РЕГУЛИРУЮЩИЙ КЛАПАН

Полезная модель относится к трубопроводной арматуре, в частности, к конструкции регулирующих клапанов и может быть использована при подаче питательной среды для ТЭЦ и АЭС.
Известен регулирующий клапан по авторскому свидетельству SU 1605070, содержащий корпус с входным и выходным отверстиями, соосно установленные в корпусе седло, полый поворотный золотник с регулирующими окнами, расположенными несимметрично относительно перегородки, и шток, выполненный с возможностью поворота вокруг своей оси. В торцевой части золотника выполнены пазы, и шток взаимодействует с указанными пазами через штифты, установленные на его конце. При этом каждый штифт содержит участок с конической поверхностью. В вышеуказанном регулирующем клапане, вследствие несимметричности окон относительно перегородки, значительная часть потока рабочей среды вытекает с противоположной пазам стороны золотника, создавая силу реакции, плотно прижимающую золотник к штифтам в месте их контакта с коническими пазами. Однако при небольшом расходе и скорости протекающей через клапан рабочей среды величина усилия может быть недостаточной для плотного контакта поверхности конических пазов золотника и штока, так как величина указанной реактивной силы прямо пропорциональна величинам расхода и скорости протекающей рабочей среды. Возникший в соединении люфт вызывает некоторое проворачивание штока внутри золотника, что снижает регулировочные характеристики клапана и надежность его работы.
Известен также регулирующий клапан по патенту RU 2103580, по технической сущности и достигаемому результату наиболее близкий к настоящей полезной модели. Известный регулирующий клапан содержит корпус с входным и выходным отверстиями, расположенный в корпусе полый поворотный золотник с регулирующими окнами и седло. Для ограничения перемещения в осевом направлении золотник опирается на седло, а на торце золотника выполнены радиальные пазы. Шток установлен с возможностью осевого перемещения относительно корпуса и с возможностью поворота вокруг своей продольной оси. Шток снабжен штифтами, которые расположены в пазах золотника, и подпружинен относительно корпуса в сторону прижатия штифтов к золотнику. При воздействии силы от средства нагружения штифты взаимодействуют с
внутренними поверхностями пазов, выполненных в золотнике, и таким образом образуют безлюфтовое сочленение деталей. Однако в условиях вибрации трубопровода и турбулентных течений внутри клапана необходимо, чтобы шток был центрирован относительно золотника. В вышеуказанном решении это условие не соблюдено.
Задачей полезной модели является повышение надежности и долговечности работы регулирующего клапана за счет обеспечения центрирования штока относительно золотника.
Указанная задача решается тем, что в известном регулирующем клапане, содержащем корпус с входным и выходным отверстиями, коаксиально расположенные в нем полый поворотный золотник с регулирующими окнами, седло с кольцевой полкой для ограничения осевого перемещения золотника и шток, установленный с возможностью осевого перемещения относительно корпуса и поворота вокруг своей продольной оси, причем на торце золотника выполнены радиальные пазы, а шток снабжен штифтами, расположенными в пазах золотника, и подпружинен относительно корпуса в сторону прижатия штифтов к золотнику, согласно изобретению, пазы имеют трапециевидную форму в сечении, а каждый штифт содержит участок с конической поверхностью, контактирующий с внутренними боковыми кромками соответствующего паза, при этом кольцевая полка выполнена в верхней части седла, а в верхней части поворотного золотника образован ответный кольцевой поясок.
Концевая часть каждого штифта может иметь уменьшенный диаметр, при этом сопряжение указанной концевой части с остальной частью штифта осуществляется посредством участка с конической поверхностью.
Выполнение пазов трапециевидной формы в сечении обеспечивает постоянный контакт штифта с внутренней поверхностью паза, не требуя при этом высокой точности изготовления указанного штифта. При этом наличие на каждом из штифтов участка с конической поверхностью обеспечивает центрирование штока относительно золотника и, следовательно, в условиях вибрации трубопровода существенно увеличивает срок службы сальникового уплотнения, а значит, и самого клапана.
Выполнение кольцевой полки в верхней части седла и ответного ей кольцевого пояска в верхней части поворотного золотника способствует увеличению надежности сочленения деталей, снижая потребные усилия при повороте золотника за счет уменьшения вероятности возникновения несоосности золотника и седла.
Предпочтительно, золотник имеет карбонитрированное покрытие, что повышает его износостойкость, контактную выносливость и сопротивление коррозии.
На фиг.1 схематично изображен общий вид предлагаемого клапана в разрезе;
на фиг.2 показан увеличенный узел седло-золотник-шток;
на фиг.3 показан разрез по А-А на фиг.2.
Регулирующий клапан содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 отверстиями (фиг.1). В корпусе 1 имеется перегородка 4, в которой установлены седло 5 и полый поворотный золотник 6 с регулирующими окнами 7. Также в корпусе установлен шток 8, имеющий возможность как поворота вокруг своей оси, так и осевого перемещения. Шток 8 уплотнен относительно корпуса сальником 9. На торце золотника 6 выполнены радиальные трапециевидные пазы 10 (фиг.2 и фиг.3). Шток 8 снабжен штифтами 11, расположенными в указанных пазах 10 золотника 6, и подпружинен относительно корпуса при помощи средства нагружения, в частности, пружины 12. В качестве средства нагружения можно использовать торсион, пневмо- или гидроцилиндр или любой другой упругий элемент, который обеспечивал бы постоянное поджатие штока 8 к трапециевидным пазам 10 при возникновении осевых колебаниях золотника 6 или штока 8. Каждый штифт 11 содержит участок с конической поверхностью 13, которая контактирует с внутренними боковыми кромками 14 соответствующего паза 10. В верхней части седла 5 выполнена кольцевая полка 15, а в верхней части золотника 6 образован ответный ей кольцевой поясок 16. Свободная концевая часть 17 каждого штифта 11 имеет уменьшенный диаметр и сопряжена с остальной частью штифта 11 посредством участка с конической поверхностью 13.
Регулирующий клапан работает следующим образом.
Рабочая среда через входное отверстие 2 и регулирующие окна 7 поступает внутрь золотника и выходит вверх и вниз (по рисунку) через выходное отверстие 3. Для регулирования расхода рабочей среды приводной элемент 18, расположенный на штоке 8, поворачивают на некоторый угол. Так как средство нагружения, выполненное в виде пружины 12, обеспечивает надежную фиксацию штока 8 внутри трапециевидных пазов 10, то шток 8, не проворачиваясь в золотнике 6, поворачивает последний на требуемый угол. При этом положение штока 8 относительно трапециевидных пазов 10 золотника 6 всегда будет постоянным вследствие воздействия на него пружины 12, которая, будучи предварительно сжатой, стремится разжаться и поджимает штифты 11 штока 8 к трапециевидным пазам 10. Центрирование штока 8 обеспечивается за счет того, что штифты 11 контактируют с кромок трапециевидных пазов 10 участком с конической поверхностью 13.