Регулюючий дисковий клапан з розвантажувальним пристроєм

Регулюючий дисковий клапан з розвантажувальним пристроєм, в корпусі якого розміщено знімне нерухоме сідло з периферійними профільованими пропускними вікнами і центральним каналом, яке контактує з золотником, що виконаний з вирізами, наскрізним центральним подовжнім отвором та з'єднаний зі шпинделем, на ущільнювальній поверхні золотника виконані секторні пази, що утворюють разом з поверхнею сідла 3 недостатня надійність та обмежена зона використання в зв'язку з цим. Суттєвим недоліком перелічених дискових клапанів розвантаженого типу є порушення оптимального співвідношення сили притискання золотника до сідла і сили розвантаження при відкриванні клапана та зміні площі пропускних вікон, що веде до відриву золотника від сідла, збільшення нерегульованих витрат робочого середовища, неприпустимої вібрації всередині корпусних деталей і зменшення міжремонтного періоду. Найбільш близьким за результатом, що досягається, та технічній суті є регулюючий дисковий клапан з розвантажувальним пристроєм [RU №2052702, RU №2099623, ЕР 0819878В1, US 6.053.204], який має встановлене в корпусі знімне нерухоме сідло з пропускними вікнами і центральним каналом, яке контактує з золотником, виконаним з вирізами та центральним подовжнім отвором та з'єднане зі шпинделем, при цьому на корпусі закріплена кришка та циліндр, в якову встановлено поршень, що нероз'ємно з'єднаний з золотником та утворює з циліндром розвантажувальну камеру, сполучену зі зливною порожниною через центральний подовжній отвір в золотнику та центральний канал у сідлі, на ущільнюючій поверхні золотника виконані секторні пази, що утворюють разом з поверхнею сідла проміжну камеру, сполучену з розвантажувальною камерою і центральним каналом сідла. Прототип має мінімальну кількість деталей у порівнянні з аналогами. Наявність саморозвантажувального поворотного дискового золотника з внутрішнім зворотним зв'язком забезпечує оптимальне зусилля притискання золотника до сідла у всьому діапазоні робочих перепадів та ходу золотника. Недоліком прототипу та перелічених вище аналогів є недостатня жорсткість дисків золотника при збільшенні пропускної спроможності та перепаду тиску на клапані, яка веде до їх деформації та утворенню нерегульованих витрат та пропуску клапана в закритому положенні через ущільнюючі контактуючі поверхні. При цьому виникають умови для щілинної ерозії та пошкодження ущільнюючих поверхонь золотника та сідла. Іншим недоліком є низька надійність вузлів зчленування шпинделя з дисковим золотником та вихідним валом виконавчого механізму (сервоприводу), наслідком якого є підвищене тертя і збільшення моменту, що крутить. У деяких випадках, наприклад при значному збільшенні перепаду тиску на клапані, це може привести до заклинювання та виходу з ладу сервопривода і клапана. Суттєвим недоліком перелічених аналогів та у меншому обсязі прототипу є обмеження працездатності при їх встановленні на трубопроводі у положенні, при якому шпиндель клапана за умов компоновки відхилений від верхнього вертикального положення. При цьому чим складніша конструкція клапана, тим більша вірогідність його відмови та, відповідно, нижча його надійність. Мета корисної моделі полягає у підвищенні надійності регулюючого дискового клапана з розвантажувальним пристроєм при різних установочних положеннях на трубопроводі, усуненні обме 13939 4 жень по пропускній спроможності при збільшеному перепаді тиску на клапані шляхом зміни конструкції золотника та вузлів зчленування шпинделя з сервоприводом і золотником. Корисна модель регулюючого дискового клапана з розвантажувальним пристроєм, що пропонується до розгляду, складається з корпусу, в якому розміщене швидко знімне нерухоме сідло з периферійними пропускними вікнами і центральним каналом у ньому, поворотного дискового золотника з вирізами та центральним подовжнім отвором, який постійно контактує з сідлом, шпинделя і кришки з розташованим у ньому циліндром. У циліндрі розміщено поршень, що нероз'ємно з'єднаний з золотником та створює з циліндром розвантажувальну камеру, яка сполучається із зливною порожниною клапана. На ущільнюючій поверхні золотника виконана проміжна камера у вигляді секторних пазів, які сполучаються з центральним каналом сідла. На обох торцях шпинделя співвісно з ним встановлені проміжні елементи з виконаними на їх торцях взаємно перпендикулярними пазами або виступами. У золотнику з боку шпинделя співвісно встановлена пружина. Між сідлом і золотником співвісно встановлена втулка з центральним та боковими отворами. Між поршнем та дисками на периферії золотника встановлені елементи жорсткості. Інші технічні результати, що досягаються при цьому: - забезпечується повна компенсація не паралельності та перекосу осей золотника, шпинделя та вихідного вала сервопривода, завдяки чому виключається імовірність заклинювання всередині корпусних деталей клапана; - забезпечується поперечна і подовжня фіксація золотника в корпусі при любому положенні клапана на трубопроводі; - можливість збільшення жорсткості дисків золотника без збільшення його маси; - можливість використання для дискових клапанів корпусів різних типів та конфігурацій; - можливість встановлення в напірній порожнині клапана знімної захисної або дросельної сорочки у вигляді дірчатого циліндра; - відсутні умови для заклинювання при наявності твердих забруднень у робочому середовищі. Перелік фігур креслень Фіг.1 - зображено регулюючий дисковий клапан з розвантажувальним пристроєм. Фіг.2 - зображено золотник з сідлом в закритому положенні. Фіг.3 - зображено золотник з сідлом у відкритому положенні. Фіг.4 - зображено розріз А-А фігури 2. Фіг.5 - зображено проміжний елемент. Фіг.6 - зображено приклади використання корпусів різних типів та конфігурації для регулюючого дискового клапана з розвантажувальним пристроєм. В корпусі 1 клапана розміщене сідло 2 з пропускними профільованими вікнами 3 для пропуску середовища, що регулюється, і поворотний дисковий золотник 4 з вирізами. 5 Шпиндель 5 і проміжні елементи 6 служать для передачі моменту, що крутить, від виконавчого механізму (не показаний) до золотника. Поршень 7, який нероз'ємно з'єднаний з золотником, і циліндр 8 утворюють розвантажувальну камеру 9. Камера з'єднана каналом 10 із зливною порожниною 11 через проміжну камеру 12. Проміжна камера 12 виконана у вигляді секторних пазів на ущільнюючій поверхні золотника 4 та сполучена з центральним каналом 13 у сідлі 2. Робоче середовище поступає в напірну порожнину 14 клапана. Втулка 15 розміщена співвісно між золотником 4 і сідлом 2. Елементи жорсткості 16 встановлені на периферії золотника та з'єднують поршень 7 з дисками золотника 4. Пружина 17 встановлена співвісно між золотником 4 і проміжним елементом 6. В напірній порожнині 14 встановлена захисна сорочка 18, а в зливній порожнині 11 під сідлом 2 встановлена захисна сорочка 19. Клапан працює наступним чином. Робоче середовище з тиском Р1 поступає в напірну порожнину 14 клапана, проходить через захисну сорочку 18 і далі через пропускні вікна 3 в сідлі 2 поступає в зливну порожнину 11 з тиском Р2. Захисна сорочка 18 стабілізує потік на вході в сідло і захищає проточну частину клапана від попадання сторонніх предметів. Дросельно-захисна сорочка 19, встановлена під сідлом 2, захищає внутрішню поверхню корпуса клапана від ерозійного руйнування та стабілізує потік на виході з клапана. Для привода клапана використовується вмонтований або дистанційний виконавчий механізм (сервопривід). Вмонтований сервопривід розміщується безпосередньо на клапані. Дистанційний сервопривід розміщується в зручному для обслуговування місці на деякій відстані від клапана. На Фіг.1 зображено зчленування вихідного валу 20 вмонтованого виконавчого механізму зі шпи 13939 6 нделем 5 через проміжний елемент 6. На Фіг.6 зображені клапани з корпусами різного типу, в яких момент, що крутить, передається від сервопривода на шпиндель 5 через важіль 21. Пружина 17 забезпечує попереднє притискання золотника 4 до сідла 2 у випадку відсутності перепаду тиску на клапані. Втулка 15 забезпечує співвісність золотника 4 відносно сідла 2 у нахиленому чи горизонтальному положенні шпинделя. Проміжні елементи 6 усувають можливість заклинювання всередині корпусних деталей шляхом компенсації їх не співвісності і не паралельності. Регулювання витрати робочого середовища здійснюється шляхом повертання золотника 4, при цьому змінюється площа прохідного перетину пропускних вікон 3 в сідлі 2. Максимальний кут повороту золотника складає 90 градусів. В положенні «закрито» дисковий золотник 4 повністю перекриває пропускні вікна 3 в сідлі 2. В положенні «відкрито» пропускні вікна З повністю відкриті. Розвантажувальний пристрій працює наступним чином. Під час регулювання витрати робочого середовища золотник 4 повертається, при цьому зміна площі вікон 3 Фіг.2, 3, які він перекриває, компенсується площею проміжної камери 12 Фіг.1, 4, тиск в якій завжди дорівнює тиску в зливній порожнині 11 Фіг.1. В результаті цього зусилля притискання золотника 4 до сідла 2, Фіг.1 пропорційне площі вікон 3 та різниці тисків в напірній 14 і зливній 11 порожнинах клапана, залишається в оптимальному співвідношенні з силою розвантаження, яка пропорційна діаметру розвантажувальної камери 9 Фіг.1. Таким чином забезпечується оптимальне зусилля притискання золотника 4 до сідла 2 навіть коли клапан повністю відкритий. 7 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 13939 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601