Клапан уменьшения высокого давления

(5)5 Р 16 К 31/50АЗС фйг-ф ЪГ;в; ,.чФ ЕТЕН Е ИЗОБ ПИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(46) 15.04.92. Бюл. ЯСИ) Феба Ель Энтв ф(ОЕ)Я) Герхард Белхустеде (ОЕ)Щ 621.646(088,8)баб) Европейский патент М 0085251,кл. Р 16 К 25/04, 1983,Щ КЛАПАН УМЕНЬШЕНИЯ ВЫСОКОГОДЖЛЕНИЯфэ 7) Изобретение м.б, использовано в клапанах уменьшения высокого давления рабочей среды, содержащей составные частитвердого вещества. Цель изобретения - поИзобретение относится к трубопроводной арматуре, в частности к клапанам уменьшения высокого давления рабочей среды, содержащей также составные части твердого вещества в форме золы. катализатора, а также непреобразованных составных частей угля продукта горячего осаждения гидрогенизируемого сжижения угля с уровня 700 бэр до более низкого промежуточного давления или до нормального давления.Цель изобретения - повышение надежности и долговечности клапана путем преобразования поступательного перемещения исполнительного механизма во врацательное движение с последующим преобразованием (редуцированием) его в 2вышение надежности и долговечности клапана путем преобразования поступательного перемещения исполнительного механизма во вращательное движение с последующим преобразованием (редуцированием) его в уменьшенное линейное перемещение запорного органа. Кинематическая связь выполнена в виде шпиндельной гайки с внутренней сфеоической резьбой, связанной с расположенным внутри нее шнековым элементом, жестко соединенным с шпинделем. Дросселируюц,эя щель выполнена в виде зазора, образованного двумя коническими поверхностями конуса и седла. Ход запорного органа (конуса) 1 мм с отклонением в сторону ул 1 еньшения примерно на 1 хода конуса. Угол раскрытия конуса выполнен в пределах 120-170 О.4 з.п, ф-лы, 4 ил. уменьшенное линейное перемещение запорного органа.На фиг. 1 изображен клапан уменьшения высокого давления; на фиг. 2 - узел на фиг, 1, разрез, в угеличенном масштабе; на фиг, 3- хромовая муфта,. разрез, в увеличенном мзсштабе; на фиг, 4 - шпиндельнэя гайка, изометрия,Клапан уменьшения высокого давления содержит корпус 1 с посадочным гнездом 2 и установленным в нем седлом 3 и с.:сбу 4. В корпусе 1 размещен зэгорный орган в виде конусэ 5 с возможностью вза,модействия с седлом 3 и образования между ними дросселирующей щели 6. Зэгорный орган- конус 5 закреплен на шпинделе 7, кинсмэтически связанном с исполнительным механизмом 8, нагрУженным пакетом пружин 9, расположенным за ним в верхней части цилиндра через подшипник качения. Пакет пружин 9 подбирается на рабочее давление, находящееся в корпусе 1,Кинематическая связь шпинделя 7 с исполнительным механизмом 8 выполнена в виде шпиндельной гайки 10 с внутренней сферической резьбой 11, связанной с расположенным внутри нее шнековым элементом 12, жестко соединенным со шпинделем 7. Дросселирующая щель 6 выполнена в виде зазора, образованного двумя коническими поверхностями конуса 5 и седла 3. Ход запорного органа-конуса 5 1 мм с отклонением в сторону уменьшения примерно на 1 фф, хода конуса 5. Для компенсации износа конической поверхности запорного органа и седла за счет изменения величины перемещения конуса в направлении седла на шпинделе 7 установлены регулироаочные элементы 13 с возможностью контактирования с наружной поверхностью 14 корпуса 1.Для обеспечения одностороннего вращательного движения шпинделя 7 с запорным органом-конусом 5 клапан снабжен храповой муфтой 15, образующей со скобой 16 захватный механизм. При этом один конец скобы 16 жестко связан со шпиндельной гайкой 10, а другой - с храповой муфтой 15, внутренняя часть которой закреплена на шпинделе 7.Угол раскрытия конуса выполнен больше 90 и предпочтительно находится в пределах 120-170 О. Конус 5 и соответственно обработанное седло 3 клапана, не считая посадочного гнезда, выполнены в соответствии с этим предпочтительно тупоугольными. Тупоугольная конструкция конуса клапана не исключает того, что конус клапана на своем острие оканчивается в виде острого конуса со значительно меньшим, чем указано ранее, значением угла при вершине конуса, Однако выполненная сравнительно короткой вершина конуса не имеет контакта с седлом клапана или со стенкой посадочного гнезда и, следовательно, не способствует также уплотняющему или дросселирующему воздействию. Благодаря этому достигается влияние условий обтека ния в этой зоне.Седло 3 выполнено в виде съемного патрона, имеющего внутри элементы из твердого материала. Также и запорный орган-конус 5 замещен элементами из твердого материала, например, в виде сменной вставки из твердого материала, При этом конус 5 располагается по отношению.к седлу 3 так, чтобы обеспечивать воронкообРазное поступление потока через тангенциально расположенный входной канал 175 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 в полость корпуса 1 и, благодаря в основном равномерному по всей окружности турбулентному потоку вокруг выпускного отверстия выходного канала 18, способствовать выравниванию износа обоих дроссельных элементов - седла 3 и конуса 5.Нагруженные пружинами сальники 19 с контрольныл 1 20 и промывочным 21 штуцерами выполнены так, чтобы их независимые одна от другой уплотняющие части были расположены в соответствующих частях корпуса 1 и, благодаря напряжению пружин, передавали одинаковое уплотняющее усилие на уплотнительные элементы, В качестве латериалов для уплотнения используют устойчивые к высокому давлению и термостатике вещества, например чистый графит, графитасбест. набивку графита с вискозной целлюлозой. Контрольный штуцер 20 размещен между обоими сальниками 19 с целью проверить в какой мере другой (нижнил) сальник еще обладает уплотняющей способностью. Шпиндель 7 свободно удерживается в корпусе 1 с небольшим количеством промывочного масла, предотвращающего попадание в зону расположения сальников рабочей среды, содержащей твердые вещества.Клапан управляется следующим образом.Установленный сбоку от клапана исполнительный механизм 8 (сервопривод) через шарнирно соединенный. рычаг приводит зафиксированную шпиндельную гайку 10 со сферической резьбой 11 во вращательное движение, которое преобразуется в линейное перемещение с помощью шпинделя 7,Посредством углового перемещения шпиндельной гайки 10.и шага сферической резьбы 11 ход шпинделя 7 изменяется на необходимую величину.Также посредством шарнирно соединенного рычага, который прикреплен к шпиндельной гайке 10, движение вращения через захватный механизм передается на храповую муфту 15, При каждом движении вращения шпиндельной гайки 10, которое способствует открытому положению клапана, шпиндель 7 поворачивается аксиально на такую же угловую величину, как и шпиндельная гайка 10. Движения вращения при закрытии клапана не происходит для того, чтобы избежать фрикционного замыкания конуса 5 на седле 3 кгапанэ, Вращение шпинделя 7 с консом 5 необходимо для того, чтобы избеж;тть точечного износа на седле 3 и конусе 5 Иоаким образом достичь равномерноэ изной седла 3 и конуса 5.При известной степени износа существует ьозможность посредством регулиро6 1727538 50 вочных элементов 13, содержащих резьбовую часть на шпинделе 7, резьбовую гайкуи опору, шпиндель 7 в его фиксированномположении переставить в аксиальном направлении, Посредстаогл этого может бытьвыравнен износ материала на седле 3 и конусе 5.Таким образом, при любом измененииположенияклапана, т.е. при любом ходешпинделя 7, последними,а в вместе с ним иконус 5, поворачивается, и вызываемыйтвердыми веществами точечный износ распределяется по всему периметру конуса 5клапана,Регулирование давления посредствомседла 3 и конуса 5 достигается путем установки расстояния между обеими частямипри помощи выбора определенной длиныполучающейся при этом дросселирующейщели 6(зазора). При этом имеется сужение,образованное посредством расстояния относительно одна другой двух коническихповерхностей седла 3 и конуса 5, которымдостигается редуцирование скорости внут-ри зазора. действующего в качестве капилляров до самого выходного канала 18.Выполнение дросселирующей щели 6 ввиде зазора между двумя коническими поверхностями седла 3 и конуса 5 и выполне- ние клапана уменьшения высокогодавления з виде короткоходного клапанаобеспечивает то, что открытое или закрытоеположение клапана достигается за сравнительно короткое время, Это приводит к существенному уменьшению скоростиизноса, так как время, в течение которогоклапан открыт, лишь частично, экспоненциально входит в скорость износа.Кроме того, скорость износа в клапанеможет быть сведена до минимума благодаря тому, что путем минимизации длины ходав значительной степени предотвращаютсяпромежуточные положения, которые особенно интенсивно вызывают износ.Формула изобретения1. Клапан уменьшения высокого давления, содержащий корпус с посадочнымгнездом и установленным в нем седлом,скобу и размещенный в корпусе запорный орган в виде конуса с возможностью взаимодействия с седлом и образования между ними дросселирующей щели, причем запор ный орган закреплен на шпинделе, кинематически связанном с исполнительным механизмом, нагруженным пакетом пружин, расположенным в верхней части за ним, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью 10 повышения надежности и долговечностиклапана путем преобразования поступательного перемещения исполнительного механизма во вращательное движение с последующим преобразованием (редуцирова нием) его в уменьшенное линейноеперемещение запорного органа, кинемати.ческая связь выполнена в виде шпиндельной гайки с внутренней сферической резьбой, связанной с расположенным внут ри нее шнековым элементом, жестко соединенным со шпинделем, а дросселирующая щель выполнена в виде зазора, образованного двумя коническими поверхностями конуса и седла.25 2. Клапан по и. 1, от л и ч а ю щ и й с ятем, что ход запорного органа (конуса равен 1 мм с отклонением в сторону уменьшения примерно на 1 ф хода конуса.3. Клапан по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с я 30 тем, что, с целью копенсации износа конических псверхностей запорного органа конуса и седла за счет изменения величины перемещения конуса. в направлении седла, на шпинделе установлены регулировочные 35 элементы с возможностью контактированияс наружной поверхностью корпуса.4. Клапан по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью обеспечения одностороннего вращательного движения шпинделя с 40 запорным органом (конусом), он снабженхраповой муфтой со скобой, образующих захватный механизм; прлчем один конец скобы жестко связзн со шпиндельной гайкой, а другой - с храповсй муфтой, вн.тр;нняя 45 часть которой закреплена на шпинделе.5. Клапан по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что угол раскр гния конусэ выполнен в пределах 120-170.1727538 дактор ГЛ ылянс зказ 128 И ИИ Составитель А.бироковаТехред М,Моргентал Тираж Государственного комитета по изобретен 113 С 35. Москва, Ж, Рауаска