RU25229U1 - Проходной регулирующий клапан - Google Patents

Description

ПРОХОДНОЙ РЕГУЛИРУЮЩИЙ КЛАПАН

Изобретение относится к арматуростроению и может быть использовано в газовой, нефтяной, химической и энергетической промышленности.

Известны конструкции проходных регулирующих клапанов с золотником клеточного типа, в которых неподвижная деталь регулирующего узла выполнена в виде перфорированного стального цилиндра, подвижная деталь в виде стального поршня, а уравновешивающей камерой является запоршневое пространство см.Современные конструкции трубопроводной арматуры для нефти и газа. Справ, пос. М., Недра, 1976, 496 с. Авт.: Котелевский Ю.М. и др., с.223, рис.1Х.20. Регулирующий клапан Cavitrol; Гуревич Д.Ф., Шпаков О.Н. Справочник конструктора трубопроводной арматуры. Л., Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1987, 518 с., с. 125, рис. 2.85.6. Клапан регулирующий с поршневым плунжером; Регулирующий клапан типа RZD фирмы Mokveld. Техническая документация фирмы. Голландия, 1997.

G05 D7/00

Недостаток известных конструкций заключается в низкой сопротивляемости сталей воздействию абразивной эрозии. Кроме этого давление в уравновешивающую камеру, т.е. в запоршневое пространство, подается из выходной полости клапана, где оно ниже входного давления. При этом значение площади запоршневого пространства меньше соответствующего значения площади подпоршневого пространства на величину площади поперечного сечения приводного штока, что приводит к неуравновешенности осевых усилий со стороны запоршневого и подпоршневого пространств. В результате неуравновешенность осевых усилий отрицательно влияет на работоспособность привода.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является проходной регулирующий клапан тарельчатого типа, содержащий корпус с проходным отверстием и фланцем горловины, входным и выходным соосно расположенными патрубками, неподвижное седло с центральным отверстием отверстием и размещенную на приводном штоке подвижную тарель, выполненные из стали, и уравновешиваюшую поршневую систему см.

Регулирующее устройство (Ду 100, Ру 16 МНа/ 160 кгс/ см ). Паспорт К.РУ.05.91.10.00-0-01ПС. АО «Волгограднефтемаш, 1996. .

Недостаток известной конструкции проходного регулирующего клапана заключается в низкой надежности его работы в условиях эрозионного воздействия регулируемого потока рабочей абразивосодержащей среды. Уравновешивающая поршневая система характеризуется наличием двух поршней во входной и выходной полостях корпуса, размещенных на едином приводном штоке, который проходит через центральное отверстие неподвижного седла и повреждается рабочим потоком. Осевые усилия на поршни различны по величине вследствие разницы между давлениями во входной и

выходной полостях корпуса, что создает неуравновешенность на приводном штоке.

Задачей изобретения является снижение абразивного износа деталей регулирующей пары и уравновешивающей системы в потоке абразивосодержащей рабочей среды и повышение уравновешенности приводного штока, что приводит к повышению надежности работы проходного регулирующего клапана.

Это достигается тем, что в проходном регулирующем клапане, содержащем корпус с проходным отверстием и фланцем горловины, входным и выходным соосно расположенными патрубками, неподвижное седло с центральным отверстием и размещенную на приводном штоке подвижную тарель, выполненные из стали, и уравновешивающую поршневую систему, согласно изобретению уравновещивающая поршневая система выполнена в виде двухступенчатого поршня с образованием между фланцем горловины и верхним торцем поршня уравновешивающей камеры, причем в теле поршня выполнены сквозные отверстия, соосно оси приводного штока, для сообщения входной полости корпуса с уравновешивающей камерой, рабочие поверхности тарели и седла снабжены керамическими кольцами., а площади поверхностей верхнего и нижнего торцев поршня равны между собой.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 показана схема проходного регулирующего клапана с золотником тарельчатого типа без привода.

В корпусе 1 с проходным отверстием 2 и фланцем горловины 3, входным и выходным патрубками 4 и 5 расположены неподвижное седло 6 с центральным отверстием 7 и подвижная тарель 8 на приводном штоке 9. Уравновешивающая система содержит двухступенчатый поршень 10 со сквозными отверстиями 11 вдоль оси поршня и

уравновешивающую камеру 12 над фланцем горловины 3. Условие равенства площадей верхнего и нижнего торцев двухступенчатого поршня 10 обеспечивается соотношением

где DI - диаметр верхнего торца поршня; DI - диаметр нижнего торца поршня; d - диаметр приводного штока.

На рабочих поверхностях подвижной тарели 8 и неподвижного седла 6 установлены керамические кольца 13 и 14с помощью герметичного соединения 15 и 16.

Проходной регулирующий клапан работает следующим образом.

Рабочий поток среды поступает в корпус 1 через проходное отверстие 2 входного патрубка и проходит через кольцевой зазор между подвижной тарелью 8 и центральным отверстием 7 неподвижного седла 6, обтекая рабочие поверхности, в проходное отверстие 2 выходного патрубка 5. При этом изменяются режимные параметры потока - расход и давление. Рабочий поток из входной полости корпуса 1 через сквозные отверстия 11 в теле поршня 10 поступает в уравновешивающую камеру 12, создавая уравновешивающее осевое усилие на приводном штоке 9. Осевое перемещение подвижной тарели 8 позволяет изменять площадь кольцевого зазора между тарелью и центральным отверстием седла и тем самым изменять режимные параметры рабочего потока в пределах регулирования. Сообщение входной полости корпуса с уравновешивающей камерой в процессе регулирования потока обеспечивает постоянное равенство осевых усилий на приводном штоке, поскольку на нижний торец поршня действует осевая сила от давления рабочей среды именно во входной полости корпуса, а площади верхнего и нижнего торцев двухступенчатого поршня равны.

Технический результат изобретения состоит в том, что в центральном отверстии отсутствует приводной шток, который в известной конструкции разрушается вследствие изнашивания рабочим абразивосодержащим потоком. Рабочие поверхности седла и тарели защиш,ены от абразивной эрозии потоком рабочей среды керамическими кольцами. Уравновешиваюш;ая поршневая система вынесена из зоны агрессивного воздействия потока и обеспечивает строгое равенство осевых усилий в приводном штоке от рабочего давления вне зависимости от взаимного расположения тарели и седла. При этом скоростная составляющая силы давления регулируемого потока на поршень отсутствует вследствие отсутствия поршня в выходной полости корпуса клапана. Совокупность данных конструктивных мероприятий обеспечивает повышенную надежность проходного регулирующего клапана и реализуется как на этапе производства новых клапанов, так и на этапе ремонта отказавших по причине абразивной эрозии клапанов.

Claims (1)

1. Проходной регулирующий клапан, содержащий корпус с проходным отверстием и фланцем горловины, входным и выходным соосно расположенными патрубками, неподвижное седло с центральным отверстием и размещенную на приводном штоке подвижную тарель, выполненные из стали, и уравновешивающую поршневую систему, отличающийся тем, что уравновешивающая поршневая система выполнена в виде двухступенчатого поршня с образованием между фланцем горловины и верхним торцем поршня уравновешивающей камеры, причем в теле поршня выполнены сквозные отверстия, соосно оси приводного штока, для сообщения входной полости корпуса с уравновешивающей камерой, рабочие поверхности тарели и седла снабжены керамическими кольцами, а площади поверхностей верхнего и нижнего торцев поршня равны между собой.