RU204190U1 - Осевая запорно-регулирующая арматура - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к трубопроводной запорно-регулирующей арматуре осевого типа, предназначенной для отсечения потока и регулирования расхода или давления рабочей среды, и может найти применение в трубопроводах различного назначения при перекачке различных типов сред в любых отраслях промышленности. Арматура содержит прямолинейный трубчатый корпус (1) с входным (9) и выходным (10) патрубками и радиальным отверстием (11); седло (7), образованное отверстием выходного патрубка (10), и запорно-регулирующее устройство (2), включающее гильзу (3), установленную коаксиально внутри корпуса (1) с возможностью прохождения через нее среды и осевого перемещения вдоль оси корпуса (1), приводной элемент (5) и запорный орган-обтекатель (4), жестко связанный с гильзой (3) и выполненный с возможностью запирания седла (7). Технический результат заключается в упрощении конструкции арматуры, технологии ее изготовления и сборки. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

[01] Область техники

[02] Полезная модель относится к трубопроводной запорно-регулирующей арматуре осевого типа, предназначенной для отсечения потока и регулирования расхода или давления рабочей среды, и может найти применение в трубопроводах различного назначения при перекачке различных типов сред в любых отраслях промышленности.

[03] Уровень техники

[04] Из уровня техники известна конструкция запорно-регулирующих клапанов осевого типа, которая включает корпус с входным и выходным патрубками, обтекатель, размещенный внутри корпуса и образующий кольцевой канал, сепаратор в виде перфорированного цилиндра, установленный в выходной части канала, поршень, размещенный на штоке с возможность перекрытия выходного канала, связанный со штоком поворотный шпиндель и механизм перемещения поршня, имеющий зубчато-реечную передачу (см. патент РФ на полезную модель RU 181161, 05.07.2018).

[05] Указанный аналог имеет ряд недостатков. Использование для передачи движения реечных пар требует высокотехнологичного изготовления и сборки конструкции, обладает сложной эксплуатацией и низкой надежностью, связанной с возможностью заклинивания при перекосе, износе и попадании посторонних предметов. Возвратно-поступательное перемещение реечных пар требует значительной мощности исполнительного механизма и сложных сальниковых уплотнений штоков и специальных направляющих втулок с сальниками и подшипниками скольжения. В целом устройство характеризуется сложной конструкцией, трудоемким изготовлением (в основном литье) корпуса клапана, сборкой внутренних деталей, ремонтом и обслуживанием клапана.

[06] Наиболее близким аналогом полезной модели, является запорно-регулирующая арматура, раскрытая патенте РФ RU 2198335, 10.02.2003. Устройство содержит прямолинейный трубчатый корпус с входным и выходным патрубками и радиальным отверстием; размещенное внутри корпуса седло в виде запирающего элемента с эластичным уплотнением и запорно-регулирующее устройство, включающее втулку (гильзу), установленную коаксиально внутри корпуса с возможностью прохождения через нее среды и осевого перемещения вдоль корпуса, и приводной элемент в виде червячного колеса для перемещения втулки, размещенный в радиальном отверстии корпуса. При этом в корпусе установлен штифт, а втулка снабжена пазом, взаимодействующим со штифтом. В указанной конструкции перекрытие потока текучей среды осуществляется за счет запирания отверстия втулки (гильзы) установленным в корпусе седлом.

[07] Ближайший аналог также имеет ряд недостатков. В первую очередь использование седла, как отдельного элемента, размещенного внутри корпуса, усложняет конструкцию, технологию изготовления устройства и приводит к большому сопротивлению потока, что вызывает потерю давления. Кроме того, устройство имеет сложный разборный корпус, состоящий из трех деталей. Использование в конструкции штифта затормаживает работу гильзы и ухудшает герметичность всей конструкции. Для перемещения гильзы применяются две зубчатые пары, которые для одновременной работы необходимо синхронизировать, что усложняет настройку и повышает вероятность заклинивания. В результате снижается надежность и долговечность (срок службы) конструкции, повышаются массогабаритные характеристики и необходимая мощность привода, а также возникают потери давления в клапане.

[08] Раскрытие сущности полезной модели

[09] Техническими проблемами, на решение которых направлена заявленная полезная модель, являются сложность конструкции и технологии изготовления изделия, низкая надежность и долговечность оборудования, высокая мощность при регулировании, открытии и закрытие, низкое быстродействие и точность регулирования арматуры.

[010] Технический результат полезной модели заключается в упрощении конструкции арматуры и технологии ее изготовления.

[011] Указанный технический результат достигается в полезной модели за счет того, что запорно-регулирующая арматура содержит: прямолинейный трубчатый корпус с входным и выходным патрубками и радиальным отверстием; седло; и запорно-регулирующее устройство, включающее гильзу, установленную коаксиально внутри корпуса с возможностью прохождения через нее среды и осевого перемещения вдоль оси корпуса, и приводной элемент для перемещения гильзы, размещенный в радиальном отверстии корпуса. При этом седло образовано отверстием выходного патрубка, а запорно-регулирующее устройство дополнительно включает запорный орган-обтекатель, жестко связанный с гильзой и выполненный с возможностью запирания указанного седла.

[012] Кроме того, для достижения технического результата предусмотрены частные варианты реализации полезной модели, согласно которым:

[013] - приводной элемент представляет собой выступ, жестко связанный с гильзой;

[014] - приводной элемент представляет собой зубчатое колесо, находящееся в зацеплении с зубчатой поверхностью гильзы;

[015] - гильза прилегает к стенке корпуса, при этом между гильзой и корпусом размещены узлы уплотнений и подшипники скольжения;

[016] - запорный орган-обтекатель имеет обтекаемую форму;

[017] - седло представляет собой уплотняющий узел, снабженный герметизирующим уплотнением;

[018] - корпус выполнен цельным.

[019] В отличие от ближайшего аналога в рассматриваемой конструкции предусмотрен запорный орган-обтекатель, который жестко связан с гильзой (образует единую деталь или соединен с ней с помощью резьбового или других видов соединений) и обеспечивает возможность непосредственного запирания выходного патрубка. В результате исключается необходимость размещения внутри корпуса седла, как отдельного запирающего элемента, что упрощает конструкцию за счет уменьшения количества деталей. Кроме того, упрощается технология изготовления корпуса, поскольку в его канале не предусмотрено выступающее седло и нет штифта. Также запорный орган выполнен в обтекаемой форме, что ведет к уменьшению потери давления в клапане. Вследствие простоты конструкции и уменьшения количества деталей, повышается надежность и долговечность устройства, а также уменьшается вес и размеры, мощность необходимая для регулирования, открытия и закрытия, а также увеличивается точность и быстродействие оборудования.

[020] Краткое описание чертежей

[021] Полезная модель поясняется чертежами, где:

[022] На фигуре 1 показан один предпочтительный вариант реализации конструкции устройства,

[023] На фигуре 2 показан второй предпочтительный вариант реализации конструкции устройства.

[024] Элементы конструкции обозначены на фигурах следующими позициями:

1 - корпус,

2 - запорно-регулирующее устройство,

3 - гильза,

4 - запорный орган-обтекатель,

5 - приводной элемент запорно-регулирующего устройства,

6 - узел уплотнений и подшипников скольжения,

7 - седло (уплотнительный узел),

8 - герметизирующее уплотнение седла

9 - входной патрубок корпуса

10 - выходной патрубок корпуса

11 - радиальное отверстие корпуса.

[025] Осуществление полезной модели

[026] Заявленное устройство представляет собой запорно-регулирующую арматуру (клапан) возвратно-поступательного действия осевого типа.

[027] Арматура включает трубчатый корпус (1), размещенное в нем запорно-регулирующее устройство (2).

[028] Корпус (1) выполнен прямолинейным и имеет входной (9) и выходной (10) патрубки. В средней части корпуса (1) сверху выполнено радиальное отверстие (11) для передачи движения запорно-регулирующему устройству (2). Корпус (1), предпочтительно, выполняется цельным, что обеспечивает повышение надежности и упрощает сборку устройства. Возможно также выполнение конструкции корпуса разборной. Отверстие в выходном патрубке (10) корпуса (1) образует седло (7), которое, предпочтительно, выполнено в виде уплотнительного узла с герметизирующими уплотнениями (8), размещенными в корпусе для взаимодействия с запорно-регулирующим устройством (2) (запорным органом-обтекателем 4)

[029] Запорно-регулирующее устройство (2) включает гильзу (3), запорный орган-обтекатель (4) и приводной элемент (5).

[030] Гильза (3) установлена коаксиально внутри корпуса (1) таким образом, что ее внешняя поверхность прилегает к стенке корпуса, а с внутренней стороны обеспечивается возможность прохождения текучей среды через полость гильзы. Между корпусом (1) и гильзой (3) в зоне радиального отверстия (11) размещены узлы уплотнений (6) и подшипники скольжения (на фигурах позициями не обозначены), которые герметизируют радиальное отверстие (11), фиксируют положение гильзы (3) и обеспечивают ее осевое перемещение с минимальным сопротивлением. Узел уплотнения (6) выполнен в виде единого корпуса с герметизирующими уплотнениями или отдельных уплотнений из различных материалов, и подшипниками скольжения.

[031] Запорный орган-обтекатель (4) предназначен для перекрытия отверстия выходного патрубка (11) путем взаимодействия с седлом (7). Указанный орган (4) жестко связан с гильзой (3) (выполнен с ней в виде единой детали), например, посредством трех перемычек, которые не препятствуют прохождению среды через гильзу. Запорный орган-обтекатель (4), предпочтительно, имеет обтекаемую форму, например, форму эллипсоида, которая обеспечивает обтекание органа потоком среды без значительного увеличения сопротивления. Однако, возможно выполнение указанного органа (4) и другой подходящей формы, например, усеченного конуса или цилиндра с закругленными торцами и т.п.

[032] Приводной элемент (5) установлен в радиальном отверстии (11) корпуса (1) для передачи осевого возвратно-поступательного движения гильзе (3) запорно-регулирующего устройства (2). В одном из вариантов реализации (см. фиг. 1) приводной элемент (5) выполнен в виде выступа, выходящего из корпуса (1) и жестко связанного с гильзой (3) резьбовым или другими видами соединения. Такой вариант конструкции обеспечивает повышенную надежность работы устройства за счет исключения подвижного соединения. В другом варианте конструкции (см. фиг. 2) приводной элемент (5) представляет собой зубчатое колесо, находящееся в зацеплении с зубчатым участком, выполненным на внешней части гильзы (3), и обеспечивающее прямолинейное перемещение гильзы при вращении. Возможны и другие варианты выполнения приводного элемента (5). Приводной элемент (5) может приводиться в движение за счет ручного или различных видов исполнительных механизмов, в том числе механических, электрических, гидравлических или пневматических.

[033] Заявленная арматура работает следующим образом.

[034] В открытом положении запорный орган (4) размещен на некотором расстоянии от седла (7) и перекачиваемая среда свободно проходит от входного патрубка (9) через полость гильзы (3), зазор между гильзой (3) и запорным органом (4) и зазор между запорным органом (4) и седлом (7) к выходному патрубку (10).

[035] При включении исполнительного механизма приводной элемент (5) перемещает гильзу (3) вместе с запорным органом (4) в направлении выходного патрубка (10) (слева направо) в результате чего зазор между запорным органом (4) и седлом (7) уменьшается. В закрытом положении запорный орган (4) входит в контакт с седлом (7) полностью перекрывая поток среды. При этом узел уплотнения (6) препятствует утечке среды через радиальное отверстие (11), а уплотнение (8) седла (7) обеспечивает герметизацию выходного патрубка (10).

[036] Таким образом, предложенная конструкция обладает следующими преимуществами:

[037] - упрощается конструкция устройства (за счет уменьшения количества основных деталей и упрощения формы корпуса);

[038] - уменьшаются массогабаритные размеры;

[039] - упрощается технология изготовления и сборки продукции;

[040] - уменьшается время на изготовление;

[041] - увеличивается надежность;

[042] - увеличивается быстродействие и точность регулирования;

[043] - уменьшается мощность при регулировании, открытии и закрытии;

[044] - увеличивается срок службы оборудования.

Claims (11)

1. Запорно-регулирующая арматура, содержащая

прямолинейный трубчатый корпус (1) с входным (9) и выходным (10) патрубками и радиальным отверстием (11);

седло (7); и

запорно-регулирующее устройство (2), включающее гильзу (3), установленную коаксиально внутри корпуса (1) с возможностью прохождения через нее среды и осевого перемещения вдоль оси корпуса (1), и приводной элемент (5) для перемещения гильзы (3), размещенный в радиальном отверстии (11) корпуса (1),

отличающаяся тем, что седло (7) образовано отверстием выходного патрубка (10), при этом запорно-регулирующее устройство (2) дополнительно включает запорный орган-обтекатель (4), жестко связанный с гильзой (3) и выполненный с возможностью запирания указанного седла (7).

2. Арматура по п.1, отличающаяся тем, что приводной элемент (5) представляет собой выступ, жестко связанный с гильзой (3).

3. Арматура по п.1, отличающаяся тем, что приводной элемент (5) представляет собой зубчатое колесо, находящееся в зацеплении с зубчатой поверхностью гильзы (3).

4. Арматура по п.1, отличающаяся тем, что гильза (3) прилегает к стенке корпуса, при этом между гильзой (3) и корпусом (1) размещены узлы уплотнений (6) и подшипники скольжения.

5. Арматура по п.1, отличающаяся тем, что запорный орган-обтекатель (4) имеет обтекаемую форму.

6. Арматура по п.1, отличающаяся тем, что седло (7) представляет собой уплотняющий узел, снабженный герметизирующим уплотнением (8).

7. Арматура по п.1, отличающаяся тем, что корпус (1) выполнен цельным.

Images