Регулюючий клапан

Изобретение относится к подъемным клапанам для улучшения гидродинамики потока путем видоизменения формы каналов. Клапан может быть использован в газифицированных объектах для управления подачей газа по условиям технологии, например, для системы автоматизации водогрейного котла, применяемого для квартальных котельных, обслуживаемых обходом, без постоянного присутствия дежурного персонала. В эти х объектах для обеспечения условий безопасности сжигания газа необходимо Создать при горении плавное изменение расхода газа по линейному закону. При этом легко обеспечить такое соотношение расходов газ-воздух, при котором выбросы продуктов сгорания в атмосферу не содержали бы вредных составляющих: CO и NO x. Известен регулирующий клапан. Промышленная трубопроводная арматура. Каталог. - Ч.IV. - М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1984. С.57), содержащий корпус, в котором соосно расположено седло, перекрываемое клапаном для изменения расхода среды, соединенным с мембранным исполнительным механизмом. В юбке клапана для изменения расхода выполнены окна. Пропускная способность этого регулирующего клапана - 63м 3/ч или 250м 3/ч. Характеристика клапана линейная. Однако линейность конструктивной характеристики не означает, что линейная рабочая характеристика, которая и обеспечивает плавность регулирования подачи газа. Прототипом предлагаемого изобретения выбран главный клапан автоматики АГК-2, выпускавшейся заводом "Газприбор" серийно до 1990г. (Русинковский Ю.П., Каплан М.А. Автоматизация газифицированных котельных. Госизд-во технической литературы УССРю - К., 1963. - С.49). Главный клапан состоит из верхнего, нижнего корпусов и крышки. В нижнем корпусе впрессовано седло цилиндрическое с вертикальной осью. На седло опущен перекрывающий клапан, прикрепленный к тарелке шарнирно. Перекрывающий клапан содержит юбку, выполненную в виде цилиндра с четырьмя профилированными окнами. Клапан имеет набор из шести типоразмеров юбок, каждая из которых предназначена для узкого диапазона изменений расхода. В верхнем корпусе горизонтально прикреплена к нему пластиковая мембрана, разделяющая верхний корпус на две полости: подмембранную и надмембранную. Надмембранная полость связана с атмосферой. Соосно с седлом расположен шток, соединяющий перекрывающий клапан с мембраной. При поступлении в подмембранную полость командного газа, давление которого изменяется регулятором соотношения температур, имеющемся в составе системы автоматики АГК-2, мембрана изменяет свое положение. В соответствии с этим перемещением открывается перекрывающий клапан больше или меньше. При этом увеличивается или уменьшается подача газа к горелкам. В этом устройстве линейная рабочая характеристика получена за счет профиля окон юбки перекрывающего клапана. При этом диапазон изменения расхода с каждой из юбок составляет 1 : 5 или 1 : 6. Для получения диапазона регулирования расхода 1 : 10 необходимо иметь набор юбок шести типоразмеров. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования регулирующе го клапана, в котором в результате выполнения юбки заявляемого клапана в виде усеченного экспоненциального коноида, обеспечивается получение линейной рабочей характеристики в диапазоне изменения расхода 1 : 10 с одной юбкой вместо шести и за счет этого повышается качество автоматического регулирования, исключаются ошибки в подборе соответствия производительности регулирующего клапана применяемым горелкам, уменьшаются трудозатраты, улучшаются экологические условия. Поставленная задача решена тем, что в регулирующем клапане, содержащем крышку, верхний и нижний корпуса, в последнем из которых по центральной вертикальной оси расположено седло, на которое соосно посажен перекрывающий клапан с юбкой, а верхнем корпусе размещена горизонтально мягкая мембрана с жестким центром, соединенная штоком с перекрывающим клапаном, а с крышкой пружиной, юбка перекрывающего клапана выполнена в форме усеченного коноида с отношением диаметров условного прохода, максимального и минимального к высоте, равным 5 : 5 : 4. Диапазон изменений расхода при этом равен 1 : 10. Линейность рабочей характеристики получена за счет нелинейной конструктивной характеристики, т.е. за счет экспоненциальной зависимости открывающегося сечения от хода клапана. Расширение диапазона изменений расхода является следствием усечения экспоненциального коноида в указанном выше соотношении диаметров условного прохода, максимального и минимального с высотой. На фиг.1 показан заявляемый клапан на фиг.2 - рабочая характеристика 1 регулирующего клапана с юбкой, профиль которой выполнен в виде усеченного экспоненциального коноида с отношением и рабочая характеристика 11 для клапана с юбкой, имеющей выше указанное отношение равным 5 : 4 : 3; на фиг.3 - перекрывающий клапан. Характеристики получены на испытательном стенде завода "Газприбор", обеспечивающем рабочие условия, те же, что и в действующей котельной. Регулирующий клапан содержит крышку 1 и два корпуса - верхний 2 и нижний 3. В нижнем корпусе по центральной вертикальной оси расположено седло 4, на которое соосно посажен перекрывающий клапан 5 с юбкой 6, имеющей профиль в виде усеченного экспоненциального коноида. К юбке прикреплена тарелка 7, в которой установлен шарнир 8 штока 9. В верхнем корпусе горизонтально прикреплена к корпусу мягкая мембрана 10 с жестким центром 11, соединенным со штоком 9. На мембране 10 установлен груз 12 для настройки на заданное давление, а пружина 13 для получения линейной зависимости хода штока от командного давления под мембраной верхним концом упирается в упор 14, прикрепленный к крышке, нижним концом соединена со штоком 9. Предлагаемый регулирующий клапан работает следующим образом. Газ давлением подают в нижний корпус. Под мембрану верхнего корпуса подают командный газ давлением (командное давление изменяют от 140мм вод.ст. до 0). Над мембраной давление атмосферное, Pатм . Под действием усилия от перепада давления на мембране мембрана перемещается вверх или вниз. Соответственно перемещается шток 9, а с ним и тарелка 7 с юбкой 6 (перекрывающий клапан). При этом открывается или перекрывается проход среды к горелке с давлением Pвых. На фиг.2 для сравнения показана рабочая характеристика 11 регулирующего клапана, профиль юбки которого выполнен в виде усеченного экспоненциального коноида с отношением равным 5 : 4 : 3. Рабочая характеристика 11, как и характеристика 1, получена на испытательном стенде завода "Газприбор", который обеспечивает получение рабочих условий, таких же, как в действующей котельной. Наличие линейной рабочей характеристики в диапазоне изменений расхода 1 : 10 является преимуществом заявляемого устройства и позволяет осуществить качественное плавное регулирование производительности горелки, обеспечивая экономичность, безопасность газосжигания и предотвращение выброса в атмосферу вредных ве ществ и Заявляемое устройство может быть использовано не только в автоматике котлов с подовыми горелками, но и с горелками дутьевыми, а также в сушильных камерах и печах.