Управляемый клапан

(19) (1 1)4 Г 16 К 1/1 1655/ ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ ГОСУД АРС ПО ДЕЛА ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Всесоюзный государственный головной проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт попереброске и распределению вод северных и сибирских реким. Е.Е. Алексеевского и Институт проблем управления(автоматики и телемеханики )(57) Изобретение может быть использовано на оросительных системах поверхностного полива и позволяет повысить надежность клапана. Трехходовой кран 12 сообщает нижнюю подмембранную полость 11 с входным и выходным патрубками 2 и 3. Рычажный противовес 13 с регулируемым по положению грузом установлен на корпусе 1и кинематически связан со штоком 7.Размеры верхней и нижней подмембранных полостей 1 О и 11 находятся в определенном соотношении. Такое выполнение позволяет при изменении давления в полости 11 осуществить плавноеизменение проходного сечения клапанаи тем самым исключить возникновениегидравлического удара. 1 ил.113667Изобретение относится к машиностроению, в частности к трубопроводной арматуре, и предназначено для использования на оросительных систе 6 мах поверхностного полива.Цель изобретения - повышение надежности путем предотвращения гидро- удара.На чертеже представлена конструктивная схема клапана.Управляемый клапан содержит корпус 1 с входным и выходным патрубками 2 и 3, установленные в его полости 4 седло 5 и запорный орган 6 со штоком 7, соединенным с верхней и нижней мембранами 8 и 9 привода, установленными с образованием верхней и нижней подмембранных полостей 10 и 11. Клапан снабжен краном 12, сообщающим нижнюю подмембранную полость 11 с входным и выходным патрубками 2 и 3, и рычажным противовесом 13 с регулируемым по положению грузом 14, установленным на корпусе 1 и кинематически связанным со штоком 7.В нижней подмембранной полости 11 выполнено сливное отверстие с пробкой 15. Сообщение нижней подмембранной полости 11 с входным и выходным патрубками 2 и 3 осуществляется через каналы 16-18. Для направления движения штока 7 в полости 4 корпуса 1 установлена перегородка 19 с дренажными отверстиями 20.35Диаметр мембраны 9 и запорного органа 6 выбирают из соотношения их площадей: диаметр мембраны 9 в 1,25-1,5 раза больше диаметра запорного органа 6. При этом с уменьшением значения указанного соотношения улучшается характеристика клапана по регулированию давления "после себя", одновременно уменьшается коэффициент его пропускной способности.Диаметр мембраны 8 по условию обеспечения рабочего хода запорного органа 6 принимается равным или большим диаметра мембраны 9, Подмембранная полость 11 выполнена высотой 0,4-0,6 диаметра запорного органа 6 для обеспечения защемления в ней заданного объема воздуха, выполняющего функцию амортизатора при открытии и закрытии клапана.55В исходном. состоянии кран 12 находится в положении "Открыт". В этом случае полость 11 сообщена с выходным 53 2патрубком 3. При этом давление во входном патрубке 2 больше давления в полостях 10 и 11 привода. За счет разности площадей запорного органа 6 и мембраны 9 на открытие клапана действует большая сила. Запорный орган 6 отжат от седла 5. Жидкость из входного патрубка 2 проходит в выходной патрубок 3.При установке крана 12 в положение "Закрыт" полость 11. сообщается с входным патрубком 2. За счет разности давлений в полость 11 поступает жидкость, сжимая находящийся в ней воздух. В начальный период под действием большого перепада давлений в полость 11 жидкость поступает с относительно большим расходом. Запорный орган 6 движется с повышенной скоростью. По мере сжатия воздуха в полости 11 давление в ней приближается к давлению во входном патрубке 2. Расход жидкости, поступающей в эту полость, уменьшается, соответственно замедляется движение запорного органа 6. Таким образом, с уменьшением проходного сечения клапана замедляет. ся скорость закрытия запорного органа 6. Этим обеспечивается относительно плавное регулирование расхода клапана при при его закрытии и исключение возникновения гидравлического удара,Аналогично клапан работает и при открытии запорного органа. В этом случае за счет расширения воздуха в полости 11 давление снижается замедленно, что обеспечивает плавное открытие клапана. При возникновении в трубопроводе по каким-либо причинам гидравлического удара во входном патрубке 2 резко повышается давление. Под действием избыточного давления воздух в полости 11 дополнительно сжимается. Запорный орган 6 быстро открывается, С открытием запорного органа 6 происходит разгрузка трубопровода и давление в нем в дальнейшем не возрастает. Таким образом, клапан выполняет также функцию противоударного устройства.Регулирование давления "после себя" обеспечивается следующим образом.При открытии запорного органа 6 давление в выходном патрубке 3 увеличивается,Одновременно возрастает давление в полости 11.На открытие запорногоЗаказ 6809/35 Тираж 784 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4 з 13667 органа 6 действует сила, определяемая произведением .входного давления на разность между эффективной площадью мембраны 9 и площадью запорного органа 6. На закрытие запорного органа 6 действуют силы, определяемые произведением давления в выходном патрубке 3 на суммарную площадь мембраны 8 и 9, а также усилие от проти вовеса 13. В связи с тем, что площади мембран 8 и 9, работающих на закрытие запорного органа 6, значительно больше площади мембраны 9, работающей на его открытие, незначительное увеличение давления в выходном патрубке 3 приводит к уменьшению проходного сечения клапана и соответственно повышает потери напора на клапане. И наоборот, с уменьшением входного давления уменьшаются давление на выходе клапана и, соответственно, усилие на закрытие запорного органа 6. Таким образом, при значительном изменении давления во входном патруб ке 2 давление в выходном патрубке 3 изменяется незначительно.Настройка клапана на требуемое значение давления в выходном патрубке 3 осуществляется перемещением груза 14 по рычагу противовеса 13. 534Формула изобретенияУправляемый клапан, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, установленные в его полости седло и эапорный орган со штоком, соединенным с верхней и нижней мем- бранами привода, установленного в корпусе с образованием верхней и нижней подмембранных полостей, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности путем предотвращения гидроудара, он снабжен трехходовым краном, сообщающим,нижнюю подмембранную полость с входным и выходным патрубками, и рычажным противовесом с регулируемым по положению грузом, установленным в корпу-, се и кинематически связанным со штоком, при этом размеры верхней и нижней подмембраньщх полостей выбираются иэ следующих соотношений