Поворотный клапан

Поворотный клапан

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение может быть использовано для отсечки и регулирования рабочего тела в перепускных каналах. Цель изобретения - повышение надежности поворотного клапана за счет создания закрывающего аэродинамического момента на валу запорного органа в положениях нулевого и малого углов открытия клапана. В корпусе 1 установлено седло в виде двух полуколец (П) 2,3. На валу 4 закреплен запорный орган 5, состоящий из входной и выходной половин 6,7 с П 8,9, взаимодействующими с П 2,3 по торцовой поверхности 10. На поверхности П 9, обращенной к торцовой поверхности седла, выполнен срез 14. Радиус отверстия П 2 выполнен большим, чем радиус отверстия П 3, на ширину среза 14. Радиальный зазор между поверхностями П 3 и половины 7 выполнен меньше радиального зазора между поверхностями П 9 и корпуса 1 в закрытом положении клапана. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬС 7ВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4310552/31-29 (22) 28.09.8? (46) 30.12.90. Бюл. № 48 (71) Производственное объединение атомного турбостроения «Харьковский турбинный завод» им. С. М. Кирова (72) Л. А. Зарубин, В. Н. Галацан, В. А. Конев, А. Г. Уманский и В. С. Немиров (53) 621.646(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 811029, кл. F 16 К 1/22, 1979.

Авторское свидетельство СССР № 761721, кл. F 01 D 17/14, F 16 К 1/22, 1978. (54) ПОВОРОТНЫЙ КЛАПАН (57) Изобретение м. б. использовано для отсечки и регулирования рабочего тела в перепускных каналах. Цель изобретения — по„„Я()„,, 1617228 (51)5 F 16 К 1/22 вышенче надежности поворотного клапана за счет создания закрывающего аэродинамического момента на валу запорного органа в положениях нулевого и малого углов открытия клапана. В корпусе 1 установлено седло в виде двух полуколец (П) 2, 3. На валу 4 закреплен запорный орган 5, состоящий из входной и выходной половин 6, 7 с П 8, 9, взаимодействующими с П 2, 3 по торцовой поверхности 10. На поверхности П

9, обра щенной к торцовой поверхности седла, выполнен срез 14. Радиус отверстия

П 2 выполнен большим, чем радиус отверстия П 3, на ширийу среза 14. Радиальный зазор между поверхностями П 3 и половины? выполнен меньше радиального зазора между поверхностями П 9 и корпуса 1 B закрытом положении клапана. 2 ил.

161 з

Изобретение относится к турбостроению и может быть использовано для отсечки и регулирования рабочего тела в перепускных каналах.

Цел ь и зоб рете ни я — по вы шеи не наде жн сти работы клапана за счет создания закрывающего аэродинамического момента на валу запорного органа в положениях нулевого и малого углов открытия клап, ана.

На фиг. 1 изображен поворотный клаг ан, разрез, на фиг. 2 — узел 1 на фиг. 1, на отором полукольцо седла выполнено со резом (вариант) .

Поворотный клапан содержит корпус 1, котором установлено седло в виде двух олуколец 2 и 3. На валу 4 закреплен апорный орган 5 с входной половиной 6 и

ыходной половиной 7, на которых размеены соответственно полукольца 8 и 9. Полу,ольцо 8 взаимодействует с полукольцом 2

Седла 3 по торцовой поверхности контакта 10.

Полукольцо 9 взаимодействует с полуколь(цом 3 седла по торцовой поверхности кон)акта 11. Поверхность контакта 10 выпол ена вдоль наружной поверхности 12 полуольца 8 входной половины 6 запорного органа 5, а поверхность контакта 11 доль внутренней поверхности 13 полуколь ца 3 седла. На полукольце 9 выходной поло ины 7 со стороны поверхности контакта 11 седла выполнен срез 14 в виде фаски. ,Радиус полукольца 2 седла входной полови, .ны 6 запорного органа 5 ограничен кром кой среза и этот радиус больше радиуса ,полукольца 3 седла выходной половины 7 .:на ширину срезанной части поверхности контакта 11 выходной половины 7 полуколь,ца 9 запорного органа 5. Ширина среза 14

: составляет 0,002 — 0,012 диаметра запорного ( : органа 5. Радиальный зазор между полукольцом 3 седла и выходной половиной 7 запорного органа 5 в закрытом (нулевом) положении клапана выполнен меньше, например, 0,3 — 0,6 радиального зазора между полукольцом 9 выходной половины 7 запорного органа 5 и корпусом 1.

Поворотный клапан работает следующим образом.

В положении полного закрытия клапана запорный орган 5 полукольцами 8 и 9 взаимодействует по поверхностям контакта

10 и 11 с полукольцами 2 и 3 седла. На режимах с перепадами на клапане, меньше критических, давление вдоль граничных окружностей поверхностей контакта 10 и 11 со стороны натекания равно давлению перед клапаном, а вдоль граничных окружностей поверхностей контакта 10 и 11 с противоположной стороны — давлению за клапаном.

Поэтому в пределах площадей контакта 10 и 11 на полукольцах 8 и 9 действуют равные перепады давления. Однако, в результате того, что расстояние от оси вращения запорного органа 5 до поверхности контак7228 та 10 полукольца 8 входной половины б запорного органа 5 больше расстояния от оси вращения до поверхности контакта 11 полукольца 9 выходной половины 7, последняя имеет неуравновешенную площадь, поверхности, меньшую чем входная половина 6, и поэтому результирующий аэродинамический момент от одинакового перепада давлений на эти поверхности прижимает запорный орган к седлу. На режимах

10 с перепадами на клапане, больше критических, давление вдоль граничных полуокружностей 10 и 11 со стороны натекания также равно давлению перед клапаном, а вдоль граничных полуокружностей поверх15 ностей контакта 10 и 11 с противоположной стороны равно критическому, так как абсолютная плотность контакта практически не достигается. Поэтому при уменьшении давления за клапаном перепад давлений на полукольцо 8 в пределах поверх20 ности контакта 10 и, соответственно, аэродинамический момент, направленный в сторону закрытия, практически не меняется; а перепад давлений на полукольцо 9 в пределах поверхности контакта 11 и, соответственно, аэродинамический момент, направленный в сторону открытия, увеличиваются. Однако, асимметрия неуравновешенных поверхностей входной 6 и выходной 7 половин запорного органа 5 обеспечивает направление результирующего аэродинамичесЗ0 кого момента в сторону закрытия.

По мере открытия клапана в зоне малых углов положение запорного органа 5 на таких режимах в минимальных сечениях каналов, образованных поверхностями входной 6

35 и выходной 7 половин запорного органа 5 с полукольцами 8 и 9 и корпуса 1 с полукольцами 2 и 3, формируется течение с критическими параметрами. Так как площадь зазора между наружной поверхностью полукольца 8 и поверхностью корпуса 1 меньше

"0 площади зазора между поверхностями отверстия в полукольце 2 седла и входной половиной 6 запорного органа 5, а площадь зазора между наружной поверхностью полукольца 9 и поверхностью корпуса 1 больше плошади зазора между поверхностями от45 верстия в полукольце 3 и выходнои половиной 7 запорного органа 5, минимальные проходные сечения с критическими параметрами потока находятся для входной 6 и выходной 7 половин запорного органа 5 со

g0 стороны натекания (подвода рабочего тела) и за ними в каналах, образованных повер хностя м и входной 6 и выходной 7 половин запорного органа 5 и корпуса 1 с полукольцами 2 и 3 седла, поток разгоняется до местных сверхзвуковых скоростей с по55 нижением статического давления до давления за клапаном. Геометрическая диффузорность указанных каналов обеспечивает уменьшение давления, действующего на по1617228

Формула изобретения

Составитель A. Бирюкова

Редактор В. Ковтун Техред А. Кравчук Корректор Т Малец

Заказ 4109 Тираж 559 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 45

Производственно-издательский комбинат «патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 верхность запорного органа 5, образующие эти каналы, и, соответственйо, увеличение аэродинамического момента от перепада давлений на выходную половину 7 запорного органа 5, направленного в сторону открытия.

На фиг. 2 представлен вариант выполнения полукольца 2 седла входной половины 6 запорного органа 5 со срезом, например, в виде фаски. Тогда радиусы отверстий в полукольцах 2 и 3 седла входной 6 и выходной 7 половин запорного органа 5 одинаковы.

Поворотный клапан, содержащий корпус с установленным в нем седлом в виде двух полуколец и закрепленный на валу запорный орган, состоящий из входной и выходной половин с полукольцами, размещенными с возможностью взаимодействия с полукольцами седла по торцевой поверхности, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, на поверхности полукольца выходной половины запорного органа, обращенной к соответствующей торцевой поверхности седла, выполнен срез, а радиус отверстия полукольца седла, расположенного со стороны входной половины запорного органа, выполнено большим, чем радиус отверстия полукольца седла, расположенного со стороны выходной половины запорного органа на ширину среза, причем радиальный зазор между поверхностями полукольца седла и выходной половины запорного органа выполнен меньше радиального зазора между поверхностями полукольца выходной половины запорного органа и корпуса в закрытом положении клапана.