Гидравлический регулирующий клапан для потока текучей среды
Формула / Реферат
1. Гидравлический регулирующий клапан (100), содержащий
корпус (1) клапана, по меньшей мере частично, ограничивающий проток от входа (5) до выхода (6);
крышку (2) и
мембранный запирающий узел (4), содержащий фланец (62), герметично закрепляемый крышкой (2), запирающий элемент (66) и гибкую мембрану (65), простирающуюся между фланцем (62) и запирающим элементом (66), при этом упомянутая гибкая мембрана (65) имеет часть (64) первой толщины, примыкающую к упомянутому запирающему элементу (66), и часть (63) уменьшенной толщины, расположенную дальше от упомянутого запирающего элемента (66),
причем упомянутая крышка (2) и упомянутый мембранный запирающий узел (4) вместе образуют гидравлическую камеру (8) управления, и при этом в закрытом положении упомянутого мембранного запирающего узла (4) упомянутый запирающий элемент (66) перекрывает упомянутый проток, а в открытом положении упомянутого мембранного запирающего узла (4) упомянутый запирающий элемент (66) поднят так, что открывает проток,
причем упомянутая гибкая мембрана (65) выполнена так, что образует выполненный как единое целое с ней нелинейный упругий элемент (S), смещающий упомянутый запирающий элемент (66) по направлению к упомянутому закрытому положению, так что во время выполнения движения закрывания мембранного запирающего узла (4) из полностью открытого положения по направлению к упомянутому закрытому положению упомянутая часть (64) первой толщины упомянутой мембраны (65), примыкающая к упомянутому запирающему элементу (66), создает первое усилие закрывания для перемещения запирающего элемента (66) из полностью открытого положения, и упомянутая часть (63) уменьшенной толщины создает второе усилие закрывания, меньшее чем упомянутое первое усилие, во время завершающей части движения закрывания, в результате чего обеспечивается нелинейная зависимость изменения механического усилия закрывания по меньшей мере на части траектории движения закрывания из полностью открытого в полностью закрытое положение от перемещения упомянутого мембранного запирающего узла (4),
причем упомянутый запирающий элемент (66) выполнен в виде детали, имеющей цилиндрическую боковую стенку, толщина которой по меньшей мере вдвое больше максимальной толщины упомянутой мембраны (65), и при этом в закрытом положении упомянутая часть (64) первой толщины упомянутой мембраны (65), примыкающая к упомянутому запирающему элементу (66), выступает из торцовой поверхности упомянутой цилиндрической боковой стенки запирающего элемента (66), причем регулирующий клапан выполнен так, что движение мембранного запирающего узла (4) в полностью открытое положение деформирует участок упомянутого запирающего элемента (66), примыкающий к месту соединения между упомянутым запирающим элементом (66) и упомянутой мембраной (65), так что упомянутая часть (64) первой толщины упомянутой мембраны (65), примыкающая к упомянутому запирающему элементу (66), выступает наружу из цилиндрической поверхности боковой стенки запирающего элемента (66).
2. Гидравлический регулирующий клапан по п.1, отличающийся тем, что выполнен так, чтобы, по существу, все исходное механическое усилие закрывания, воздействующее на мембранный запирающий узел (4) для перемещения его из полностью открытого положения, создается выполненным как единое целое упругим элементом (S).
3. Гидравлический регулирующий клапан по п.1, отличающийся тем, что в полностью открытом положении гибкая мембрана (65) приближена к крышке (2).
4. Гидравлический регулирующий клапан по п.1, отличающийся тем, что запирающий элемент (66) расположен в центральной части мембранного запирающего узла (4).
5. Гидравлический регулирующий клапан по п.1, отличающийся тем, что упомянутая часть (64) упомянутой первой толщины, охватывающая по окружности упомянутый запирающий элемент (66), примыкает к запирающему элементу (66), а упомянутая часть (63) уменьшенной толщины примыкает к фланцу (62).
6. Гидравлический регулирующий клапан по п.1, отличающийся тем, что выполнен с возможностью управления давлением текучей среды в трубопроводе управления с текучей средой под давлением, причем упомянутая крышка (2) выполнена с внутренним каналом (54а) управления, сообщающимся с упомянутой гидравлической камерой (8) управления и оканчивающимся в отверстии, ориентированном в направлении корпуса (1) клапана, при этом упомянутый корпус (1) клапана выполнен с дополнительным каналом (50) управления, используемым для гидравлического соединения с упомянутым отверстием и оканчивающимся в доступном снаружи соединительном отверстии для присоединения трубопровода управления с текучей средой под давлением, так что когда трубопровод управления с текучей средой под давлением присоединен к упомянутому соединительному отверстию, упомянутая крышка (2) может быть отделена от упомянутого корпуса (1) клапана без отсоединения трубопровода управления с текучей средой под давлением от упомянутого соединительного отверстия.
7. Гидравлический регулирующий клапан по п.6, отличающийся тем, что упомянутое ориентированное в направлении корпуса (1) клапана отверстие расположено снаружи от упомянутого фланца (62) упомянутой мембраны (65).
8. Гидравлический регулирующий клапан по п.6, отличающийся тем, что упомянутое ориентированное в направлении корпуса (1) клапана отверстие входит в гидравлическое соединение с упомянутым дополнительным каналом (50) управления, когда упомянутая крышка (2) присоединена к упомянутому корпусу (1) клапана в первом положении, причем упомянутый корпус (1) клапана выполнен с дополнительным каналом (51) управления, используемым для гидравлического соединения с упомянутым ориентированным в направлении корпуса (1) клапана отверстием, когда упомянутая крышка (2) присоединена к упомянутому корпусу (1) клапана во втором положении.
9. Гидравлический регулирующий клапан по п.8, отличающийся тем, что в упомянутом первом положении упомянутой крышки (2) отверстие упомянутого внутреннего канала (54а) управления, выходящее в упомянутую камеру (8) управления расположено в верхней части упомянутой камеры (8) управления, когда гидравлический регулирующий клапан установлен так, что упомянутый проток расположен горизонтально, и при этом в упомянутом втором положении упомянутой крышки (2) отверстие упомянутого внутреннего канала (54а) управления, выходящее в упомянутую камеру (8) управления, также расположено в верхней части упомянутой камеры (8) управления, когда гидравлический регулирующий клапан установлен так, что упомянутый проток расположен вертикально.
10. Гидравлический регулирующий клапан по п.1, отличающийся тем, что толщина упомянутой мембраны (65) постепенно уменьшается от места примыкания к запирающему элементу (66) до места примыкания к фланцу (62).

Текст
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РЕГУЛИРУЮЩИЙ КЛАПАН ДЛЯ ПОТОКА ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ Гидравлический регулирующий клапан, содержит корпус (1) клапана, по меньшей мере, частично ограничивающий проток от входа (5) до выхода (6); крышку (2); и мембранный запирающий узел (4), содержащий фланец (62), герметично закрепляемый крышкой (2), запирающий элемент(66) и гибкую мембрану (65), простирающуюся между фланцем (62) и запирающим элементом(66). Гибкая мембрана (65) имеет часть (64) первой толщины, примыкающую к упомянутому запирающему элементу (66), и часть (63) уменьшенной толщины, расположенную дальше от упомянутого запирающего элемента (66). Крышка (2) и мембранный запирающий узел (4) вместе образуют гидравлическую камеру (8) управления. В закрытом положении мембранного запирающего узла (4) запирающий элемент (66) перекрывает упомянутый проток, а в открытом положении упомянутого мембранного запирающего узла (4) упомянутый запирающий элемент(66) поднят так, что открывает проток. Гибкая мембрана (65) выполнена так, что образует выполненный как единое целое с ней нелинейный упругий элемент (S), смещающий запирающий элемент (66) по направлению к упомянутому закрытому положению. Во время выполнения движения закрывания мембранного запирающего узла (4) из полностью открытого положения по направлению к упомянутому закрытому положению часть (64) первой толщины мембраны (65),примыкающая к запирающему элементу (66), создает первое усилие закрывания для перемещения запирающего элемента (66) из полностью открытого положения, и часть (63) уменьшенной толщины создает второе усилие закрывания, меньшее чем упомянутое первое усилие, во время завершающей части движения закрывания. В результате этого обеспечивается нелинейная зависимость изменения механического усилия закрывания по меньшей мере на части траектории движения закрывания из полностью открытого в полностью закрытое положение от перемещения упомянутого мембранного запирающего узла (4). Запирающий элемент (66) выполнен в виде детали, имеющей цилиндрическую боковую стенку, толщина которой по меньшей мере вдвое больше максимальной толщины мембраны (65). В закрытом положении часть (64) первой толщины мембраны (65), примыкающая к запирающему элементу (66), выступает из торцовой поверхности упомянутой цилиндрической боковой стенки запирающего элемента (66). Регулирующий клапан выполнен так, что движение мембранного запирающего узла (4) в полностью открытое положение деформирует участок запирающего элемента (66), примыкающий к месту соединения между запирающим элементом (66) и мембраной (65), так что часть (64) первой толщины мембраны (65),примыкающая к запирающему элементу (66), выступает наружу из цилиндрической поверхности боковой стенки запирающего элемента (66). Область использования и предпосылки создания изобретения Изобретение в целом имеет отношение к устройству и способам для гидравлических автоматических регулирующих клапанов, в частности, к устройству и способам для таких клапанов с беспружинной мембраной. При конструировании автоматических гидравлических регулирующих клапанов возникает несколько проблем. Во-первых, такие клапаны требуют установки индикаторов положения для отображения степени открытия клапана, т.е. отображения того, как высоко над седлом находится запирающий элемент гидравлического регулирующего клапана. Эти индикаторы положения обычно содержат шток, который выдвигается вверх и отображает вертикальное положение мембраны. Эти индикаторы чувствительны к ударам сбоку и изгибу такими элементами, как части трубопроводов управления, связанных с клапаном. Эти индикаторы также предрасположены к утечкам, поскольку осуществить их уплотнение затруднительно, так как они перемещаются вверх и вниз из пространства внутри клапана, соприкасающегося с жидкостью, в сухую зону снаружи клапана, где индикатор покрывается грязью, которая изнашивает уплотнение. Во-вторых, существует общая проблема установки седла клапана, содержащего кольцо из нержавеющей стали, на внутреннюю поверхность клапана, имеющую определенное покрытие, без нарушений этого покрытия, вызывающих коррозионные повреждения. Третья проблема состоит в том, что выше крышки клапана расположено значительное количество устройств управления, связанных с клапаном, таких как соленоиды, напорные вспомогательные клапаны и трубопроводы управления, присоединяемые к крышке клапана. Для осмотра мембраны внутри клапана крышка клапана должна быть снята, а это требует снятия значительного количества устройств при выполнении каждой проверки. Кроме того, установка крышек клапанов может быть дополнительно затруднена необходимостью расположения выпускного отверстия камеры управления внутри камеры управления в ее наивысшей точке для удаления воздуха. Другой проблемой конструирования гидравлических регулирующих клапанов, имеющих однокамерные приводы, является создание упругого элемента, который закрывает клапан при определенном минимальном перепаде давления на клапане. Еще одной проблемой конструирования является разработка удобного слива из расположенных выше по потоку и расположенных ниже по потоку частей клапана для разнообразных систем, для которых расположение сливных трубопроводов или других элементов может не быть известно заранее. И наконец, количество частей должно быть сведено к минимуму из соображений простоты, достижения требуемых характеристик и экономических соображений, поскольку каждая часть должна быть разработана, изготовлена, испытана, подвергнута контролю и так далее. Таким образом, имеется постоянная потребность в усовершенствовании конструкции гидравлических регулирующих клапанов и индикаторов положения для таких клапанов. Сущность изобретения Один из вариантов осуществления настоящего изобретения представляет собой гидравлический регулирующий клапан, содержащий корпус клапана, по меньшей мере частично ограничивающий проток от входа до выхода; крышку; и мембранный запирающий узел, содержащий фланец, герметично закрепляемый крышкой, запирающий элемент и гибкую мембрану, простирающуюся между фланцем и запирающим элементом, при этом упомянутая гибкая мембрана имеет часть первой толщины, примыкающую к упомянутому запирающему элементу, и часть уменьшенной толщины, расположенную дальше от упомянутого запирающего элемента, причем упомянутая крышка и упомянутый мембранный запирающий узел вместе образуют гидравлическую камеру управления, и при этом в закрытом положении упомянутого мембранного запирающего узла упомянутый запирающий элемент перекрывает упомянутый проток, а в открытом положении упомянутого мембранного запирающего узла упомянутый запирающий элемент поднят так, что открывает проток, причем упомянутая гибкая мембрана выполнена так, что образует выполненный как единое целое с ней нелинейный упругий элемент, смещающий упомянутый запирающий элемент по направлению к упомянутому закрытому положению, так что во время выполнения движения закрывания мембранного запирающего узла из полностью открытого положения по направлению к упомянутому закрытому положению упомянутая часть первой толщины упомянутой мембраны,примыкающая к упомянутому запирающему элементу, создает первое усилие закрывания для перемещения запирающего элемента из полностью открытого положения, и упомянутая часть уменьшенной толщины создает второе усилие закрывания, меньшее чем упомянутое первое усилие, во время завершающей части движения закрывания, в результате чего обеспечивается нелинейная зависимость изменения механического усилия закрывания на по меньшей мере части траектории движения закрывания из полностью открытого в полностью закрытое положение от перемещения упомянутого мембранного запирающего узла, причем упомянутый запирающий элемент выполнен в виде детали, имеющей цилиндрическую боковую стенку, толщина которой по меньшей мере вдвое больше максимальной толщины упомянутой мембраны, и при этом в закрытом положении упомянутая часть первой толщины упомянутой мембраны, примыкающая к упомянутому запирающему элементу, выступает из торцовой поверхности упомянутой цилиндрической боковой стенки запирающего элемента, причем регулирующий клапан выполнен так, что движение мембранного запирающего узла в полностью открытое положение деформиру-1 023540 ет участок упомянутого запирающего элемента, примыкающий к месту соединения между упомянутым запирающим элементом и упомянутой мембраной, так что упомянутая часть первой толщины упомянутой мембраны, примыкающая к упомянутому запирающему элементу, выступает наружу из цилиндрической поверхности боковой стенки запирающего элемента. В другом варианте осуществления настоящего изобретения гидравлический регулирующий клапан выполнен так, чтобы, по существу, все исходное механическое усилие закрывания, воздействующее на мембранный запирающий узел для перемещения его из полностью открытого положения, создается выполненным как единое целое упругим элементом. В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения в полностью открытом положении гибкая мембрана приближена к крышке. В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения запирающий элемент расположен в центральной части мембранного запирающего узла. В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения упомянутая часть упомянутой первой толщины, охватывающая по окружности упомянутый запирающий элемент, примыкает к запирающему элементу, а упомянутая часть уменьшенной толщины примыкает к фланцу. В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения гидравлический регулирующий клапан выполнен с возможностью управления давлением текучей среды в трубопроводе управления с текучей средой под давлением, причем упомянутая крышка выполнена с внутренним каналом управления,сообщающимся с упомянутой гидравлической камерой управления и оканчивающимся в отверстии, ориентированном в направлении корпуса клапана, при этом упомянутый корпус клапана выполнен с дополнительным каналом управления, используемым для гидравлического соединения с упомянутым отверстием и оканчивающимся в доступном снаружи соединительном отверстии для присоединения трубопровода управления с текучей средой под давлением, так что когда трубопровод управления с текучей средой под давлением присоединен к упомянутому соединительному отверстию, упомянутая крышка может быть отделена от упомянутого корпуса клапана без отсоединения трубопровода управления с текучей средой под давлением от упомянутого соединительного отверстия. В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения упомянутое ориентированное в направлении корпуса клапана отверстие расположено снаружи от упомянутого фланца упомянутой мембраны. В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения упомянутое ориентированное в направлении корпуса клапана отверстие входит в гидравлическое соединение с упомянутым дополнительным каналом управления, когда упомянутая крышка присоединена к упомянутому корпусу клапана в первом положении, причем упомянутый корпус клапана выполнен с еще одним дополнительным каналом управления, используемым для гидравлического соединения с упомянутым ориентированным в направлении корпуса клапана отверстием, когда упомянутая крышка присоединена к упомянутому корпусу клапана во втором положении. В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения в упомянутом первом положении упомянутой крышки отверстие упомянутого внутреннего канала управления, выходящее в упомянутую камеру управления расположено в верхней части упомянутой камеры управления, когда гидравлический регулирующий клапан установлен так, что упомянутый проток расположен горизонтально, и при этом в упомянутом втором положении упомянутой крышки отверстие упомянутого внутреннего канала управления, выходящее в упомянутую камеру управления, также расположено в верхней части упомянутой камеры управления, когда гидравлический регулирующий клапан установлен так, что упомянутый проток расположен вертикально. В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения толщина упомянутой мембраны постепенно уменьшается от места примыкания к запирающему элементу до места примыкания к фланцу. Эти и другие особенности и преимущества настоящего изобретения станут лучше понятны при изучении приведенных ниже фигур, описания и формулы изобретения. Краткое описание прилагаемых фигур В этом описании различные варианты осуществления настоящего изобретения описаны только лишь в качестве примера при помощи прилагаемых фигур, на которых фиг. 1 представляет собой вид в разрезе автоматического гидравлического регулирующего клапана,соответствующего одному из вариантов осуществления настоящего изобретения; фиг. 1aa представляет собой местный вид в перспективе болта, расположенного выше по потоку прилива со сливным отверстием и крышки прилива со сливным отверстием, показанных на фиг. 1 и соответствующих одному из вариантов осуществления настоящего изобретения; фиг. 1a1 представляет собой вид в разрезе автоматического гидравлического регулирующего клапана, соответствующего одному из вариантов осуществления настоящего изобретения и показанного в полностью открытом положении; фиг. 1a2 представляет собой вид в разрезе автоматического гидравлического регулирующего клапана, соответствующего одному из вариантов осуществления настоящего изобретения и показанного в закрытом положении; фиг. 2 представляет собой вид в разрезе части автоматического гидравлического регулирующего клапана, соответствующего одному из вариантов осуществления настоящего изобретения, на котором показан поворотный изогнутый сливной патрубок, расположенный ниже по потоку; фиг. 2 а представляет собой местный вид в перспективе расположенных ниже по потоку элементов слива, соответствующих одному из вариантов осуществления настоящего изобретения; фиг. 3 представляет собой вид в разрезе гидравлического регулирующего клапана, соответствующего одному из вариантов осуществления настоящего изобретения, на котором показаны два сливных отвода, присоединенных к 3-ходовому крану; фиг. 3 а представляет собой вид в разрезе, на котором показан 3-ходовой кран, соответствующий одному из вариантов осуществления настоящего изобретения, в положении, открывающем слив ниже по потоку; фиг. 3b представляет собой вид в разрезе, на котором показан 3-ходовой кран, соответствующий одному из вариантов осуществления настоящего изобретения,в положении, открывающем слив выше по потоку; фиг. 3c представляет собой вид в разрезе, на котором показан 3-ходовой кран, соответствующий одному из вариантов осуществления настоящего изобретения, в положении, перекрывающем слив и выше, и ниже по потоку; фиг. 4 а представляет собой местный вид в разрезе механизма индикатора, соответствующего одному из вариантов осуществления настоящего изобретения; фиг. 4b представляет собой вид в перспективе механизма индикатора, соответствующего одному из вариантов осуществления настоящего изобретения; фиг. 4 с представляет собой вид в разрезе автоматического гидравлического регулирующего клапана, соответствующего одному из вариантов осуществления настоящего изобретения, содержащего механизм индикатора; Фиг. 5 а представляет собой вид сверху гидравлического регулирующего клапана, соответствующего одному из вариантов осуществления настоящего изобретения, установленного в вертикальном положении; фиг. 5b представляет собой вид в разрезе, выполненном по линии С-С, показанной на фиг. 5 а, где изображен внутренний канал управления крышки клапана, соответствующего одному из вариантов осуществления настоящего изобретения; фиг. 6 а представляет собой вид сверху гидравлического регулирующего клапана, соответствующего одному из вариантов осуществления настоящего изобретения, со снятой крышкой; фиг. 6b представляет собой вид сверху гидравлического регулирующего клапана, соответствующего одному из вариантов осуществления настоящего изобретения, со снятой и повернутой на 180 градусов относительно показанного на фиг. 6 а положения крышкой; фиг. 6 с представляет собой вид сверху гидравлического регулирующего клапана, соответствующего одному из вариантов осуществления настоящего изобретения, установленного в вертикальном положении, подобном показанному на фиг. 5 а; фиг. 7 а представляет собой вид в разрезе, выполненном по линии В-В, показанной на фиг. 6 с, где изображено защелкивающееся седло, соответствующее одному из вариантов осуществления настоящего изобретения, в не установленном состоянии; фиг. 7b представляет собой вид в разрезе, выполненном по линии В-В, показанной на фиг. 6 с, где изображено защелкивающееся седло, соответствующее одному из вариантов осуществления настоящего изобретения, в установленном состоянии; фиг. 7 с представляет собой вид в увеличенном масштабе одного края защелкивающегося седла, соответствующего одному из вариантов осуществления настоящего изобретения, в нескольких положениях; фиг. 7d представляет собой вид в увеличенном масштабе одного края защелкивающегося седла, соответствующего одному из вариантов осуществления настоящего изобретения, в нескольких положениях, где показано расширение прорези и юбки зажима; фиг. 8 представляет собой вид в разрезе мембранного запирающего узла, соответствующего одному из вариантов осуществления настоящего изобретения; фиг. 8 а представляет собой вид в увеличенном масштабе мембраны в последовательных положениях во время выполнения движения закрывания гидравлического регулирующего клапана, соответствующего одному из вариантов осуществления настоящего изобретения; и фиг. 9 представляет собой график, показывающий нелинейность зависимости усилия для закрывания гидравлического регулирующего клапана от степени открытия клапана, выраженной в процентах. Подробное описание изобретения Ниже приведено подробное описание наилучших из предполагаемых в настоящее время вариантов осуществления настоящего изобретения. Данное описание не должно быть истолковано как ограничение и предназначено только лишь для иллюстрации общих принципов изобретения, поскольку объем настоящего изобретения точно определен прилагаемой формулой изобретения. Настоящим изобретением в целом предложен гидравлический регулирующий клапан, который может использоваться, например, для управления спринклерной системой или любой другой системой управления текучей средой. Клапан может быть приведен в действие мембраной, которая может иметь выполненный как единое целое с ней упругий элемент, более толстая эластомерная часть которого может действовать сначала с большим усилием на закрывание мембранного запирающего узла клапана, а более тонкая часть может выполнять перемещение закрывания, так что выполненный как единое целое упругий элемент может уменьшать усилие быстрее чем линейно, в зависимости от перемещения мембранного запирающего узла. Защелкивающееся седло, которое служит опорой для запирающего элемента, может иметь плоскую кольцеобразную посадочную часть и защелкивающую часть в виде юбки, как единое целое присоединенную к посадочной части под острым углом. Защелкивающая часть в виде юбки может расширяться, когда ее прижимают к стенке клапана для защелкивания седла на месте в проточке отверстия клапана. На защелкивающемся седле может быть расположен кронштейн, имеющий направляющую, которая может направлять винтовой вращающийся элемент, верхняя часть которого может соприкасаться с индикатором положения мембраны. Перемещение вверх и вниз мембранного запирающего узла может вращать винтовой вращающийся элемент и индикатор без выдвижения частей индикатора из клапана. Крышка клапана может иметь внутренние каналы управления, сообщающиеся с основной частью клапана в двух различных отличающихся на 180 положениях, обеспечивающих возможность установки крышки горизонтально и вертикально по необходимости и обеспечивающих возможность отвинчивания крышки без отсоединения трубопроводов управления, расположенных над клапаном. Сливные трубы можно поворачивать, а управление осуществляется 3-ходовым краном, который задает слив с одной или обеих расположенных выше или ниже по потоку сторон клапана. В отличие от известных гидравлических регулирующих клапанов, в которых упругий элемент является отдельным элементом, либо тогда, когда они содержат выполненный как единое целое упругий элемент, усилие которого уменьшается линейно в зависимости от перемещения мембранного запирающего узла, гидравлический регулирующий клапан по настоящему изобретению может содержать выполненный как единое целое упругий элемент, усилие которого может уменьшаться быстрее чем линейно, в зависимости от перемещения мембранного запирающего узла во время закрывания клапана. Кроме того,в отличие от известных гидравлических регулирующих клапанов, в которых значительное количество трубопроводов управления должно быть отсоединено каждый раз при снятии крышки клапана для проверки состояния мембраны, гидравлический регулирующий клапан по настоящему изобретению может содержать один или более внутренних каналов управления, расположенных в крышке клапана и соединяющих трубопроводы управления с основной частью клапана. Снятие крышки клапана может не требовать перемещения устройства управления. В отличие от известных гидравлических регулирующих клапанов, в которых крышка клапана не может быть для удобства установлена как вертикально, так и горизонтально с эффективным отводом воздуха, в гидравлическом регулирующем клапане, соответствующем настоящему изобретению, может быть возможна как вертикальная, так и горизонтальная установка крышки клапана, так что обеспечивается возможность расположения выпускного отверстия камеры управления внутри камеры управления в ее наивысшей точке для удаления воздуха. Кроме того, в отличие от известных гидравлических регулирующих клапанов, в которых седло клапана может вызывать разрушение, повреждение и/или коррозию поверхности проточки отверстия клапана, имеющей покрытие, гидравлический регулирующий клапан, соответствующий настоящему изобретению, содержит защелкивающееся седло, имеющее уплотнение в виде уплотнительного кольца, которое позволяет избежать повреждений или разрушений данного вида. В отличие от известных гидравлических регулирующих клапанов, в которых индикаторы положения мембраны имеют утечки, поскольку они перемещаются из пространства, соприкасающегося с жидкостью, в сухую зону, где покрываются грязью, которая изнашивает уплотнение, и/или индикаторы подвержены изгибанию от ударов, поскольку они могут выступать наружу из клапана, индикатор положения гидравлического регулирующего клапана по настоящему изобретению расположен полностью внутри клапана и не перемещается из пространства, соприкасающегося с жидкостью, в сухую зону. Поэтому индикатор не может подвергаться деформациям или иметь утечки. В отличие от известных гидравлических регулирующих клапанов, в которых сливные отводы могут не стыковаться со сливными трубопроводами различных систем, в которых клапан может быть использован, гидравлический регулирующий клапан по настоящему изобретению имеет сливные отводы с присоединительными элементами в виде изогнутых патрубков, которые можно поворачивать для совмещения со сливными трубопроводами системы, расположенными в различных положениях, и которые позволяют управлять тем, с какой стороны клапана - расположенной выше по потоку и/или расположенной ниже по потоку - возможен слив. Принципы и функционирование устройства и способа для гидравлического регулирующего клапана по изобретению могут быть лучше поняты при изучении фигур и прилагаемого описания. Как показано на фиг. 1, настоящее изобретение может быть описано как гидравлический регулирующий клапан 100, содержащий крышку 2 клапана, закрывающую корпус 1 клапана. Клапан 100 также содержит мембранный запирающий узел 4. Корпус 1 клапана, мембранный запирающий узел 4 (содержащий запирающий элемент 66 и мембрану 65), а также крышка 2 клапана могут быть совместно накло-4 023540 нены относительно протока жидкости, такой как вода. Как показано на фиг. 1, вход 5 клапана может быть назван расположенной "выше по потоку" стороной клапана 100, а выход 6 клапана - расположенной"ниже по потоку" стороной клапана 100. При сравнении фиг. 1a1 с фиг. 1 а 2 видно, что мембранный запирающий узел 4, находясь в "закрытом", или "опущенном", положении, может перекрывать проток от входа 5 клапана к выходу 6 клапана, и, как показано на фиг. 1a1, в "открытом", или "поднятом", положении может открывать проток от входа 5 клапана к выходу 6 клапана, обеспечивая возможность протекания текучей среды от расположенной выше по потоку стороны к расположенной ниже по потоку стороне клапана 100. Камера 8 управления может быть расположена между крышкой 2 клапана и мембранным запирающим узлом 4. Боковой прилив 7 корпуса для элементов управления может быть расположен сбоку клапана 100. Как показано внизу фиг. 1 и на фиг. 1 аа, клапан 100 может иметь слив на расположенной выше по потоку стороне с использованием прилива 20 со сливным отверстием, крышки прилива 21 со сливным отверстием, уплотнительного кольца 22 и болта 23. Как показано на фиг. 8, мембранный запирающий узел 4 может содержать мембрану 65, представляющую собой гибкую часть, и запирающий элемент 66, представляющий собой относительно жесткую часть. Запирающий элемент 66 может включать в себя центральную часть мембранного запирающего узла 4. Мембрана 65 может иметь фланец 62, который может быть герметичного закреплен в корпусе 1 клапана крышкой 2 клапана. Фланец 62 может неподвижно удерживаться крышкой 2 клапана, тогда как остальные части мембраны 65 могут перемещаться вверх и вниз. Таким образом, мембрана 65 может содержать выполненный как единое целое с ней упругий элемент S, который может быть расположен между фланцем 62 и запирающим элементом 66. В варианте исполнения, показанном на фиг. 8, вся зона, названная "мембраной", за исключением фланца 62, представляет собой выполненный как единое целое с ней упругий элемент S. Разумеется, что в альтернативных вариантах исполнения мембрана 65 может быть определена как содержащая только упругий элемент S, то есть имеющая только более тонкую часть 63 и более толстую часть 64 без фланца 62. Выполненный как единое целое упругий элемент S может содержать более тонкую часть 63 (также обозначенную "Т 1" на фиг. 8) и более толстую часть 64 (также обозначенную "Т 2" на фиг. 8). Более тонкая часть 63, которая может примыкать к фланцу 62, может быть расположена дальше от запирающего элемента 66, чем более толстая часть 64, которая может быть расположена ближе либо может примыкать к запирающему элементу 66. Как показано на фиг. 8 а, в процессе перемещения при закрывании мембранного запирающего узла 4 более толстая часть 64 мембраны 65 может действовать сначала с созданием усилия для перемещения мембранного запирающего узла 4 вниз по направлению к посадочной части 10 (как показано на фиг. 7 а) седла 15 (как показано на фиг. 7 а) на первоначальной стадии движения. Более тонкая часть 63 может завершать движение закрывания с созданием меньшего усилия, чем усилие,создаваемое более толстой частью 64. Соответственно, как показано на графике, приведенном на фиг. 9,когда клапан 100 закрывается, т.е. когда мембранный запирающий узел 4 перемещается вниз в направлении к седлу 10 клапана, усилие закрывания выполненного как единое целое упругого элемента S может уменьшаться быстрее чем линейно, в зависимости от перемещения мембранного запирающего узла 4. Это отличается от линейной зависимости, которая может иметь место для обычной пружины. Как также показано на фиг. 8 а, в верхнем положении выполненный как единое целое упругий элемент S (т.е. Т 1 и Т 2) может быть приближен и может быть прижат к крышке 2 клапана. Фактически в полностью открытом положении верхняя часть запирающего элемента 66 может быть прижата к крышке 2 клапана. Как показано на фиг. 1 а 2, в закрытом, или нижнем, положении можно сказать, что форма верхней поверхности мембранного запирающего узла 4 по существу подобна перевернутой заглавной букве "омега"греческого алфавита. Данная форма не является ограничением, и мембранный запирающий узел 4 может иметь другую форму. Однако обычно центральная поверхность запирающего элемента 66 может быть расположена ниже, чем фланец 62 мембраны 65, когда мембрана 65 закрыта и находится в нижнем положении, как показано, например, на фиг. 1 а 2 или на фиг. 8. Защелкивающееся седло 15 специальной конструкции может служить опорой для запирающего элемента 66 мембранного запирающего узла 4, садящегося на седло. Как видно на фиг. 7 а, на которой показано защелкивающееся седло 15 перед установкой в корпус 1 клапана, это защелкивающееся седло 15 может иметь плоскую кольцеобразную посадочную часть 10 и защелкивающую часть 11 в виде юбки,которая может быть как единое целое присоединена к посадочной части 10 под острым углом. Защелкивающая часть 11 в виде юбки может иметь множество прорезей 12, по существу разделяющих защелкивающую часть 11 в виде юбки на секции. Прорези 12 позволяют секциям защелкивающей части 11 в виде юбки расширяться, когда защелкивающая часть 11 в виде юбки может быть прижата к проточке 13 корпуса клапана, которая может представлять собой часть стенки или уступ корпуса 1 клапана, и может также быть названа проточкой 13 отверстия клапана. Таким образом, защелкивающееся седло 15 может защелкиваться на месте в корпусе 1 клапана с использованием уплотнительного кольца 14. Поэтому, как показано на фиг. 7 с и на фиг. 7d, уплотнительное кольцо 14 может осуществлять уплотнение защелкивающегося седла 15 по проточке 13 корпуса клапана вблизи угла, в котором посадочная часть 10 соединяется с защелкивающей частью 11 в виде юбки. В альтернативных вариантах исполнения данный угол между посадочной частью 10 и защелкивающей частью в виде юбки может не быть острым углом или может составлять приблизительно 90 градусов или даже больше. Как показано на фиг. 4, фиг. 4 а и фиг. 4b, гидравлический регулирующий клапан 100 может иметь механизм 29 индикатора специальной конструкции, содержащий индикатор 39 положения мембраны,кронштейн 30, имеющий направляющую 32, и винтовой вращающийся элемент 33. Кронштейн 30 может быть установлен на запирающем элементе 66 мембранного запирающего узла 4. Тем самым он может быть установлен в камере 8 управления между индикатором 39 положения мембраны и мембранным запирающим узлом 4. Кронштейн 30 может содержать болт 31 кронштейна, который может обеспечивать возможность прикрепления кронштейна 30 к запирающему элементу 66, например, в центральной части запирающего элемента 66. Винтовой вращающийся элемент 33 может иметь верхнюю часть, которая может быть соединена с индикатором 39 положения мембраны. Например, верхняя часть винтового вращающегося элемента 33 может содержать или может быть присоединена к штоку 35 вращающегося элемента, который может быть функционально связан с индикатором 39 положения мембраны, например, соединен с пробкой 36 индикатора 39, так что вращение винтового вращающегося элемента 33 может вращать индикатор 39 положения мембраны. Как показано на фиг. 4 а, уплотнительное кольцо 37 пробки индикатора и уплотнительное кольцо 38 штока вращающегося элемента могут способствовать повышению надежности присоединения винтового вращающегося элемента 33 к индикатору 39 по оси 34 вращающегося элемента. Уплотнительное кольцо 37 и уплотнительное кольцо 38 герметично отделяют соприкасающийся с жидкостью механизм 29 индикатора от всего или большей части индикатора 39 положения мембраны, расположенного в сухой зоне. Индикатор 39 может представлять собой поворотный индикатор и может быть видимым сквозь прозрачную крышку 40 индикатора. Индикатор 39 может не содержать крышки 40, так что никакая часть индикатора 39 или механизма 29 индикатора не может соприкасаться с грязью. Разумеется, перемещение мембранного запирающего узла 4, например, вверх и вниз, либо возвратно-поступательное перемещение по направлению к индикатору положения мембраны и от него может вращать винтовой вращающийся элемент 33, поскольку перемещение вверх и вниз по направляющей 32 может вызывать вращение винтового вращающегося элемента 33. Однако винтовой вращающийся элемент 33, содержащий шток 35, может оставаться неподвижным. Никакая часть механизма 29 индикатора не должна выдвигаться из клапана 100 или соприкасаться с грязью. Механизм 29 индикатора может быть полностью расположен внутри клапана 100, который может быть гидравлическим регулирующим клапаном, представляющим собой мембранный клапан или клапан с поршневым приводом. Узел механизма 29 индикатора может содержать (i) кронштейн 30, имеющий направляющую 32,причем кронштейн может быть установлен между индикатором 39 положения мембраны и запирающим элементом 66, и (ii) винтовой вращающийся элемент 33, который может быть установлен так, что верхняя часть винтового вращающегося элемента может быть соединена, например, путем прикрепления, с индикатором 39 положения мембраны, так что перемещение запирающего элемента 66 (то есть вверх и вниз) может вращать винтовой вращающийся элемент 33. Альтернативно узел механизма 29 индикатора может содержать кронштейн 30, направляющую 32, винтовой вращающийся элемент 33, содержащий шток 35, и пробку 36 индикатора. Настоящее изобретение может также в целом отличаться тем, что механизм 29 индикатора содержит индикатор 39 положения, расположенный в сухой зоне, и механизм, соприкасающийся с жидкостью. Механизм может содержать (а) кронштейн 30, перемещающийся в зависимости от перемещения определяемого элемента, и (b) вращающийся элемент 33, который вращает индикатор 39 положения. Кронштейн 30 может преобразовывать свое возвратно-поступательное перемещение во вращательное перемещение вращающегося элемента 33, например, при помощи направляющей 32. В этом случае определяемый элемент 66 может представлять собой запирающий элемент 66 в клапане 100. Таким образом,индикатор 39 положения может отображать положение запирающего элемента 66. В этом варианте исполнения настоящего изобретения индикатор 39 положения может содержать или может не содержать крышку 40. Крышка 2 клапана может быть специально сконструирована для регулирующего клапана, который может иметь устройство управления (не показано), например, трубопроводы управления, расположенные над регулирующим клапаном. Соответственно, как показано на фиг. 5b, крышка клапана 2 может иметь пустотелую внутреннюю трубку 54 управления, которая может образовывать внутренний канал 54 а управления, который может сообщаться с основной частью клапана 100 и который может быть расположен вне камеры 8 управления. Внутреннего канала 54 а управления может быть достаточно для размещения трубопроводов управления клапана (не показаны), и он может быть функционально связан с клапаном 100 в приливе 50 для элементов управления на корпусе 1 с использованием уплотнения 52. Следовательно, крышка 2 клапана может быть отделена от корпуса 1 клапана 100 без отсоединения устройства управления (не показано). Как показано на фиг. 5b и фиг. 6 а; крышка клапана 2 может иметь внутреннюю выпуклость 55 для элементов управления, позволяющую разместить внутри нее трубки 54 управления. Контрольный штифт 53 в крышке может способствовать установке крышки 2 в правильное положение на корпусе 1. Как показано на фиг. 6b, крышка 2 клапана может быть функционально связана с корпусом клапана 1 во втором положении, которое может быть повернуто на 180 градусов относительно первого положения клапана крышки 2, показанного на фиг. 6 а. Соответственно, в первом положении, показанном на фиг. 6 а, крышка 2 клапана с внутренним каналом 54 а управления может быть функционально связана с приливом 50 для элементов управления, а во втором положении крышки 2 клапана, повернутом на 180 градусов относительно ее первого положения, крышка 2 клапана с внутренним каналом 54 а управления может быть функционально связана со вторым приливом 51 корпуса для элементов управления, расположенным на противоположной стороне корпуса 1. Во втором положении колпак 56 крышки, выполненный на крышке 2 клапана, может закрывать прилив 50 для элементов управления в корпусе. Вследствие этого в первом положении выпускное отверстие камеры управления (то есть конец внутренней трубки 54 управления, выходящий в камеру 8 управления) может быть расположено в наивысшей точке камеры 8 управления при горизонтальной установке крышки 2, а во втором положении выпускное отверстие камеры управления может быть расположено в наивысшей точке камеры 8 управления при вертикальной установке крышки. Это может быть использовано для удаления воздуха, захваченного во время установки мембранного запирающего узла 4 в клапан 100. Как показано на фиг. 3, клапан 100 может также содержать первый сливной отвод 25 а для обеспечения слива с расположенной выше по потоку стороны клапана и второй сливной отвод 25b для обеспечения слива с расположенной ниже по потоку стороны клапана. Первый и второй сливные отводы 25 а,25b могут иметь форму изогнутого патрубка, что позволяет поворачивать первый и второй сливные отводы 25 а, 25b для совмещения со сливными трубопроводами (не показаны). Соответственно, как показано на фиг. 3, фиг. 3 а, фиг. 3b и фиг. 3 с, первый сливной отвод 25 а и второй сливной отвод 25b могут быть присоединены друг к другу через 3-ходовой кран 26, при помощи которого в первом положении(фиг. 3 а) может осуществляться слив с расположенной ниже по потоку стороны, во втором положении(фиг. 3b) может осуществляться слив с расположенной выше по потоку стороны, и в третьем положении(фиг. 3 с) слив не может осуществляться ни с расположенной выше по потоку стороны, ни с расположенной ниже по потоку стороны клапана 100. Несмотря на то, что изобретение описано в отношении ограниченного количества вариантов осуществления, следует иметь в виду, что могут быть выполнены многочисленные изменения, усовершенствования и другие варианты использования данного изобретения. Таким образом, заявляемое изобретение, объем которого определен прилагаемой формулой изобретения, не ограничено вариантами осуществления, описанными выше. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Гидравлический регулирующий клапан (100), содержащий корпус (1) клапана, по меньшей мере частично, ограничивающий проток от входа (5) до выхода (6); крышку (2) и мембранный запирающий узел (4), содержащий фланец (62), герметично закрепляемый крышкой(2), запирающий элемент (66) и гибкую мембрану (65), простирающуюся между фланцем (62) и запирающим элементом (66), при этом упомянутая гибкая мембрана (65) имеет часть (64) первой толщины,примыкающую к упомянутому запирающему элементу (66), и часть (63) уменьшенной толщины, расположенную дальше от упомянутого запирающего элемента (66),причем упомянутая крышка (2) и упомянутый мембранный запирающий узел (4) вместе образуют гидравлическую камеру (8) управления, и при этом в закрытом положении упомянутого мембранного запирающего узла (4) упомянутый запирающий элемент (66) перекрывает упомянутый проток, а в открытом положении упомянутого мембранного запирающего узла (4) упомянутый запирающий элемент(66) поднят так, что открывает проток,причем упомянутая гибкая мембрана (65) выполнена так, что образует выполненный как единое целое с ней нелинейный упругий элемент (S), смещающий упомянутый запирающий элемент (66) по направлению к упомянутому закрытому положению, так что во время выполнения движения закрывания мембранного запирающего узла (4) из полностью открытого положения по направлению к упомянутому закрытому положению упомянутая часть (64) первой толщины упомянутой мембраны (65), примыкающая к упомянутому запирающему элементу (66), создает первое усилие закрывания для перемещения запирающего элемента (66) из полностью открытого положения, и упомянутая часть (63) уменьшенной толщины создает второе усилие закрывания, меньшее чем упомянутое первое усилие, во время завершающей части движения закрывания, в результате чего обеспечивается нелинейная зависимость изменения механического усилия закрывания по меньшей мере на части траектории движения закрывания из полностью открытого в полностью закрытое положение от перемещения упомянутого мембранного запирающего узла (4),причем упомянутый запирающий элемент (66) выполнен в виде детали, имеющей цилиндрическую боковую стенку, толщина которой по меньшей мере вдвое больше максимальной толщины упомянутой мембраны (65), и при этом в закрытом положении упомянутая часть (64) первой толщины упомянутой мембраны (65), примыкающая к упомянутому запирающему элементу (66), выступает из торцовой поверхности упомянутой цилиндрической боковой стенки запирающего элемента (66), причем регулирующий клапан выполнен так, что движение мембранного запирающего узла (4) в полностью открытое положение деформирует участок упомянутого запирающего элемента (66), примыкающий к месту соединения между упомянутым запирающим элементом (66) и упомянутой мембраной (65), так что упомянутая часть (64) первой толщины упомянутой мембраны (65), примыкающая к упомянутому запирающему элементу (66), выступает наружу из цилиндрической поверхности боковой стенки запирающего элемента(66). 2. Гидравлический регулирующий клапан по п.1, отличающийся тем, что выполнен так, чтобы, по существу, все исходное механическое усилие закрывания, воздействующее на мембранный запирающий узел (4) для перемещения его из полностью открытого положения, создается выполненным как единое целое упругим элементом (S). 3. Гидравлический регулирующий клапан по п.1, отличающийся тем, что в полностью открытом положении гибкая мембрана (65) приближена к крышке (2). 4. Гидравлический регулирующий клапан по п.1, отличающийся тем, что запирающий элемент (66) расположен в центральной части мембранного запирающего узла (4). 5. Гидравлический регулирующий клапан по п.1, отличающийся тем, что упомянутая часть (64) упомянутой первой толщины, охватывающая по окружности упомянутый запирающий элемент (66),примыкает к запирающему элементу (66), а упомянутая часть (63) уменьшенной толщины примыкает к фланцу (62). 6. Гидравлический регулирующий клапан по п.1, отличающийся тем, что выполнен с возможностью управления давлением текучей среды в трубопроводе управления с текучей средой под давлением, причем упомянутая крышка (2) выполнена с внутренним каналом (54 а) управления, сообщающимся с упомянутой гидравлической камерой (8) управления и оканчивающимся в отверстии, ориентированном в направлении корпуса (1) клапана, при этом упомянутый корпус (1) клапана выполнен с дополнительным каналом (50) управления, используемым для гидравлического соединения с упомянутым отверстием и оканчивающимся в доступном снаружи соединительном отверстии для присоединения трубопровода управления с текучей средой под давлением, так что когда трубопровод управления с текучей средой под давлением присоединен к упомянутому соединительному отверстию, упомянутая крышка (2) может быть отделена от упомянутого корпуса (1) клапана без отсоединения трубопровода управления с текучей средой под давлением от упомянутого соединительного отверстия. 7. Гидравлический регулирующий клапан по п.6, отличающийся тем, что упомянутое ориентированное в направлении корпуса (1) клапана отверстие расположено снаружи от упомянутого фланца (62) упомянутой мембраны (65). 8. Гидравлический регулирующий клапан по п.6, отличающийся тем, что упомянутое ориентированное в направлении корпуса (1) клапана отверстие входит в гидравлическое соединение с упомянутым дополнительным каналом (50) управления, когда упомянутая крышка (2) присоединена к упомянутому корпусу (1) клапана в первом положении, причем упомянутый корпус (1) клапана выполнен с дополнительным каналом (51) управления, используемым для гидравлического соединения с упомянутым ориентированным в направлении корпуса (1) клапана отверстием, когда упомянутая крышка (2) присоединена к упомянутому корпусу (1) клапана во втором положении. 9. Гидравлический регулирующий клапан по п.8, отличающийся тем, что в упомянутом первом положении упомянутой крышки (2) отверстие упомянутого внутреннего канала (54 а) управления, выходящее в упомянутую камеру (8) управления расположено в верхней части упомянутой камеры (8) управления, когда гидравлический регулирующий клапан установлен так, что упомянутый проток расположен горизонтально, и при этом в упомянутом втором положении упомянутой крышки (2) отверстие упомянутого внутреннего канала (54 а) управления, выходящее в упомянутую камеру (8) управления, также расположено в верхней части упомянутой камеры (8) управления, когда гидравлический регулирующий клапан установлен так, что упомянутый проток расположен вертикально. 10. Гидравлический регулирующий клапан по п.1, отличающийся тем, что толщина упомянутой мембраны (65) постепенно уменьшается от места примыкания к запирающему элементу (66) до места примыкания к фланцу (62).
МПК / Метки
МПК: F16K 31/00
Метки: потока, регулирующий, среды, клапан, текучей, гидравлический
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/14-23540-gidravlicheskijj-reguliruyushhijj-klapan-dlya-potoka-tekuchejj-sredy.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Гидравлический регулирующий клапан для потока текучей среды</a>
Предыдущий патент: Улучшенное уплотнение между трубами
Следующий патент: Пептиды, связывающиеся с рецептором инсулиноподобного фактора роста 1
Случайный патент: Способ и система для перевода фондов