RU33420U1 - Запорно-регулирующий клапан - Google Patents

Abstract

1. Запорный односедельный клапан, содержащий запорный орган, расположен вертикально направлению потока жидкости или газа, отличающийся тем, что запорный орган связан через муфту переходную, шток с пневмоприводом, который расположен также перпендикулярно потоку, позиционер закреплен на корпусе пневмопривода, которым управляет, причем седло клапана, запорный орган, пневмопривод, пневмопозипионер расположены вертикально, соосны, отцентрированы относительно запорного органа и седла клапана.2. Клапан по п,1, отличающийся тем, что использован пневмопривод одностороннего действия, клапан выполнен нормально закрытым.3. Клапан по п.1 или 2, отличающийся тем, что на седле выполнена кольцевая треугольного профиля канавка, а на затворе запорного органа закреплена уплотнительная прокладка обратного аналогичного профиля.4. Клапан по п.1, или 2, или 3, отличающийся тем, что в качестве материала уплотнительной прокладки использован фторопласт 4, либо фторопласт 40, либо графлекс.5. Клапан по п.1, или 2, или 3, или 4, отличающийся тем, что в качестве материала корпуса и седла использован титан либо нержавеющая сталь.

Description

ЗАПОРНО-РЕГУЛИРУЩИЙ КЖШАН

Запорно-регулирущий клапан относится к трубопроводной арматуре и применяется при регулировании потоков жидкостей и газов в технологических процессах металлургии, химии и других отраслей прогйышленности. Известен клапан, содержащий привод от рукоятки, корпус с входршм и выходным отверстиями с крышкой и размещенный в корпусе шпиндель, зафиксированный от поворота с помощью закладного элемента, взаимодействующего с ответным ему пазом и уплотнительный узел, включающий сальник и нажимную сальниковую втулку, закладной элемент расположен на шпинделе, а ответный ецу паз выполнен в нажимной сальниковой втулке /Л1, Л2/.

Основной недостаток - ручной привод, невозможность использования в системах автоматики, недостаточная стойкость в агрессивных, абразивных средах, значительный вес и габариты.

Известен запорно-регулирущий односедельный клапан, содержащий корпус с седлом, входным и выходным патрубками с фланцами, крышку с сальниковым узлом, привод, шток, соединенный с запорным органом.

Клапан работает следувдим образом.

Когда клапан закрыт, запорный орган с штоком, соединенные тягой с приводом, находятся в нижнем положении, при этом создается надежная герметизация клапана за счет прижатия, либо уплотнителя, контактирущего с седлом. При поступлении командного сигнала от датчика давления на привод в сторону открытия тяга привода воздействует на шток с запорным органом, поднимает запорный орган, при этом изменяется площадь кольцевой щели между седлом и выступом запорного органа. Клапан может работать в режиме регулирования величины потока рабочего тела (газа,жидкости)

2003104188

МПК FI6 К1/ООЛ/02,1/04,1/38

При дальнейшем подъеме запорного органа клапан может полностью открыться и обеспечить максимальную величищг протока,

клапан открыт.

Закрытие клапана выполняется в обратной последовательности. На запорном органе выполнен выступ в виде выпуклого тела

вращения, например, усеченного эллиптического параболоида, канавка для уплотнения выполнена фигурной, а уплотнитель выполнен из высокотемпературной резины. Седло имеет форму кольцевого выступа с профилем в радиальном сечении в виде закругленного зуба /14, Д5/.

Недостаток - неполная комплектность - отсутствие устройства позиционирования привода клапана, значительные габаритные размеры, большая металлоемкость,

Известны конструкции исполнительных пневматических механизмов /ЛЗ/, которые предназначены для перемацения регулирующих и запорно-регулирующих органов в системах автоматического и дистанционного управления. Механизмы состоят из пневматического двигатеяя и устройства обратной связи. Пневматический двигатель выполнен в виде цилиндра с поршнем, имеющим поступательное движение штока. Устройство управления пневмодвигателем представлчет пневматический позиционер. Давление питания подводится к золотнику, а входной сигнал (сигнал управления к сильфону). При определенном значении входного сигнала усилие, развиваемое сйльфоном, уравновешивается на рычажной системе усилием пружины обратной связи. Золотник, связанный с рычажной системой иглой, находится в среднем положении, т.е. располагается таким образом, что давление в рабочих полостях механизма удерживает поршень в неподвижном положении. При изменении входного сигнала управления изменяется усилие, развиваемое сйльфоном, и соответственно

jj lO I нарушается равенство сил на рычажной системе, возникает момент, приводящий к повороту рычага вокруг опоры и смещению золотника из среднего положения. Давление питания поступает в одну из рабочих полостей механизма, другая полость при этом сообщается с атмосферой, и поршень перемещается до тех пор, пока усилие пружины обратной связи вновь не уравновесит усилие, развиваемое сильфоном, и золотник опять займет среднее положение. Таким образом, каждому значению входного сигнала соответствует определенное положение исполнительного механизма,

Недостаток - значительный вес механизма порядка 18-21,0 кг, завод-изготовитель за пределами РФ,

Известен позиционер /Л6/, который состоит из трех функциональных частей: пневматической головки, чувствительного элемента позиционера, устройства обратной связи.

Пневматический позиционер состоит из корпуса с внутренней полостью, крышки, прикрепляемой шестью болтами к корпусу, мембранного блока из двух мембран, кольца разделяющего мембраны, диск-шайбы, двух грибообразных шайб, жестко соединенных с двумя мембранами на оси толкателя; чувствительного элемента из шайбысопла, клапана-шарика, пружины задания, втулки; устройства обратной связи :из лфужиш оёрат1вк)й-.связЩ4 штша.«втул1си.-фегулировочной длины пружины обратной связи, закрепленной на штоке фиксирующими винтами; трех ниппельных устройств для каналов подвода давления воздуха питания, давления воздуха управления позиционером, давления воздуха к исполнительноко приводу пневмоцшшндру, втулки скольжения и штуцера с двумя установочными гайками.

Уравновешивается сила упругой деформации пружины обратной связи давлением сжатого воздуха, действующих на мембранный блок во встречных направлениях.

Данный позиционер имеет наименьший размер по вертикале.

Клапан с вертикальными запорно-регулирзгщими органами, соединенный с вертикальным пневматическим приводом, который управляется пневматическим позиционером, через воздействие на который регулируется расход среды через клапан, объединен в комплекс.

Целью разработки новой конструкции клапана является обеспечение комплектности клапан - привод - позиционер, уменьшение габаритов и металлоемкости, обеспечение работы клапана в тяжелых условиях производственных процессов металлургии, химии при наличии высокоэрозионных, агрессивных жидкостей и газов.

Прототипом предложенной конструкции клапана является клапан по /14,15/.

От выбранного лучшего аналога предложенный отличается тем, что он полностью скомплектованный - клапан, привод, позиционер; уменьшены габариты; доработаны отдельные элементы клапана, чтобы удовлетворять тяжелым условиям эксплуатации, в металлургии, химии и других отраслях промышленности.

Общий вид клапана приведен на рис,.

1- клапан

2- переходная

3- стойки крепежные

4- пневмопривод

Клапан I двумя стойками крепежными 3 закреплен к крепежЕощ стакану 5 пневмопривода, к основанию которого непосредственно закреплен позиционер.

Работа запорного односедельного клапана происходит следующим образом:

управляющий пневатический сигнал равен приблизительно нулевому уровню, при этом позиционер 6 по воздухопроводу в полость пневмопривода 4 передает нулевой уровень давления сжатого воздуха, поршень пневмопривода находится в нижнем положении, шток пневмопривода 4, соединенный через переходную муфту 2 с запорным органом клапана I прижат последним к седлу клапана I.

При подаче управляющего пневматического сигнала, отличного от нуля, до максимально разрешенного, вызывает передачу давления сжатого воздуха по воздухопроводу 7 к поршню пневмопривода 4, при этом под действием сжатого воздуха поршень пневмопривода воздействует через закрепленный через переходную вяуфту на запорный орган клапана I и раскрывает щель между запорным органом и седлом клапана I, в соответствие с установленным значением управлящего сигнала.

В нормальном положении на позиционер поступает нулевой управляющий пневматический сигнал. Пружина пневматического привода отжимает от корпуса шток привода, который перемещается вниз, который связан с запорным органом клапана, при этом создается за счет усилия пружины достаточно надежная посадка на седло клапана (либо через прокладку, контактирующую с седлом) и герметизация отсекающего входной поток от выходного.

При поступлении командного пневматического сигнала на вход позиционера, происходит перемещение мембранного блока чувствительного элемента позиционера до другого положения. На выходе

1м 31бЧГ

позиционера появляется большой сигнал, поступающий в камеру пневмопривода, цилиццр сжимает пружину и привод пневмоцилннцра перемещает шток, соединенный с запорным органом в крайнее верхнее положение Клапан открыт на максимальное положение.

В случае, если необходимо регулирование, то в зависимости от входного командного пневматического сигнала на вход позиционера подается определенный сигнал, который перемещает на пропорциональное расстояние мембранный блок чувствительного элемента позиционера. На выходе позиционера появляется определенной величины сигнал, пропорциональный входному и уравновешивает пружину обратной связи позиционера, а также перемещает шток пневмопривода вверх на определенное расстояние, раскрывая отверстие между седлом и запорным органом клапана, клапан работает на проход в определенном режиме. При изменении величины входного сигнала происходит регулирование, за счет степени раскрытия и определенного профиля выступа запорного оргаш клапана.

Предложенный клапан является комплексным, содержащим позиционер, пневмопривод и клапан, причем они вертикально ориентированы, отцентрованы относительно центра седла и запорного органа клапана. Предложенный клапан в сборе позволяет уменьшить вертикальный размер, уменьшить вес.

Предложенный клапан может быть применен в качестве исполнительного и регулирущего в системе автоматизации гидрометаллургического производства, химической промышленности.

-71. 2. 3. 4. 5. 6. Первый зам.Бен.) G -I Зав.отделом . Г Патент СССР 1687980, БИ № 40, опубл.30.10.91, 16 KI/00, Ш патент - 2176045, БИ № 32, 011убл,20.11.01, PI6 KI/02. Каталог Приборы и средства автоматизации, т.8 Том 2. Регуошрущая и исполнительная техника. Механизмы и устройства исполнительные комбинированные, стр,2 -30 Информприбор, Москва, 1992 Ш патент № , БИ № 21, опубл.27.07.98, PI6 KOI/04; РФ патент № 2I2I6I8, БИ 31, опубл. 10.II.98, FI6 KOI/38 Позиционеры с пневматическим входным сигналом, АД.2505.000ТО, I98I, обл.тип 6, заказ № 6748 1800. Дите эатура Н.Е.Мальцев Ю.Ф.Соловьев

Claims (5)

1. Запорный односедельный клапан, содержащий запорный орган, расположен вертикально направлению потока жидкости или газа, отличающийся тем, что запорный орган связан через муфту переходную, шток с пневмоприводом, который расположен также перпендикулярно потоку, позиционер закреплен на корпусе пневмопривода, которым управляет, причем седло клапана, запорный орган, пневмопривод, пневмопозипионер расположены вертикально, соосны, отцентрированы относительно запорного органа и седла клапана.

2. Клапан по п,1, отличающийся тем, что использован пневмопривод одностороннего действия, клапан выполнен нормально закрытым.

3. Клапан по п.1 или 2, отличающийся тем, что на седле выполнена кольцевая треугольного профиля канавка, а на затворе запорного органа закреплена уплотнительная прокладка обратного аналогичного профиля.

4. Клапан по п.1, или 2, или 3, отличающийся тем, что в качестве материала уплотнительной прокладки использован фторопласт 4, либо фторопласт 40, либо графлекс.

5. Клапан по п.1, или 2, или 3, или 4, отличающийся тем, что в качестве материала корпуса и седла использован титан либо нержавеющая сталь.