Регулировочный клапан


Регулирующий клапан

Регулирующий клапан – это разновидность трубопроводной арматуры, основной задачей которой является изменение давления на участке трубопровода. Изменение состояния рабочей среды осуществляется посредством изменения площади сечения проходного отверстия в корпусе клапана. Регулировочные клапаны подразделяют на два вида: двухходовые и трехходовые.

Принцип действия и конструкция

Двухходовые регулирующие клапаны. В зависимости от направления потока рабочей среды. Проходные монтируются на прямых участках трубопровода, угловые, соответственно, в тех местах, где нужен поворот трубопровода.

Трехходовые регулирующие клапаны одновременно с регулировочной функцией выполняют задачу смешивания или разделения потоков рабочей среды, как правило, этот вид регулирующей арматуры имеет три патрубка входа-выхода, в зависимости от назначения.

Устройство и принцип работы двухходового проходного клапана

Основной устройства является корпус с расположенным внутри его проходным отверстием, на корпусе располагается система фиксации на трубопроводе и механизм регулирования, обычно это плунжерный или золотниковый затвор. Затвор, вследствие изменения своего положения, относительно проходного отверстия, изменяет его площадь, тем самым, регулируя объем проходящей через него, рабочей среды.

Арматура подразделяется по способу регулировки. В зависимости от вида затворного устройства:

  • Седельной;
  • Золотниковой;
  • Мембранной;
  • Клетчатой.

Регулировка механизма может осуществляться как вручную, через воздействие на шток, так и посредством системы внешнего управления.

Трехходовой регулирующий клапан имеет задачу разделения или смешивания потока рабочей среды. Используется он чаще всего в системах отопления.

Конструкционно устройство этого типа состоит из металлического корпуса с тремя патрубками. Внутренней перегородки с двумя соосными проходными отверстиями, по одному на каждый патрубок. Запорный механизм, закреплённый на управляемом штоке, может регулировать давление потока рабочей среды, проходящее через каждое отверстие, тем самым регулируя давления в одном или двух выходных патрубках.

Управление регулирующим клапаном может осуществляться как вручную, так и автоматически, в зависимости от состояния системы. В этом случае для управления регулирующим клапаном установлена приводная аппаратура: термостатический привод, изменяет характеристики состояния рабочей среды, контролирует температуру и давление. Кроме этого используются и другие виды привода, электромагнитный например.

Основные преимущества

Регулирующие клапаны, в основном, устанавливаются на системах отопления. Материалом корпуса служит металл, обладающий высокой износостойкостью и прочностью. Это стали, чугун и сплавы цветных металлов. Что позволяет добиться высокой надёжности этого вида арматуры.

Но основная задача регулирующего клапана это регулирование расхода рабочей среды, выравнивание давления и температуры в системе. Трехходовые, кроме этого, ещё экономят энергоноситель.

Технические характеристики

Основными техническими характеристиками регулирующих клапанов, которые нужны для выбора и подключения их к системе трубопроводов являются:

  • Диаметр условного прохода;
  • Тип запирания;
  • Вид фиксации на трубопроводе: фланцевый или резьбовой. Реже встречается приварные устройства;
  • Диапазон изменения состояния рабочей среды. Максимальная и минимальная температура и давление, при котором регулирующий клапан сохраняет свою работоспособность;
  • Материал корпуса клапана и уплотнительных поверхностей;
  • Тип управления: ручной, пневматический, гидравлический и так далее.

Монтаж регулировочных клапанов осуществляется в основном на системы, требующие точного распределения потоков рабочей среды, чаще всего это системы отопления. Также широкое применение регулирующие клапаны нашли в промышленности, при транспортировке жидких и газообразных рабочих сред.

Если Вам требуется регулирующая арматура для отопления и теплоснабжения, обращайтесь к профессионалампо бесплатному телефону: 8-800-77-55-449или по электронной почте на сайтеwww.gardarikamarket.ru

Еще интересные посты для вас...

Facebook

Twitter

Вконтакте

Google+

santeh777.ru

Схема и подключение трехходового регулирующего клапана

Трехходовой клапан – сантехнический фитинг из линейки продвинутых составляющих трубопровода, предназначенный не для простого соединения труб, а для регуляции состояния носителя, его смешения или разделения.

Трехходовой клапан из латуни

Трехходовой клапан отличается от обычного, поэтому и задачи для него ставят несколько иные. О них сейчас и поговорим.

Cодержание статьи

Особенности и назначение

Обычный муфтовый клапан – это устройство для соединения труб с возможностью контроля потока носителя. В клапане, как правило, есть запорный элемент или регулирующий механизм.

Запорный элемент может быть шаровыми или золотниковыми. Помимо клапанов в сантехнике присутствует такая разновидность как вентиль, со схожими свойствами, но большими возможностями в плане регулировки.

Стандартные клапаны называют двухходовыми, потому что у них есть два входа. Это привычные нам муфтовые краны с улучшенной системой контроля за состоянием потока.

Трехходовой клапан несколько иной. У него есть три входа (из них два принимают жидкость и один выпускает, или наоборот), поэтому он во многом напоминает тройник с установленным на нем краном.

Стандартный муфтовы резьбовой клапан трехходового типа

Тройник этот, не просто соединяет трубы, он становится своего рода переходником, регулятором потока. Его возможности куда шире, но они зависят от того, как и где осуществляется его подключение. Важна и схема трехходового вентиля, она влияет на его возможности. Одни фитинги способны выполнять распределительные функции, другие – смесительные. Третьи вообще сочетают свои функции с реализацией запорных механизмов.

Применяется трехходовой клапан в сантехнике. Преимущественно подключение трехходового клапана осуществляется в системах отопления, где нужно следить с качеством и температурой потока, регулировать его состояние и т.д.

Также трехходовой клапан удобен при распределении потоков в сантехнических трубопроводах водоснабжения. Простейший такой образец – смеситель Esbe. Без смесителей нам пришлось бы очень туго, ведь именно они смешивают воду, давая нам возможность пользоваться благами цивилизации без каких-либо усилий.

А между тем стандартный смеситель на водопроводном кране – суть тот же трехходовой клапан, только с немного измененной схемой.

Основные разновидности

Рассматривая трехходовой клапан или вентиль как рабочую деталь, нужно учесть множество его подвидов, с разными предназначениями.

Один и тот же вентиль в разных исполнениях будет выполнять разные задачи. Подвидов такой продукции хватает, но мы рассмотрим здесь только несколько самых популярных. Схема и у каждого из них своя.

Встречаются трехходовые фитинги:

  • запорные;
  • регулирующие;
  • разделительные;
  • смесительные.

Схема, которой оборудован запорный фитинг, очень проста. Запорный элемент устанавливается в сердцевине. Он может находиться в нескольких положениях.

Простейшие модели переправляют поток в один из выходов. Продвинутым моделям схема сборки позволяет полностью перекрыть поток, а также осуществлять некоторые регулировочные операции.

Схема базового запорного элемента работает за счет установки внутри шарового механизма.

Конструкция простого трехходового клапана

Регулирующие образцы, как уже понятно из названия, регулируют поток, позволяют распределить его так, чтобы на разных выходах количество носителя отличалось. Всю регулировку осуществляет автоматика или ручной вентиль.

Разделительные клапана работают по схожей процедуре, только они разделяют поток, в зависимости от конкретных направлений.

Схема смесительных клапанов отличается еще сильнее. Они принимают на вход две трубы, как правило, с носителями разной температуры и смешивают их в один. Смешивание может быть неравномерным. Вспомните тот же смеситель на водопроводном кране. Вкручивая вентиль, вы вольны усилить или ослабить подачу воды из той или иной ветки.

Результатом является вода комфортной температуры. Со смесительными трехходовыми клапанами схема почти та же. Только здесь вентиль будет один, либо он отсутствует вовсе, полностью заменяясь электроникой.

Автоматика или ручной контроль?

Трехходовые образцы клапанов преимущественно прячут в глубинах трубопроводных коммуникаций. Они стоят на разных трубах и выполняют разные задачи.

Одна из самых распространенных – регулировка и смешение потока в отопительных трубопроводах частного назначения. Клапана ставят на пересечениях труб подачи и обратки, дабы избежать лишних действий в процессе поддержки температуры теплового носителя.

Сантехники и инженеры давно уяснили, что делать всю свою продукцию полностью ручной – значит добавлять себе лишних проблем.

Взять для примера тот же смеситель на трубах отопления. Если поставить электромагнитный клапан с датчиками, то все что от вас потребуется в дальнейшем – просто настроить его и обслуживать время от времени.

С ручными образцами мороки гораздо больше. Не будете же вы каждый раз бегать к переключателю, чтобы выбрать одно из положений. Это как минимум, непрактично.

Электромагнитные клапаны

Для решения подобных задач были придуманы автоматические клапаны. Самый популярный образец – электромагнитный. Электромагнитный клапан называется так, потому что на нем смонтирован электромагнитный соленоидный привод.

Автоматический трехходовой клапан

За счет действия магнитных сил в сочетании с работой приводов и датчиков электромагнитный образец превращает контроль за состоянием системы в несколько базовых операций, повторяющихся с интервалом в несколько месяцев.

Электромагнитный клапан – не единственный в своем роде. Есть и другие решения. Почти все они работают благодаря современной электронике и оборудованы датчиками. Эти устройства подсоединяют к единому узлу автоматического контроля, настраивают рабочие параметры и оставляют работать.

Что касается промышленных трубопроводов, то с ними ситуация несколько иная. При всей той простоте и удобстве что дают нам автоматические трехходовые фитинги, оставлять их без присмотра на крупных предприятиях нельзя. Поэтому для контроля над стабильностью назначают оператора.

Подсоединение электромагнитного клапана (видео)

Способы соединения

Подключение рассматриваемого оборудования напрямую зависит от того, какой тип клапана мы выбрали. Если рассматривается фланцевый образец, то у него будет один алгоритм, если резьбовой – то другой.

По типу подключения или соединения клапан делят на:

  1. Фланцевый.
  2. Приварной.
  3. Резьбовой.

Фланцевый клапан закупается для промышленных или центральных гражданских трубопроводов. Фланцевый тип соединения функционирует благодаря работе фланцев. Фланцевый фитинг оборудован фланцевыми пластинами на каждом из выходов.

Трехходовые клапана с автоматическим приводом и фланцами

При этом трубам, на которые кран следует монтировать, тоже нужно оборудовать фланцевый выход. Самое подключение происходит в процессе привинчивания болтов в ответных фланцах. Повозиться с ними придется порядочно, особенно если торцы труб к фланцам не готовы, зато позже фитинг можно быстро снять, заменить на другой, отремонтировать и т.д.

Приварной тип подключения знаком всем. Приварные детали оборудованы гладкими торцами. Сейчас используются редко, в виду невозможности сделать что-то с клапаном после установки.

Резьбовые считаются популярнее, особенно если они оборудованы качественными компрессионными зажимами.

В бытовых условиях, предпочтение отдают резьбовым образцам, их подключение осуществляется по простой и достаточно быстрой процедуре. В промышленности отдают предпочтение фланцевым моделям.

trubypro.ru

Регулировочный клапан для регулирования противодавления с клапанным картриджем

Группа изобретений относится к области автоматического регулирования и предназначена для регулирования противодавления с клапанным картриджем. Регулировочный клапан для регулирования противодавления содержит корпус клапана, имеющий входное отверстие для текучей среды, выходное отверстие для текучей среды, центральное отверстие, корпус крышки, нагрузочную пружину, функционально соединенную с мембраной, и камеру, находящуюся в гидравлической связи с входным отверстием для текучей среды. Клапанный картридж содержит корпус, имеющий размер, обеспечивающий возможность его размещения в центральном отверстии. Корпус содержит первую часть, вторую часть, направляющую клапана и проточный канал. Седло клапана расположено в корпусе. Стержень клапана выполнен с возможностью перемещения между открытым положением, обеспечивающим поток, и закрытым положением, в котором предотвращено протекание текучей среды. Стержень клапана взаимодействует с клапанной направляющей. Пружина смещает стержень клапана к открытому положению. Удерживающее приспособление расположено рядом с первой частью корпуса и взаимодействует с частью стержня клапана для удерживания указанного стержня клапана в корпусе. Имеются вариант выполнения регулировочного клапана и способ сборки таких клапанов. Группа изобретений направлена на повышение надежности работы регулировочного клапана. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к регулировочным клапанам для регулирования противодавления и, более конкретно, к регулировочному клапану для регулирования противодавления, в котором используется интегрированный клапанный картридж, который может быть установлен в корпусе клапана.

Уровень техники

Регулирующие давление клапаны широко используются в различных случаях промышленного и бытового применения для управления давлением ниже по течению потока текучей среды. Например, в химических технологических установках или нефтеперерабатывающих заводах регулирующие давление клапаны используются для управления текучей средой, протекающей в системе, для компенсации увеличения или уменьшения спроса или других нагрузочных возмущений и таким образом управления давлением текучей среды в необходимом диапазоне. Обычно, если ниже по ходу потока потребление увеличивается, регулирующий давление клапан открывается для обеспечения возможности увеличения количества текучей среды, протекающей через клапан в нижнюю по ходу потока часть системы, и таким образом поддерживает относительно постоянное давление ниже по течению потока. С другой стороны, если потребление ниже по ходу потока уменьшается, регулирующий давление клапан закрывается для уменьшения количества текучей среды, протекающей через клапан, опять же для поддерживания относительно постоянного давления ниже по течению потока.

С другой стороны, регулировочный клапан для регулирования противодавления действует по другому принципу. Принимая во внимание тот факт, что вышеуказанные регуляторы давления регулируют давление текучей среды на нижней по потоку стороне клапана, регулировочный клапан для регулирования противодавления управляет давлением на верхней по потоку стороне клапана. Следовательно, регулировочный клапан для регулирования противодавления открывается, если давление во входном отверстии или на входной стороне превышает заданную величину.

Раскрытие изобретения

Согласно одному аспекту регулировочный клапан для регулирования противодавления содержит:

корпус клапана, имеющий входное отверстие для текучей среды, выходное отверстие для текучей среды и центральное отверстие, расположенное между входным отверстием для текучей среды и выходным отверстием для текучей среды;

крышку, соединенную с корпусом клапана, в которой размещена нагрузочная пружина, функционально соединенная с мембраной, причем указанная мембрана взаимодействует с частью корпуса клапана для формирования камеры, сообщающейся через текучую среду с входным отверстием для текучей среды посредством прохода; и

клапанный картридж, расположенный в центральном отверстии корпуса клапана, содержащий:

корпус, имеющий размер, обеспечивающий возможность его размещения в центральном отверстии, причем указанный корпус содержит первую часть, вторую часть, направляющую клапана и проточный канал, выполненный для обеспечения сообщения через текучую среду между камерой и выходным отверстием для текучей среды;

седло клапана, расположенное в корпусе вдоль проточного канала между первой частью и второй частью;

стержень клапана, расположенный в корпусе и выполненный с возможностью перемещения между открытым положением, обеспечивающим поток через проточный канал, и закрытым положением, предотвращающим протекание текучей среды через проточный канал, причем указанный стержень клапана содержит часть, взаимодействующую с направляющей клапана;

пружину, функционально соединенную со стержнем клапана и расположенную с возможностью смещения стержня клапана в открытое положение; и

удерживающее приспособление, расположенное рядом с первой частью корпуса и взаимодействующее с частью стержня клапана для удерживания стержня клапана в корпусе.

Согласно по меньшей мере одному предпочтительному варианту реализации регулировочный клапан для регулирования противодавления может содержать по меньшей мере одну из следующих особенностей, как единственную, так и в любой комбинации, сформулированные в следующих параграфах. В частности, удерживающее приспособление содержит крышку, имеющую выступ, расположенный с возможностью взаимодействия с ограничителем, соединенным с корпусом, и седло клапана сформировано съемным седловым кольцом, установленным в проточном канале и содержащим удерживающее приспособление седлового кольца, разъединяемым способом соединенное с корпусом и расположенное с возможностью фиксации седлового кольца, причем ограничитель поддерживается верхней частью удерживающего приспособления седлового кольца.

Удерживающее приспособление седлового кольца имеет отверстие, размер которого позволяет разместить в нем крышку с возможностью перемещения, причем указанная крышка содержит отверстие, при этом стержень клапана содержит верхнюю часть штока, проходящую в отверстие в крышке, и пружину, соединенную с крышкой и стержнем клапана, расположенную с возможностью смещения стержня клапана в направлении к седлу клапана. Удерживающее приспособление седлового кольца содержит верхнее отверстие, причем крышка содержит верхнюю часть, имеющую размер, обеспечивающий возможность ее прохождения в указанное верхнее отверстие, при этом указанная крышка является чувствительной к перемещению мембраны. Корпус содержит нижнее отверстие, расположенное рядом с вторым концом, выполненное с возможностью размещения в нем пружины и формирующее направляющую клапана, причем стержень клапана содержит нижнюю часть штока, проходящую в указанное нижнее отверстие.

Центральное отверстие корпуса клапана и наружная часть корпуса соединены взаимодействующими резьбами, причем клапанный картридж формирует одиночный интегрированный блок, выполненный с возможностью удаления из центрального отверстия корпуса клапана, предпочтительно в одной части. Регулирующее приспособление поддерживается крышкой и расположено с возможностью применения регулируемой предварительной нагрузки к нагрузочной пружине, так что регулировочный клапан для регулирования противодавления действует в желательной заданной точке или рядом с ней.

Согласно другому аспекту регулировочный клапан для регулирования противодавления содержит:

корпус клапана, имеющий входное отверстие для текучей среды, выходное отверстие для текучей среды и центральное отверстие, расположенное между входным отверстием для текучей среды и выходным отверстием для текучей среды;

мембранный блок, часть мембраны, взаимодействующую с частью корпуса клапана для формирования камеры, сообщающаяся через текучую среду с входным отверстием для текучей среды посредством прохода; и клапанный картридж, расположенный в центральном отверстии корпуса клапана, содержащий:

корпус, установленный с возможностью отсоединения в центральном отверстии, содержащий проточный канал, расположенный с возможностью обеспечения гидравлической связи между камерой и выходным отверстием для текучей среды;

седло клапана, расположенное в корпусе вдоль проточного канала;

стержень клапана, расположенный в корпусе и выполненный с возможностью перемещения между открытым положением, обеспечивающим поток через проточный канал, и закрытым положением, в котором стержень клапана взаимодействует с седлом клапана и предотвращает протекание текучей среды через проточный канал;

первую пружину, функционально соединенную со стержнем клапана и расположенную с возможностью смещения стержня клапана к открытому положению; и

крышку, функционально соединенную со стержнем клапана и имеющую выступ, выполненный с возможностью взаимодействия с ограничителем, соединенным с корпусом, для удерживания стержня клапана в корпусе.

Согласно по меньшей мере одному дополнительному предпочтительному варианту реализации удерживающее приспособление седлового кольца расположено с возможностью фиксации седла клапана в корпусе, причем часть указанного удерживающего приспособления седлового кольца формирует ограничитель. Стержень клапана содержит верхнюю часть штока, причем крышка расположена с возможностью перемещения в удерживающем приспособлении седлового кольца, при этом указанная крышка имеет отверстие, размер которого обеспечивает возможность размещения в нем верхней части штока, и содержит вторую пружину, функционально соединяющую крышку и стержень клапана и расположенную с возможностью смещения стержня клапана в направлении к седлу клапана. Удерживающее приспособление седлового кольца содержит верхнее отверстие, причем крышка содержит верхнюю часть, имеющую размер, обеспечивающий возможность ее прохождения в указанное верхнее отверстие, при этом указанная крышка расположена с возможностью перемещения против силы второй пружины в ответ на перемещение мембраны.

Корпус содержит нижнее отверстие, и стержень клапана содержит нижнюю часть штока, проходящую в указанное отверстие, причем указанная нижняя часть штока и нижнее отверстие взаимодействуют для формирования клапанной направляющей, при этом первая пружина расположена в нижнем отверстии. Центральное отверстие корпуса клапана и наружная часть корпуса соединены взаимодействующими резьбами, причем клапанный картридж формирует одиночный интегрированный блок, выполненный с возможностью удаления центрального отверстия корпуса клапана. Нагрузочная пружина расположена в крышке клапана и выполнена с возможностью приложения силы к мембране, и

регулирующее приспособление выполнено с возможностью применения настраиваемой предварительной нагрузки к нагрузочной пружине.

Согласно другому предпочтительному аспекту способ сборки регулировочного клапана для регулирования противодавления содержит этапы, на которых:

выбирают корпус клапана, имеющий входное отверстие для текучей среды, выходное отверстие для текучей среды и центральное отверстие, расположенное между входным отверстием для текучей среды и выходным отверстием для текучей среды,

берут мембранный блок и размещают таким образом, чтобы часть мембраны взаимодействовала с частью корпуса клапана, для формирования камеры и образования гидравлической связи между камерой и входным отверстием для текучей среды, и

монтируют клапанный картридж, содержащий корпус, имеющий размер, обеспечивающий возможность его вставления [в качестве одиночного блока] в центральное отверстие корпуса клапана,

берут корпус с проточным каналом, расположенным с обеспечением возможности гидравлической связи между камерой и выходным отверстием для текучей среды,

берут корпус с седлом клапана, расположенным вдоль проточного канала,

размещают стержень клапана в корпусе и ориентируют его с возможностью перемещения между открытым положением, обеспечивающим поток через проточный канал, и закрытым положением, в котором указанный стержень взаимодействует с седлом клапана и предотвращает протекание текучей среды через проточный канал,

берут первую пружину, функционально соединенную со стержнем клапана и расположенную с возможностью смещения стержня клапана к открытому положению, и

соединяют крышку со стержнем клапана, причем указанная крышка имеет выступ, расположенный с возможностью взаимодействия с соответствующим ограничителем, соединенным с корпусом, для удерживания стержня клапана в корпусе.

Согласно дополнительным предпочтительным вариантам реализации способ сборки регулировочного клапана для регулирования противодавления дополнительно содержит этапы, на которых:

берут удерживающее приспособление седлового кольца, выполненное с возможностью фиксирования седла клапана в корпусе, и

берут ограничитель, расположенный на части удерживающего приспособления седлового кольца.

Способ сборки регулировочного клапана для регулирования противодавления дополнительно содержит этапы, на которых:

берут верхнюю часть штока, расположенную на стержне клапана,

размещают указанную верхнюю часть штока в отверстии в крышке для обеспечения возможности скользящего перемещения верхней части штока относительно крышки, и

берут вторую пружину, функционально соединяющую крышку со стержнем клапана и расположенную с возможностью смещения стержня клапана в направлении к седлу клапана.

Кроме того, способ сборки регулировочного клапана для регулирования противодавления дополнительно содержит этапы, на которых:

берут удерживающее приспособление седлового кольца, расположенное в верхнем отверстии, берут крышку с верхней частью, имеющей размер, обеспечивающий возможность ее прохождения в указанное отверстие, и

ориентируют указанную крышку с возможностью перемещения против силы второй пружины в ответ на перемещение мембраны.

Способ сборки регулировочного клапана для регулирования противодавления дополнительно содержит этапы, на которых:

берут стержень клапана с нижней частью штока,

берут корпус с нижним отверстием, имеющим размер, обеспечивающий возможность размещения в нем указанной нижней части штока, для формирования клапанной направляющей, и

размещают первую пружину в нижнем отверстии.

Краткое описание графических материалов

На фиг. 1 показан в разрезе регулировочный клапан для регулирования противодавления, содержащий картридж регулировочного клапана для регулирования противодавления, собранный в соответствии с первым описанным вариантом реализации настоящего изобретения.

На фиг. 2 показан увеличенный частичный разрез картриджа регулировочного клапана для регулирования противодавления для использования в варианте реализации, показанном на фиг. 1, показывающий клапан в открытом положении.

На фиг. 3 показан другой увеличенный частичный разрез картриджа регулировочного клапана для регулирования противодавления, показанного на фиг. 2, показывающий клапан в закрытом положении.

На фиг. 4 показан разрез регулировочного клапана для регулирования противодавления, собранного в соответствии с вторым описанным вариантом реализации настоящего изобретения.

На фиг. 5 показан разрез регулировочного клапана для уменьшения давления, содержащего регулировочный картридж для уменьшения давления и использующий тот же корпус клапана, который выполнен в регулирующем клапане для регулирования противодавления, показанном на фиг. 1.

Осуществление изобретения

На фиг. 1 показан регулирующий клапан 10 для регулирования противодавления (далее так называемый "клапан 10"), собранный в соответствии с описанным первым вариантом реализации настоящего изобретения и содержащий клапанный картридж 12. Клапан 10 содержит корпус 14, который имеет входное отверстие 16 для текучей среды, выходное отверстие 18 для текучей среды и центральное отверстие 20, расположенное между входным отверстием 16 и выходным отверстием 18. Клапан 10 содержит крышку 22, соединенную с корпусом 14, причем в указанной крышке размещена нагрузочная пружина 24, функционально соединенная с мембраной 26. В данном случае, как известно специалистам, также может быть использована мембранная пластина. Мембрана 26 взаимодействует с углубленной частью 28 корпуса 14 клапана для формирования камеры 30. Камера 30 имеет сообщение через текучую среду с входным отверстием 16 через проход 32, так что камера 30 открыта действию давления текучей среды, находящейся выше по ходу потока клапана 10 или на стороне его входного отверстия.

Как показано на фиг.1, клапанный картридж 10 расположен в центральном отверстии 20 корпуса 14 клапана. Клапанный картридж 10 содержит корпус 34, который имеет размер, подходящий для размещения указанного картриджа в центральном отверстии 20 корпуса 14 клапана. В показанном на чертеже варианте реализации корпус 34 содержит наружную резьбу 34а, в то время как центральное отверстие 20 корпуса 14 клапана содержат внутреннюю резьбу 20а. В данном случае могут быть использованы другие средства для соединения корпуса 34 картриджа с корпусом 14 клапана. Корпус 34 содержит верхнюю или первую часть 36 и нижнюю или вторую часть 38. Корпус 34 также может содержать направляющую клапана 40. Корпус 34 содержит проточный канал 42, который выполнен для создания сообщения через текучую среду между камерой 30 и выходным отверстием 18, что эффективным образом обеспечивает сообщение через текучую среду между входным отверстием 16 и выходным отверстием текучей среды 18. Седло 44 клапана расположено в корпусе 34 вдоль проточного канал 42 и в целом между первой частью 36 и второй частью 38. Стержень 46 клапана расположен в корпусе 34 и содержит регулирующий элемент 48, размер которого обеспечивает возможность взаимодействия указанного регулирующего элемента с седлом 44. Стержень 46 выполнен с возможностью перемещения между открытым положением (как показано на фиг. 2), в котором регулирующий элемент 48 расположен на некотором расстоянии от седла клапана 44, и закрытым положением (как показано на фиг. 3), в котором регулирующий элемент 48 взаимодействует с седлом 44. Таким образом, когда стержень клапана 46 находится в открытом положении, как показано на фиг. 2, клапан 10 обеспечивает возможность протекания текучей среды из входного отверстия 16 через проход 32 в камеру 30, затем через проточный канал 42, мимо седла 44 и к выходному отверстию 18. Схожим образом, когда стержень 46 находится в закрытом положении, как показано на фиг. 3, поток текучей среды блокирован посредством регулирующего элемента 48, посажанного вплотную к седлу 44 клапана, что обеспечивает блокирование проточного канала 42.

В показанном на чертеже варианте реализации нижняя часть 50 стержня 46 взаимодействует с клапанной направляющей 40, и пружина 52 функционально соединена со стержнем 46, причем указанная пружина 52 расположена с возможностью смещения стержня 46 в открытое положение, как показано на фиг. 2. Клапанный картридж 12 дополнительно содержит удерживающее приспособление 54, которое расположено рядом с первой частью 36 корпуса 34. Удерживающее приспособление 54 взаимодействует с верхней частью 55 стержня 46 для удерживания стержня 46 в корпусе 34.

Согласно варианту реализации, показанному на фиг. 2 и 3, удерживающее приспособление 54 имеет форму крышки 56, содержащей круговой выступ 58, который расположен с возможностью входа в контакт с соответствующим ограничителем 60, сформированным проходящим во внутреннем направлении выступом 62. Ограничитель 60 поддерживается корпусом 34. Седло 44 расположено в монтажной области 64, сформированной в корпусе 34, и в показанном на чертеже варианте реализации седло 44 удерживается на месте удерживающим приспособлением 66 седлового кольца. Удерживающее приспособление 66 седлового кольца имеет наружную резьбу 66а и ввинчено в отверстие 68, имеющее внутреннюю резьбу 68а, расположенную в верхней части 36 корпуса 34. Ограничитель 60 и выступ 62 согласно показанному на чертеже варианту реализации являются частью удерживающего приспособления 66 седлового кольца. Более конкретно, ограничитель 60 выступа 62 образован верхней частью 70 удерживающего приспособления 66 седлового кольца.

Верхняя часть 55 стержня клапана проходит в верхнем направлении от регулирующего элемента 48, и нижняя часть 50 проходит в нижнем направлении от регулирующего элемента 48. Удерживающее приспособление 66 седлового кольца имеет внутреннее отверстие 72, и круговой выступ 58 крышки 56 имеет размер, подходящий для его размещения с возможностью перемещения во внутреннем отверстии 72. Крышка 56 содержит отверстие 74, причем отверстие 74 имеет размер, подходящий для размещения в нем верхней части 55 стержня 46. Пружина 76 расположена в полости 78, образованной между регулирующим элементом 48 и крышкой 56. В показанном на чертеже варианте реализации пружина 76 опирается на верхнюю поверхность 48а регулирующего элемента 48 и взаимодействует с нижней поверхностью 58а выступа 58 крышки 56. Следовательно, пружина 76 прикладывает смещающую силу к стержню 46 для перемещения стержня клапана и, следовательно, регулирующего элемента 48 в закрытое положение, как показано на фиг. 3.

Удерживающее приспособление 66 седлового кольца имеет отверстие 80, размер которого обеспечивает возможность прохождения по меньшей мере части крышки 56 в отверстие 80 (как показано на фиг. 2), и верхняя часть 46а стержня 46 может перемещаться в отверстии 74 крышки 56. Следовательно, когда мембрана 26 надавливает на крышку 56, сила регулирующего элемента 48, приложенная к седлу 44, управляется силой пружины 76, которая препятствует нанесению повреждения блоком мембраны/нагрузочной пружины регулирующему элементу 48 и/или седлу 44, вызванного чрезмерной величиной указанной силы. Силой нагрузочной пружины 24, приложенной к мембране 26, может управлять регулирующее приспособление 77 (как показано на фиг. 1), который обеспечивает возможность открывания клапана 10 при заданной уставке, как известно специалистам.

Как показано на фиг. 2 и 3, нижняя часть 50 стержня 46 клапана проходит в нижнее отверстие 82, выполненное в корпусе 34 в целом рядом с нижней частью 38 корпуса 34. В показанном на чертеже варианте реализации отверстие 82 является глухим отверстием. Пружина 52 расположена в отверстии 82 и взаимодействует с нижней частью отверстия 82, а также с опорной поверхностью 86 нижней части 50 стержня 46 клапана. Следовательно, пружина 52 прикладывает смещающую силу к тержню 46, действующую в направлении, в котором указанная сила может вызвать перемещение стержня 46 в направлении от седла 44 к открытому положению, как показано на фиг. 2.

Кроме того, нижнее отверстие 82 способствует формированию по меньшей мере части клапанной направляющей 40. Кроме того, крышка 56, расположенная в отверстии 72 удерживающего приспособления 66 седлового кольца, соединена с верхней частью 55 стержня 46, расположенной в отверстии 74, которое также способствует осуществлению функции направления клапана как в качестве единственного средства, так и в комбинации с нижним отверстием 82. Для специалистов очевидно, что крышка 56 и удерживающее приспособление 66 седлового кольца спроектированы с обеспечением возможности протекания текучей среды из камеры 30 через полость 78 к блоку седла клапана/регулирующего элемента.

При использовании оператор обычно регулирует нагрузку нагрузочной пружины 24 с использованием регулирующего приспособления 77, так что клапан 10 открывается и закрывается в желательной заданной точке. Поскольку камера 30 открыта давлению, действующему выше по ходу потока или на стороне входного отверстия клапана 10 через проход 32, указанный клапан остается в закрытом положении, пока направленная вверх сила, приложенная к мембране 26, вызванная давлением в камере 30, не преодолеет действующую в нижнем направлении силу нагрузочной пружины 24, приложенную к мембране 26. Когда давление в камере 30 превышает заданное значение, мембрана 26 перемещается вверх, в результате чего обеспечивается возможность выталкивания стержня 46 посредством пружины 52 в верхнем направлении и таким образом перемещения регулирующего элемента 48 в направлении от седла 44 к открытому положению, как показано на фиг. 2.

Клапан 10 остается открытым до тех пор, пока давление выше по ходу потока не упадет ниже желательной заданной точки, в которой действующая в нижнем направлении сила блока нагрузочной пружины/мембраны превышает действующую в верхнем направлении силу, вызванную давлением текучей среды в камере 30, и

стержень клапана/регулирующего элемента не вернется в закрытое положение, как показано на фиг. 3.

На фиг. 4 показан регулирующий клапан 110, в котором используется упрощенная версия клапанного картриджа 112. Клапан 110 предпочтительно содержит тот же корпус 14, описанный выше, имеющий входное отверстие 16 для текучей среды, выходное отверстие 18 для текучей среды и центральное отверстие 20. Кроме того, регулирующий клапан 110 содержит те же самые крышку 22, нагрузочную пружину 24, мембрану 26, углубленную часть 28, камеру 30 и проход 32. Как показано на фиг. 4, корпус 134 содержит центральный проточный канал 142. Нижняя поверхность мембраны 126 взаимодействует непосредственно с седлом 144, так что мембрана 126 эффективно формирует регулирующий элемент 148. Седло 144 предпочтительно выполнено из подходящего материала для создания достаточного уплотнения между мембраной 126 и седлом 144. Седло может содержать кольцевое уплотнение 146.

При использовании клапан 110 работает согласно тем же основным принципам, что и клапан 10. В частности, камера 30 является открытой действию давления, присутствующего выше по ходу потока или на стороне входного отверстия для текучей среды клапана 10 через проход 32, и клапан остается в закрытом положении, как показано на фиг. 4, пока действующая в верхнем направлении сила, приложенная к мембране 126, вызванная давлением в камере 30, не преодолеет действующую в нижнем направлении силу нагрузочной пружины 24, приложенную к мембране 126. Когда давление в камере 30 превышает заданную величину, мембрана 126 совершает перемещение по направлению вверх, так что мембрана 126 и/или регулирующий элемент 148 совершают перемещение от седла 144 клапана к открытому положению, что обеспечивает сообщение через текучую среду между камерой 30 и центральным проточным каналом 142 и, таким образом, обеспечивает сообщение через текучую среду между входным отверстием 16 и выходным отверстием 18.

Как и в случае с клапаном 10, описанным выше, клапан 110 остается открытым до снижения давления, действующего выше по ходу потока, ниже желательной заданной величины, при которой действующая в нижнем направлении сила блока нагрузочной пружины/мембраны превышает действующую в верхнем направлении силу, вызванную давлением текучей среды в камере 30, и стержень клапана/регулирующий элемент возвращаются в закрытое положение.

Согласно описанному выше варианту реализации клапанный картридж 12 может быть удален из корпуса 14 клапана в качестве одиночного встроенного блока, содержащего, например, корпус 34, стержень 46 клапана, удерживающее приспособление 54 и другие компоненты, связанные с картриджем. Указанная интегрированная или модульная конструкция клапанного картриджа 12 может обеспечить различные потенциальные преимущества. Например, при использовании стандартизированного корпуса может быть удален картридж 14 регулировочного клапана для регулирования противодавления в качестве одиночного блока и вставлен уменьшающий давление клапанный картридж 200 типа редуктора давления, показанного на фиг. 5. Разумеется, также является допустимой обратная замена, которая таким образом обеспечивает возможность удобного преобразования редуктора давления, показанного на фиг. 5, обратно в регулировочный клапан для регулирования противодавления, показанный на фиг. 1. Как показано на фиг. 1, на фиг. 4 или на фиг. 5, нижняя часть центрального отверстия 20 имеет размер, обеспечивающий возможность размещения в ней нижней части 38 корпуса 34 картриджа 12, показанного на фиг. 1, на фиг. 4 или на фиг. 5. Дополнительные подробности относительно клапанного картриджа 100 редуктора давления, показанного на фиг. 5, могут быть найдены в патентной заявке США №12/496,868, которая находится в совместном рассмотрении с настоящей заявкой, принадлежит тому же заявителю и полностью включена в настоящую заявку по ссылке.

В соответствии по меньшей мере с одним дополнительным аспектом настоящего изобретения или настоящих изобретений картридж противодавления, который сконструирован для согласования со стандартизированным проходом картриджа, расположенным в корпусе клапана, обеспечивает возможность облегченного преобразования редуктора давления в регулировочный клапан для регулирования противодавления и наоборот простой заменой уменьшающего давление картриджа на картридж противодавления. Таким образом, одиночный стандартизированный корпус клапана может быть использован с регулятором любого типа. Возможность создания регуляторов двух различных типов на основе одного и того же корпуса клапана упрощает изготовление и облегчает проведение ремонтных работ в полевых условиях. В вариантах реализации, описанных в настоящей заявке, также может быть использован картридж противодавления, оборудованный фильтром, который может обеспечить защиту седла клапана и который может быть использован в сбалансированных проектах для использования в случаях применения с повышенными давлениями. Настоящее изобретение может быть легко масштабировано в сторону увеличения или уменьшения для соответствия требованиям различных потоков.

В настоящей заявке описаны предпочтительные варианты реализации настоящего изобретения, содержащие наилучший режим или наилучшие режимы, предпочтительные для его осуществления. Не смотря на то, что выше были показаны и описаны различные варианты реализации, для специалистов очевидно, что подробности различных вариантов реализации не должны быть взаимно исключающими. Напротив, специалисты после ознакомления с описанием настоящей заявки будут в состоянии объединить по меньшей мере одну особенность одного варианта реализации по меньшей мере с одной особенностью остальных вариантов реализации. Кроме того, также следует подразумевать, что показанные и описанные выше варианты реализации являются только примерами и не должны рассматриваться как ограничение объема защиты настоящего изобретения. Все описанные в настоящей заявке способы могут быть реализованы в любом подходящем порядке, если иное не указано в настоящей заявке или недвусмысленно противоречит контексту. Использование любого и всех вариантов реализации или иллюстративных выражений (например, "такой как"), использованных в настоящей заявке, предназначено только для наилучшего раскрытия аспектов варианта реализации или вариантов реализации настоящего изобретения, но никак не ограничения объема защиты изобретения. Ни одно выражение в настоящем описании не должно рассматриваться как указывающее на незаявленный элемент как существенный для практической реализации настоящего изобретения.

1. Регулировочный клапан для регулирования противодавления, содержащий:корпус клапана, имеющий входное отверстие для текучей среды, выходное отверстие для текучей среды и центральное отверстие, расположенное между входным отверстием для текучей среды и выходным отверстием для текучей среды;крышку, соединенную с корпусом клапана и содержащую нагрузочную пружину, функционально соединенную с мембраной, взаимодействующей с частью корпуса клапана для формирования камеры, сообщающейся через текучую среду с входным отверстием для текучей среды посредством прохода; иклапанный картридж, расположенный в центральном отверстии корпуса клапана, содержащий:корпус, имеющий размер, подходящий для его размещения в центральном отверстии, и содержащий первую часть, вторую часть, направляющую клапана и проточный канал, выполненный для обеспечения сообщения через текучую среду между камерой и выходным отверстием для текучей среды;седло клапана, расположенное в корпусе вдоль проточного канала между первой частью и второй частью;стержень клапана, расположенный в корпусе и выполненный с возможностью перемещения между открытым положением с обеспечением потока через проточный канал и закрытым положением с предотвращением потока через проточный канал, и содержащий часть, взаимодействующую с направляющей клапана;первую пружину, функционально соединенную со стержнем клапана и выполненную с возможностью смещения стержня клапана по направлению к открытому положению;удерживающее приспособление, расположенное вплотную к первой части корпуса и взаимодействующее с частью стержня клапана для удерживания его в корпусе;и вторую пружину, функционально соединенную с удерживающим приспособлением и стержнем клапана, которая выполнена с возможностью смещения стержня клапана по направлению к седлу клапана.

2. Регулировочный клапан по п. 1, в котором удерживающее приспособление содержит крышку, имеющую выступ, выполненный с возможностью взаимодействия с ограничителем, соединенным с корпусом.

3. Регулировочный клапан по п. 2, в котором седло клапана сформировано посредством съемного седлового кольца, установленного в проточном канале и содержащего удерживающее приспособление седлового кольца, разъединяемым способом соединенное с корпусом и расположенное с возможностью фиксации седлового кольца, причем ограничитель поддержан посредством верхней части удерживающего приспособления седлового кольца.

4. Регулировочный клапан по п. 3, в котором удерживающее приспособление седлового кольца имеет отверстие, имеющее размер для обеспечения размещения крышки с возможностью перемещения, причем указанная крышка содержит отверстие, а стержень клапана содержит верхнюю часть штока, проходящую в отверстие в крышке.

5. Регулировочный клапан по п. 3 или 4, в котором удерживающее приспособление седлового кольца содержит верхнее отверстие, причем крышка содержит верхнюю часть, имеющую размер для обеспечения ее прохождения в указанное верхнее отверстие, и выполнена с возможностью реагирования на перемещение мембраны.

6. Регулировочный клапан по п. 1, в котором корпус содержит нижнее отверстие, расположенное вплотную к указанной второй части, причем нижнее отверстие принимает первую пружину и формирует направляющую клапана, а стержень клапана содержит нижнюю часть штока, проходящую в указанное нижнее отверстие.

7. Регулировочный клапан по п. 1, в котором центральное отверстие корпуса клапана и наружная часть корпуса соединены посредством взаимодействующих резьб, причем клапанный картридж формирует единый интегрированный блок, выполненный с возможностью удаления из центрального отверстия корпуса клапана.

8. Регулировочный клапан по п. 1, содержащий регулирующее приспособление, поддерживаемое крышкой и выполненное с возможностью приложения регулируемой предварительной нагрузки к нагрузочной пружине.

9. Регулировочный клапан для регулирования противодавления, содержащий:корпус клапана, имеющий входное отверстие для текучей среды, выходное отверстие для текучей среды и центральное отверстие, расположенное между входным отверстием для текучей среды и выходным отверстием для текучей среды;мембранный блок, часть мембранного блока, взаимодействующую с частью корпуса клапана для формирования камеры, сообщающейся через текучую среду с входным отверстием для текучей среды посредством прохода; иклапанный картридж, расположенный в центральном отверстии корпуса клапана, содержащий:корпус, установленный в центральном отверстии с возможностью удаления и содержащий проточный канал, выполненный с возможностью обеспечения сообщения через текучую среду между камерой и выходным отверстием для текучей среды;седло клапана, расположенное в корпусе вдоль проточного канала;стержень клапана, расположенный в корпусе и выполненный с возможностью перемещения между открытым положением с обеспечением потока через проточный канал и закрытым положением, в котором этот стержень клапана посажен вплотную к седлу клапана с предотвращением потока через проточный канал;первую пружину, функционально соединенную со стержнем клапана и выполненную с возможностью смещения стержня клапана по направлению к открытому положению; икрышку, функционально соединенную со стержнем клапана и имеющую выступ, выполненный с возможностью взаимодействия с ограничителем, соединенным с корпусом для удерживания стержня клапана в корпусе.

10. Регулировочный клапан по п. 9, содержащий удерживающее приспособление седлового кольца, выполненное с возможностью закрепления седла клапана в корпусе, причем часть указанного удерживающего приспособления седлового кольца формирует ограничитель.

11. Регулировочный клапан по п. 10, в котором стержень клапана содержит верхнюю часть штока, а крышка расположена с возможностью перемещения в удерживающем приспособлении седлового кольца, содержит отверстие, имеющее размер для обеспечения возможности размещения в нем верхней части штока, и содержит вторую пружину, функционально соединяющую крышку и стержень клапана и выполненную с возможностью смещения стержня клапана по направлению к седлу клапана.

12. Регулировочный клапан по п. 10 или 11, в котором удерживающее приспособление седлового кольца содержит верхнее отверстие, причем крышка содержит верхнюю часть, имеющую размер, который обеспечивает возможность ее прохождения в это верхнее отверстие, и выполнена с возможностью перемещения против действия силы второй пружины в ответ на перемещение мембраны.

13. Регулировочный клапан по п. 9, в котором корпус содержит нижнее отверстие, и стержень клапана содержит нижнюю часть штока, проходящую в указанное нижнее отверстие, причем указанная нижняя часть штока и нижнее отверстие взаимодействуют для формирования клапанной направляющей, при этом первая пружина расположена в нижнем отверстии.

14. Регулировочный клапан по п. 9, в котором центральное отверстие корпуса клапана и наружная часть корпуса соединены взаимодействующими резьбами, причем клапанный картридж формирует одиночный интегрированный блок, выполненный с возможностью удаления центрального отверстия корпуса клапана.

15. Регулировочный клапан по п. 9, содержащий:нагрузочную пружину, расположенную в крышке клапана и выполненную с возможностью приложения силы к мембранному блоку, ирегулирующее приспособление, выполненное с возможностью применения настраиваемой предварительной нагрузки к нагрузочной пружине.

16. Способ сборки регулировочного клапана для регулирования противодавления, содержащий этапы, на которых:выбирают корпус клапана, имеющий входное отверстие для текучей среды, выходное отверстие для текучей среды и центральное отверстие, расположенное между входным отверстием для текучей среды и выходным отверстием для текучей среды,берут мембранный блок и размещают таким образом, чтобы часть мембранного блока взаимодействовала с частью корпуса клапана, для формирования камеры и образования гидравлической связи между камерой и входным отверстием для текучей среды, имонтируют клапанный картридж в качестве одиночного блока, содержащего корпус, имеющий размер, обеспечивающий возможность его вставления в центральное отверстие корпуса клапана,берут корпус с проточным каналом, расположенным с обеспечением возможности гидравлической связи между камерой и выходным отверстием для текучей среды,берут корпус с седлом клапана, расположенным вдоль проточного канала,размещают стержень клапана в корпусе и ориентируют его с возможностью перемещения между открытым положением, обеспечивающим поток через проточный канал, и закрытым положением, в котором указанный стержень взаимодействует с седлом клапана и предотвращает протекание текучей среды через проточный канал,берут первую пружину, функционально соединенную со стержнем клапана и расположенную с возможностью смещения стержня клапана к открытому положению, исоединяют крышку со стержнем клапана, причем указанная крышка имеет выступ, расположенный с возможностью взаимодействия с соответствующим ограничителем, соединенным с корпусом, для удерживания стержня клапана в корпусе.

17. Способ по п. 16, дополнительно содержащий этапы, на которых:берут удерживающее приспособление седлового кольца, выполненное с возможностью фиксирования седла клапана в корпусе, иберут ограничитель, расположенный на части удерживающего приспособления седлового кольца.

18. Способ по п. 16 или 17, содержащий этапы, на которых:берут верхнюю часть штока, расположенную на стержне клапана,размещают указанную верхнюю часть штока в отверстии в крышке для обеспечения возможности скользящего перемещения верхней части штока относительно крышки, иберут вторую пружину, функционально соединяющую крышку со стержнем клапана и расположенную с возможностью смещения стержня клапана в направлении к седлу клапана.

19. Способ по п. 17, содержащий этапы, на которых:берут удерживающее приспособление седлового кольца, расположенное в верхнем отверстии, берут крышку с верхней частью, имеющей размер, обеспечивающий возможность ее прохождения в указанное отверстие, иориентируют указанную крышку с возможностью перемещения против силы второй пружины в ответ на перемещение мембраны.

20. Способ по п. 16, содержащий этапы, на которых:берут стержень клапана с нижней частью штока,берут корпус с нижним отверстием, имеющим размер, обеспечивающий возможность размещения в нем указанной нижней части штока, для формирования клапанной направляющей, иразмещают первую пружину в нижнем отверстии.

www.findpatent.ru

Регулирующие запорно-регулирующие клапаны

Регулирующие (запорно-регулирующие) клапаны

Клапаны предназначены для управления потоками жидких и газообразных сред, транспортируемых по трубопроводам.

Регулирующие и запорно-регулирующие клапаны осуществляют непрерывное изменение расхода регулируемого потока от минимального, когда клапан полностью закрыт, до максимального, когда клапан полностью открыт.

Запорные или отсечные клапаны управляют регулируемым потоком не непрерывно, а дискретно (клапан полностью открыт или полностью закрыт). Как у регулирующих, так и у запорных клапанов есть небольшие протечки регулируемой среды при закрытом положении клапана.

Следует отметить, что деление клапанов на регулирующие, запорные и запорно-регулирующие есть только в нашей стране, также как и отдельные стандарты на протечки для регулирующих и запорных клапанов. Весь остальной мир производит просто регулирующие клапаны, протечки у которых подразделяются на шесть классов, чем выше номер класса – тем меньше протечки. Последние три класса относятся к клапанам, которые у нас называют запорными и запорно-регулирующими.

Под условным диаметром прохода клапана (Ду) следует понимать номинальный внутренний диаметр входного и выходного патрубков клапана (в ряде случаев диаметр выходного патрубка может превышать диаметр входного). Каждому значению условного диаметра прохода клапана соответствует максимально возможное значение расхода регулируемого вещества, которое, в общем случае, зависит от ряда параметров (перепада давления, плотности и др.). Для удобства сравнения клапанов и выбора по результатам гидравлического расчета необходимого типоразмера клапана введено понятие условной пропускной способности.

Условная пропускная способность клапана (Kvy) показывает, какое количество воды при температуре 20 °С может пропустить клапан при перепаде давления на нем 0,1 МПа (1 кгс/см2) при полностью открытом затворе.

Регулирующий клапан состоит из трех основных блоков: корпуса, дроссельного узла и привода клапана. Типичная конструкция проходного

запорно-регулирующего клапана без установленного привода представлена на рисунке 1.

Внутри корпуса клапана 1 устанавливается дроссельный узел, состоящий из седла 2 и плунжера 3, связанного со штоком 4. Седло может быть выполнено в различных конструктивных исполнениях: вворачиваться в корпус клапана как показано на рисунке 1, прижиматься к корпусу специальной втулкой или выполняться заедино с корпусом.

Плунжер скользит по направляющей, выполненной в крышке 5. Между корпусом 1 и крышкой 5 установлена уплотнительная прокладка 6. Шток 4 выводится наружу через сальниковый узел 7, представляющий собой набор подпружиненных шевронных колец из фторопласта-4 или его модификаций. На крышке 5 устанавливается привод, шток которого соединяется со штоком клапана. Привод может быть пневматическим, ручным, электрическим или электромагнитным.Дроссельный узел является регулирующим и запирающим элементом клапана. Именно в этом узле реализуется задача изменения проходного сечения клапана и, как следствие, изменение его расходной характеристики.Конкретные комбинации втулка-седло-плунжер выбираются исходя из условий эксплуатации клапана: перепада давления, типа регулируемой

среды и ее температуры, наличия мехпримесей, величины пропускной способности, вязкости среды и т.д.В большинстве случаев важное значение для работы клапана имеет правильное направление подачи рабочей среды. Оно маркируется стрелкой на наружной поверхности корпусов. Если среда подается через левый канал в корпусе, изображенном на рисунке 1, то такое направление подачи называется «под затвор» (среда подходит к плунжеру снизу), а если среда подается по правому каналу, то такое направление подачи называется «на затвор» (среда прижимает плунжер к седлу в закрытом состоянии). Основные параметры и характеристики типовых регулирующих проходных клапанов, выпускаемых отечественными предприятиями, представлены в таблицах 1 и 2.Таблица 1.

Основные параметры запорно-регулирующих клапановТаблица 2.

Условная пропускная способность запорно-регулирующих клапановИСПОЛНИТЕЛЬНЫЕ МЕХАНИЗМЫПриводы и исполнительные механизмы запорно-регулирующей, регулирующей и запорной трубопроводной арматуры предназначены

для преобразования управляющего сигнала (пневматического, электрического или механического) в механическое (линейное или вращательное) перемещение штока привода и жестко связанного со штоком запорного органа (клапана, шарового затвора, дисковой заслонки, задвижки и т.п.).Исполнительные механизмы, применяемые для управления запорно-регулирущей арматурой по принципу действия и используемому виду энергии для создания необходимого механического усилия на рабочем затворе подразделяют на:

Пневматические

Электрические

Гидравлические

Комбинированные

  Ручные

Пневматические исполнительные механизмыПневматические исполнительные механизмы в силу сложившейся традиции занимают достаточно большое место среди приводов для регулирующей арматуры различного типа. Это обусловлено в первую очередь тем, что массовая промышленная автоматизация до 50-х, 60‑х годов прошлого столетия базировалась в основном на пневматике. Пневматические системы автоматизированного управления сегодня, в эпоху микропроцессоров и широкого применения цифровой электроники, смотрятся несколько архаично, и кроме того, они достаточно громоздкие, требуют организации сетей подготовки и распределения сжатого воздуха, который к тому же расходуется при работе пневматических систем.Вместе с тем, простота конструкции пневмоприводов, а как следствие этого — достаточно высокая надежность и ремонтопригодность их, позволяют успешно использовать такие приводы и в современных системах автоматизированного управления технологическими процессами.

Пневматические исполнительные механизмы предназначены для преобразования изменений давления воздуха Р на выходе регулятора в перемещение регулирующего органа — клапана, заслонки, шибера, крана и т. п. Регулирующий орган изменяет расход потока жидкости, газа, пара и т. п. на объекте управления, и тем самым вызывает изменение регулируемого технологического параметра.По типу привода пневматические исполнительные механизмы делятся на мембранные, поршневые, поворотные, пневмодвигатели вращающиеся.

Мембранный исполнительный механизм (МИМ)Схема мембранного исполнительного механизма (МИМа) показана на рисунке 2. Перемещение выходного штока 2, соединенного с регулирующим органом, в одну сторону осуществляется силой, которая создается давлением Р, в другую — усилием пружины 3. Сигнал Р поступает в герметичную мембранную «головку», в которой находится мембрана из прорезиненной ткани толщиной 2-4 мм с жестким центром. Снизу на мембрану давит пружина 3. В мембранных исполнительных механизмах (рис. 2) давление управляющего воздуха воздействует на мембрану 4, зажатую по периметру между крышками привода, и создает усилие, которое уравнивается пружиной 3. Таким образом, ход штока 2 привода пропорционален величине управляющего давления. Жесткость и предварительное сжатие пружины определяет диапазон усилий привода и номинальный ход.Мембранные исполнительные механизмы классифицируют, по размерам мембранных «головок». МИМы поставляются обычно совместно

с регулирующими органами — клапанами. Так как при снятии давления Р мембрана всегда перемещается вверх, то в зависимости от конструкции регулирующего органа различают нормально открытые НО и нормально закрытые НЗ клапаны.

Рисунок 2. Мембранный исполнительный механизм, установленный на регулирующем клапане:

1 - регулирующий орган; 2 - шток; 3 - пружина; 4 - мембрана; 5 - сальникСтатические характеристики большинства МИМов близки к линейным, однако они обладают зоной гистерезиса, составляющей 2—15% от наибольшего значения Р. Эта величина зависит от усилий трения в сальнике 5, от перепада давлений на регулирующем органе, от характеристик пружины и эффективной площади мембраны.Для уменьшения зоны гистерезиса и улучшения динамических характеристик МИМов на исполнительный механизм устанавливают дополнительные усилители мощности, называемые позиционерами. Различают позиционеры, работающие по схеме компенсации перемещений и по схеме компенсации сил. В позиционерах обоих типов МИМ охватывается отрицательной обратной связью по положению штока, что исключает влияние на статические характеристики сил трения в сальнике, перепада давлений на регулирующем органе и т.п.Одновременно с этим увеличение расхода воздуха, подаваемого в МИМ и заметно улучшаются динамические характеристики последнего.

Для сопряжения с электрическими сигналами систем управления применяют электропневматические позиционеры, которые кроме улучшения статических характеристик мембранных исполнительных механизмов, обеспечивают преобразование электрического сигнала в импульс управляющего воздуха, подаваемого на МИМ.Основные технические характеристики МИМов представлены в таблице 3.

Таблица 3.Внешний вид типичных МИМов, устанавливаемых на регулирующих клапанах, представлен на рисунке 3.

                              

                                  Поршневые пневматические приводыПоршневые пневматические приводы (ППП) применяют в тех случаях, когда требуется линейное перемещение штока исполнительного

механизма на большое расстояние – до 300 мм. Для повышения точности и улучшения динамических характеристик поршневые приводы

снабжают также позиционерами, а сами приводы в этом случае называют следящими.Схема поршневого пневматического привода представлена на рисунке 4. Механизм поршневого пневматического привода состоит из закрепленного на кронштейне 1 цилиндра 2 с размещенным внутри поршнем 3, жестко соединенным со штоком привода 4, и нескольких пружин 5, ориентированных относительно поршня в зависимости от исполнения привода (нормально открытый НО или нормально закрытый НЗ). Внутренняя поверхность цилиндра имеет антифрикционное покрытие. Наиболее типичная характеристика поршневого пневматического привода приведена в таблице 4. Пневматический поршневой привод работает следующим образом. Рисунок 4.

Схематический разрез нормально закрытого поршневого пневматического приводаПневматический входной сигнал от управляющего устройства поступает в рабочую полость и воздействует на поршень. При этом пружины противодействуют усилию, создаваемому давлением сжатого воздуха, вследствие чего шток перемещается на величину, обратно пропорциональную жесткости пружин.Таблица 4.

Основные технические параметры поршневого пневматического привода

Поворотные пневматические приводыПоворотные пневматические приводы типа ППР предназначены для управления трубопроводной арматурой (краны шаровые и пробковые,

затворы дисковые и шиберные и т.п.) при аналоговом или дискретном управлении положением запорного элемента, когда управляющее

воздействие на шток запорного элемента требует поворотного воздействия или приложения к нему вращательного момента.Поворотные пневматические приводы могут рассматриваться как некоторая разновидность поршневого пневматического привода, где поршень, выполненный в виде лепестка перемещается под давлением управляющего воздуха в специальной камере. Движение силового элемента (лепестка) пневмопривода непосредственно передается на вал запорного элемента трубопроводной арматуры, обеспечивая его требуемое положение.Внешний вид поворотного пневматического привода представлен на рисунке 5.Рисунок 5. Пневмопривод лопастной типа ППРОсновные технические характеристики поворотного пневматического привода следующие:Основные технические данные и характеристики различных типоразмеров поворотных пневмоприводов представлены в таблице 5.

Поворотные пневматические приводы могут оснащаться дополнительными блоками, обеспечивающими аналоговое или дискретное управление, а также сигнализацию положения вала. Взрывозащищенные блоки имеют маркировку взрывозащиты IExdsIICT6 – виды взрывозащиты «взрывонепроницаемая оболочка».

Таблица 5

Основные технические характеристики

поворотных пневмоприводов типа ППР

Дополнительно:

www.coolreferat.com


Смотрите также