Регулюючий дисковий клапан з розвантажувальним пристроєм

Реферат: UA 120690 U UA 120690 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до арматуробудування і може бути використаною в регулюючих та дросельних клапанах дискового типу для забезпечення необхідних параметрів різного робочого середовища в технологічних процесах, наприклад, у теплоенергетиці на електростанціях для регулювання витрат живильної води в парогенератор. РІВЕНЬ ТЕХНІКИ Відомий регулюючий дисковий клапан із внутрішнім розвантажувальним пристроєм SU № 987257. Детальний опис і результати дослідної експлуатації цього клапана опубліковані в журналі "Энергетик" № 12/1991, Москва. Клапан має розташоване в корпусі нерухоме сідло з периферійними пропускними вікнами і центральним каналом. Це сідло постійно контактує з золотником, який виконаний з вирізами і з'єднаний з шпинделем. З золотником нероз'ємно з'єднаний розвантажувальний циліндр, сполучений із напірною та зливною порожниною клапана. Всередині циліндра розташовано поршень з утворенням між ними розвантажувальної камери. Поршень ущільнюється по меншій мірі одним кільцем з фторопласту, яке встановлюється у кільцевій канавці, що знаходиться на циліндричній поверхні поршня. Близьким за результатом, що досягається, та технічній суті є регулюючий дисковий клапан з розвантажувальним пристроєм (SU № 996784), в корпусі якого розташовано нерухоме сідло з периферійними профільованими вікнами та центральним каналом. Сідло постійно контактує з золотником, виконаним з вирізами та з'єднаним із шпинделем. В корпусі також встановлено циліндр, який сполучається із напірною та зливною порожнинами. У циліндрі встановлено поршень, який утворює з ним розвантажувальну камеру. Поршень нероз'ємно з'єднаний з золотником і має наскрізний центральний отвір, який з'єднує розвантажувальну камеру з центральним каналом у сідлі. Розвантажувальний поршень також ущільнюється за допомогою кілець із стандартних пружних матеріалів, що мають обмежений ресурс. Найбільш близьким за результатом, що досягається, та технічній суті є регулюючий дисковий клапан з розвантажувальним пристроєм (RU № 2099623, ЕР 0 819 878 В1, 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 яку 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. Значним недоліком цього та інших відомих регулюючих дискових клапанів є підвищене зношення ущільнюючих поверхонь сідла та дискового золотника в зоні їх контакту на периферійних ділянках. При цьому, чим більший діаметр сідла й золотника, тим більша швидкість зношення периферійних ділянок ущільнюючих поверхонь за інших рівних умов експлуатації регулюючих дискових клапанів, і, відповідно, менший міжремонтний період. СУТНІСТЬ КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Задача корисної моделі полягає в підвищенні надійності та довговічності регулюючого дискового клапану з розвантажувальним пристроєм, зменшенні швидкості зношування ущільнюючих поверхонь сідла і дискового золотника в зоні їх контакту на периферійних ділянках шляхом створення такого диску, при якому буде забезпечуватись надійна та довговічна робота клапана, незалежно від габаритних розмірів внутрішньокорпусних пристроїв. 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. Лопаті дискового золотника на периферії з'єднані між собою поперечинами. Форма та переріз поперечин виконуються таким чином, щоб забезпечити підвищену жорсткість диску та мінімальне збурення потоку робочого середовища на вході в сідло. Інші технічні результати, що досягаються при цьому: Зменшення деформації лопатей дискового золотника; 1 UA 120690 U 5 10 15 20 25 30 35 40 Вирівнювання питомих механічних навантажень в зоні контакту ущільнюючих поверхонь сідла та лопатей дискового золотника; Зменшення величини крутильного моменту і потужності сервоприводу. 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 розріз В-В фігури 3. ВІДОМОСТІ, ЩО ПІДТВЕРДЖУЮТЬ МОЖЛИВІСТЬ ЗДІЙСНЕННЯ КОРИСНОЇ МОДЕЛІ В корпусі 1 клапана розміщене сідло 2 з пропускними профільованими вікнами 3 для пропуску середовища, що регулюється, і поворотний дисковий золотник 4 з вирізами. 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. Поршень 7 має активні поверхні 15 і 16, площі яких підібрані з розрахунку, щоб розвантажувальне зусилля не перевищувало зусилля притискання золотника 4 до сідла. В зливній порожнині 11 під сідлом 2 встановлена захисна сорочка 17. Лопаті дискового золотника на периферії з'єднані між собою поперечинами 19. Клапан працює наступним чином. Робоче середовище з тиском Р1 поступає в напірну порожнину 14 клапана. Після проходження через дисковий золотник 4 та пропускні вікна 3 в сідлі 2 робоче середовище надходить в зливну порожнину 11 з тиском Р2. Регулювання витрат робочого середовища здійснюється поворотом золотника 4, при цьому змінюється площа прохідного перетину пропускних вікон 3 в сідлі 2. Максимальний кут повороту золотника складає 90 градусів. У положенні "закрито" дисковий золотник 4 повністю перекриває пропускні вікна 3 в сідлі 2. В положенні "відкрито" пропускні вікна 3 повністю відкриті. Для керування клапаном використовується вмонтований або дистанційний виконавчий механізм (сервопривід). 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. Таким чином, зусилля притискання золотника 4 до сідла 2 Фіг. 1, що дорівнює добутку площі проміжної камери 12 на різницю тисків в напірній 14 та зливній 11 порожнинах клапану, залишається в оптимальному співвідношенні з силою розвантаження, пропорційною діаметру розвантажувальної камери 9 Фіг. 1. При цьому забезпечується оптимальне зусилля притискання золотника 4 до сідла 2 навіть при повністю відкритому клапану. Лопаті дискового золотника з'єднані між собою на периферії поперечинами 19, Фіг. 2, 3, 5, що дозволяє виключити їх взаємне зміщення через деформацію під дією зусиль від перепаду тисків робочого середовища до та після клапану в процесі повертання золотника при регулюванні витрати середовища. 45 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 50 55 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 ущільнюючій поверхні золотника виконані секторні пази, що утворюють разом з поверхнею сідла проміжну камеру, сполучену з центральним каналом сідла, при цьому на корпусі закріплена кришка і циліндр, в якому встановлено поршень з ущільнюючими елементами в кільцевих канавках на зовнішній циліндричній поверхні, нероз'ємно з'єднаний із золотником і створює з циліндром розвантажувальну камеру, сполучену зі зливною порожниною, який відрізняється тим, що лопаті дискового золотника з'єднані між собою на периферії поперечинами. 2 UA 120690 U 3 UA 120690 U 4 UA 120690 U Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5