 50 камеры 24, а также проходит в камеру 24 к оси Ag камеры, боковому отверстию 40 и первому каналу 36 для потока. Кроме того, как показано, заднее отклоняющее устройство 46 содержит удлиненный элемент, проходящий по линии L2, которая параллельна оси Ag камеры, перпендикулярна центральной оси Ac корпуса 12 клапана и пересекает линию L1, по которой проходит верхнее отклоняющее устройство 44. Как показано на фиг. 2, заднее отклоняющее устройство 46 содержит искривленный наружу профиль в поперечном сечении обычно равномерного размера, тем самым имея сходство с вертикальным ребром, отходящим от задней стенки 50 камеры 24, имеющей поверхность полусферического типа. Другие варианты задних отклоняющих устройств 46 могут иметь различные геометрии.
[0011] Обратимся к фиг. 2, верхнее отклоняющее устройство 44 корпуса 12 клапана, раскрытого в настоящем изобретении, содержит первый конец 52, расположенный на расстоянии от камеры 24, и второй конец 54, расположенный вблизи камеры 24. Верхнее отклоняющее устройство 44 обычно является клиновидным и содержит противоположные боковые поверхности 56, 58 и гребень 60. Как показано на фиг. 1, гребень проходит по линии L1, которая проходит под углом α относительно центральной оси Ac корпуса 12 клапана. В раскрытом варианте угол α может находиться в диапазоне приблизительно от 0 градусов приблизительно до 15 градусов, или даже больше, в зависимости от требуемых рабочих характеристик корпуса 12 клапана. Когда угол α больше 0, как показано, гребень 60 расположен таким образом, что второй конец 54 верхнего отклоняющего устройства 44 расположен дальше от центральной оси Ac корпуса 12 клапана, чем первый конец 52. Фактически, угол α может быть даже отрицательным, если потребуется, таким, что второй конец 54 верхнего отклоняющего устройства 44 проходит ближе к центральной оси Ac, чем первый конец 52.
[0012] Продолжаем ссылаться на фиг. 2, боковые поверхности 56, 58 верхнего отклоняющего устройства 44 проходят вниз и в направлении от верхней стенки 48 первого канала 36 для потока и заканчиваются у гребня 60. В зависимости от требуемых рабочих характеристик корпуса 12 клапана гребень 60 может содержать острый пик, заданный прямым пересечением противоположных боковых поверхностей 56, 58. Альтернативно, гребень 60 может иметь скругленный профиль или некоторую другую геометрию. То есть гребень 60 может иметь конец полусферического типа или другой контур, подходящий для достижения намеченных целей настоящего изобретения. При такой конфигурации поперечное сечение верхнего отклоняющего устройства 44 обычно может быть треугольным по меньшей мере в одном варианте корпуса 12 клапана. Дополнительно, в раскрытом варианте боковые поверхности 56, 58 являются по меньшей мере частично искривленными внутрь по направлению друг к другу в зависимости от конкретного применения и требуемых характеристик разделения потока, но они также могут быть по меньшей мере частично плоскими или по меньшей мере частично искривленными наружу.
[0013] Как проиллюстрировано, ширина W (т.е. максимальное расстояние между боковыми поверхностями 56, 58) верхнего отклоняющего устройства 44 от первого конца 52 ко второму концу 54 увеличивается, и глубина d (т.е. расстояние между верхней стенкой 48 и гребнем 60) от первого конца 52 до второго конца 54 увеличивается. Таким образом, геометрия раскрытого верхнего отклоняющего устройства 44 от первого конца 52 до второго конца 54 изменяется таким образом, что он является более узким на первом конце 52, находящемся ближе к первому отверстию 32 входящего отверстия 20, которое поставляет жидкость в раскрытую конфигурацию. В вариантах, где боковые поверхности 56, 58 верхнего отклоняющего устройства 44 являются по меньшей мере частично плоскими поверхностями, можно сказать, что ширина W от первого конца 52 до второго конца 54 расходится равномерно. В вариантах, где боковые поверхности 56, 58 являются по меньшей мере частично неплоскими поверхностями (т.е. искривленными внутрь или наружу), можно сказать, что ширина W от первого конца 52 до второго конца 54 расходится неравномерно.
[0014] При такой конфигурации корпуса 12 клапана, как описано, верхнее отклоняющее устройство 44 преимущественно разделяет жидкость, протекающую от входящего отверстия 20 к камере 24, когда она проходит от первого канала 36 для потока через боковое отверстие 40 камеры 24. Верхнее отклоняющее устройство 44 разделяет жидкость в камере 24 и в необязательном стакане 16, когда он присутствует, по стенке камеры 24 и когда она достигает задней стенки 50 камеры 24, заднее отклоняющее устройство 46 направляет поток жидкости к нижнему отверстию 42 камеры 24 и наружу ко второму каналу 38 для потока. Следовательно, верхнее отклоняющее устройство 44 согласно настоящего изобретения преимущественно увеличивает эффективность пути потока от входящего отверстия 20 к камере 24, что дополнительно равномерно распределяет поток по камере 24 и необязательному стакану 16, когда он присутствует, по направлению к задней стенке 50 и, в вариантах, которые содержат необязательное заднее отклоняющее устройство 46, по направлению к заднему отклоняющему устройству 46. Это приводит к минимизации турбулентности в камере 24, а отверстия 26 в необязательном стакане 16, когда он присутствует, используются с полным их потенциалом. Дополнительно, это снижает изменения давления по периферии необязательного стакана 16, что увеличивает емкость и общую требуемую производительность. Таким образом, исходя из вышеизложенного, верхнее отклоняющее устройство 44 корпуса 12 клапана может быть описано как средство для разделения жидкости в камере 24, когда эта жидкость входит в камеру 24 из первого канала 36 для потока через боковое отверстие 40. Дополнительно, заднее отклоняющее устройство 46 может быть описано, как средство для направления жидкости, проходящей по камере 24, к нижнему отверстию 42 камеры 24.
[0015] Вышеизложенное описание предоставлено в качестве примера воплощения настоящего изобретения и не предназначено для ограничения объема этого изобретения. Объем настоящего изобретения задан посредством нижеследующей формулы изобретения и содержит все его эквиваленты, которые подпадают под сущность и объем этой формулы изобретения и раскрытия в целом.