CS254783B1 - Multi-stage valve - Google Patents
Multi-stage valve Download PDFInfo
- Publication number
- CS254783B1 CS254783B1 CS856022A CS602285A CS254783B1 CS 254783 B1 CS254783 B1 CS 254783B1 CS 856022 A CS856022 A CS 856022A CS 602285 A CS602285 A CS 602285A CS 254783 B1 CS254783 B1 CS 254783B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- throttle
- closure
- valve according
- chambers
- multistage
- Prior art date
Links
Landscapes
- Lift Valve (AREA)
Abstract
Řešení se týká vícestupňového ventilu, zejména regulačního, jehož jednotlivé škrticí stupně jsou symetricky umístěny okolo centrálního profilovaného uzávěruv tvořeného kuželkou a písty tak, že umožňují jak redukci minořádně vysokých tlakových spádů, tak optimální regulaci průtoku.,, Podstatou řešení je, že škrticí stupen je tvořen minimálně jednou vzájemně propojenou dvojicí kompresních komor a expanzivních komor, kde propojení s předepsanou volnou průtočnou plochou společně s kuželkou a písty vytváří labirint pro vícenásobnou změnu směru toku a objemu proudicího média.The solution concerns a multi-stage valve, especially a control valve, whose individual throttling stages are symmetrically placed around a central profiled closure formed by a cone and pistons in such a way that they enable both the reduction of extremely high pressure drops and optimal flow regulation. The essence of the solution is that the throttling stage is formed by at least one interconnected pair of compression chambers and expansion chambers, where the connection with the prescribed free flow area together with the cone and pistons creates a labyrinth for multiple changes in the direction of flow and volume of the flowing medium.
Description
Vynález se týká vícestupňového ventilu, zejména regulačního, jehož jednotlivé škrtící stupně jsou symetricky umístěny okolo centrálního profilovaného uzávěru tvořeného kuželkou a písty tak, že umožňují jak redukci mimořádně vysokých tlakových spádů, tak optimální regulaci průtoku.The invention relates to a multi-stage valve, in particular a control valve, whose individual throttle stages are symmetrically disposed around a central profiled plug formed by a plug and pistons so as to allow both the reduction of extremely high pressure drops and optimum flow control.
Je známa řada vícestupňových ventilů používaných pro škrcení velkých tlakových spádů v horkovodních sítích, škrcení horkých kapalin na i?ezi sytosti nebo pro redukci tlaku par a plynů, ktpré se od sebe liší jak v uspořádání jednotlivých škrtících stupňů, tak v jejich konstrukčním provedení. Vícestupňové ventily, tvořené sériovým zapojením jednoho uzávěru se systémem hydraulických odporů vytvářených například labyrinty nebo clonami, jsou nevhodné z hlediska požadavků regulační techniky a možnosti modelování průtočných charakteristik.regulačních ventilů. Používají se proto zejména při redukci velkých tlakových spádů a dvoupolohovou regulaci otevřeno - zavřeno. Vícestupňové ventily, jejichž škrtící stupně tvoří sériově zapojený systém zmnožených sedel a kuželek nebo komor a drážek ve vřetenech, lze sice přizpůsobit požadavkům regulační techniky, ale přo redukci vysokých tlakových spádů jsou méně vhodné. Popsaný způsob škrcení klade totiž vysoké nároky jak na materiálové provedení exponovaných dílců, tak na přesnost jejich opracování, přičemž dosahovaný účinek není většinou úměrný vynaloženým nákladům. Navíc ventily s více než čtyřmi škrtícími stupni mají extrémní stavební výšku a průtočné charakteristiky těchto ventilů se p ohledem na tolerance funkčních rozměrů dílčích škrtících stupňů stávají ve smyslu normativních předpisů neurčité.A number of multistage valves are known for throttling large pressure drops in hot water networks, throttling hot liquids at saturation, or for reducing vapor and gas pressures, which differ from each other in the configuration of the individual throttle stages and in their construction. Multistage valves, consisting of a series connection of a single shutter with a system of hydraulic resistors formed by, for example, labyrinths or orifices, are unsuitable in terms of control technology requirements and the possibility of modeling flow characteristics of control valves. They are therefore mainly used in the reduction of large pressure drops and open / close two-position control. Multi-stage valves whose throttle stages form a series-connected system of multiplied seats and plugs or chambers and grooves in the spindles can be adapted to the requirements of the control technology, but are less suitable for reducing high pressure gradients. Indeed, the described throttling method places high demands on both the material design of the exposed parts and the precision of their machining, and the effect achieved is usually not proportional to the costs involved. In addition, valves with more than four throttle stages have an extreme construction height, and the flow characteristics of these valves become vague in terms of normative regulations with respect to tolerances of the functional dimensions of the partial throttle stages.
Uvedené nedostatky odstraňuje v podstatě vynález, kterým je vícestupňový ventil, zejména regulační, jehož jednotlivé škrticí stupně jsou v tělese symetricky umístěny okolo centrálního profilovaného uzávěru tvořeného kuželkou a písty, a jeho podstata spočívá v tom, že škrtící stupeň je tvořen minimálně jednou vzájemně propojenou dvojicí kompresních komor a expanzních komoř, kde propojení s předepsanou volnou průtočnou plochou společně s kuželkou *a písty vytváří labyrint pro vícenásobnou změnu směru toku a objemu proudícího média.Essentially, the present invention is a multistage valve, in particular a regulating valve, whose individual throttle stages are symmetrically disposed around a central profiled plug formed by a plug and pistons, the throttle stage being formed by at least one interconnected pair. compression chambers and expansion chambers, where the connection to the prescribed free flow area together with the plug * and the pistons create a labyrinth for multiple changes in flow direction and volume flow.
Další podstatou vynálezu je, že kompresní komory a expanzní komory jsou vytvářeny jednak škrticí trubkou uloženou souoseIt is a further object of the invention that the compression chambers and the expansion chambers are formed on the one hand by a throttle tube mounted coaxially
- 2 254 783 s osou uzávěru a tvořící vedení pístů a vodící plochy kuželky a jednak mezikruhovými deskami uloženými kolmo k ose uzávěru, přičemž ve škrtící trubce jsou vytvořeny soustavy pravidelně po obvodu rozložených škrtících otvorů, kde vzdálenost mezi soustavami škrtících otvorů je větší než zdvihYuzávěru·- 2 254 783 with a closure axis and forming a piston guide and a cone guide surface and, on the other hand, intercircular plates arranged perpendicular to the closure axis, and in the throttle tube systems are formed regularly around the circumference of the distributed throttle orifices.
Další podstatou vynálezu je, že expanzní komory jsou rozv děleny přepážkami uspořádanými bud souosý nebo kolmo na osu uzávěru tak, že je vytvořena řada expanzních komůrek a kompresních komůrek, přičemž přepážky jsou opatřeny průchozími otvory·A further aspect of the invention is that the expansion chambers are divided by baffles arranged either coaxial or perpendicular to the shutter axis such that a series of expansion chambers and compression chambers are formed, the baffles having through holes.
Další podstatou vynálezu je, že zdvih uzávěru je roven maximálně 50% jeho jmenovité světlosti·Another principle of the invention is that the stroke of the closure is at most 50% of its nominal diameter.
Další podstatou vynálezu je, že výtokový otvor ventilu je veden v ose uzávěru.It is a further object of the invention that the valve outlet is guided along the axis of the closure.
Další podstatou vynálezu je, že výtokový otvor ventilu je vytvořen ve směru rovnoběžném a horizontální rovinou vedenou vstupním otvorem, přičemž za posledním škrtícím stupněm je umístěna škrticí vložka.It is a further object of the invention that the valve outlet opening is formed in a direction parallel and horizontal to the inlet opening, with a throttle insert positioned downstream of the last throttling step.
Další podstatou vynálezu je, že průměr výstupního otvoru je roven nebo je větší než jmenovitá světlost ventilu, přičemž vnitřní průměr škrtící trubky je menší nebo je roven průměru výstupního otvoru.It is a further object of the invention that the diameter of the outlet orifice is equal to or greater than the nominal orifice of the valve, wherein the inner diameter of the throttle tube is less than or equal to the diameter of the orifice.
Konečně je podstatou vynálezu, že velikost každé následující kompresní komory ve směru proudění média se zvětšuje, přičemž průměry táhla uzávěru nad jednotlivými písty se zmenšují a volný průtočný průřez kompresních komor je ve směru proti proudění média násobkem volného průtočného průřezu škrticí trubky o průměru DQ.Finally, it is the object of the invention that the size of each subsequent compression chamber increases in the flow direction, the diameters of the closure rod above each piston decreases and the free flow cross section of the compression chambers is a multiple of the free flow cross section of the throttle tube of diameter D Q.
Proti dosud užívaným konstrukcím dosahuje se podle vynálezu vyššího účinku v tom, že je umožněno redukovat neomezeně vysoké tlakové spády při vyhovění požadavkům kladeným regulační technikou na definované průtočné charakteristiky ventilů. Další výhodou je, že každý samostatný škrticí stupeň lze vhodnou volbou přepážek členit na další expanzní komory, což umožňuje při zacho vání minimálních rozměrů armatury snížit tlakový spád na jednotlivých přepážkách i pod 2MPa. To se rovněž projevuje příznivě na životnosti a spolehlivosti činnosti armatury bez zvýšení nároků na materiálové provedení exponovaných dílců. Konstrukční provedení rovněž Umožňuje, aby funkční zdvih uzávěrů víeestupno- 3 254 783 vého ventilu byl nejvýše roven 50% jeho jmenovité světlosti. Průměr výstupní komory, případně jmenovitá světlost výstupního hrdla ventilu múze být stejná nebo o jeden až dva stupně větš^ než je jmenovitá světlost vstupního hrdla tělesa ventiluCompared to the constructions used up to now, the present invention achieves a higher effect in that it is possible to reduce unrestrictedly high pressure drops while meeting the requirements of the control technology to the defined flow characteristics of the valves. Another advantage is that each separate throttle stage can be subdivided into other expansion chambers by the appropriate choice of baffles, which allows to reduce the pressure drop across the baffles even below 2MPa while maintaining the minimum valve dimensions. This also has a favorable effect on the service life and reliability of the valve without increasing the material requirements of the exposed parts. The design also allows the stroke of the multi-stage 3 254 783 shutters to be no more than 50% of their nominal size. The diameter of the outlet chamber or the nominal orifice of the valve outlet may be equal to or one to two degrees greater than the nominal orifice of the valve body
Konkrétní příklady provedení podle vynálezu jsou schematicky znázorněny na připojených výkresech, kde obr. 1 je osový řez nárožním ventilem se dvěma škrtícími stupni v základním provedení, obr. 2 až 4-alternativní provedení ventilu z obr. 1 s vhodně přepážkami členěnými škrticími stupni a obr. 5 osový řez ventilu typu Z s jedním škrticím stupněm, přičemž na všech výkresech jsou vyznačeny obě krajní pracovní polohy, a to v pravé části poloha zavřeno a v levé části poloha otevřeno.Specific embodiments of the invention are schematically illustrated in the accompanying drawings, wherein FIG. 1 is an axial section of a two-throttle corner valve in the basic embodiment, FIGS. 2 to 4 of an alternative embodiment of FIG. 1 with suitably partitioned throttle stages; 5 is a sectional view of a Z-type valve with one throttle stage, with the two extreme operating positions being marked in all drawings, in the right-hand position of the closed position and in the left-hand position of the open position.
základním provedení vynálezu podle obr. 1 sestává dvoustupňový ventil z tělesa X, ve kterém je uloženo vřeteno 2 přecházející v centrální profilovaný uzávěr 2 tvořený kuželkou 21 opatřenou vodící plochou 32 o průměru DQ a na ní navazující táhlo 33. Na táhle 33 jsou vytvořeny dva písTý 34. jejichž vnější průměr je roven průměru vodicí plochy 32 kuželky 21· Vřeteno 2 je pomocí neznázoměneĚo mechanismu posuvné v rozsahu zdvihu Z.The basic embodiment of the invention according to FIG. 1 consists of a two-stage valve consisting of a body X, in which a spindle 2 extends into a central profiled closure 2 formed by a cone 21 provided with a guide surface 32 of diameter D Q and a connecting rod 33. The spindle 2 is displaceable by means of a mechanism (not shown) in the stroke range Z.
V horní části tělesa 1 je kolmo k ose 21 vřetene 2 upraven vstupní otvor 11 o světlosti Js. přičemž zdvih Z vřetene 2 je roven nejvýše polovině světlosti Js vstupního otvoru 11. V dolní části tělesa 1 jsou souose s osou 21 vřetena 2 umístěny sedlo £, centrážní vložka 5, škrticí trubka £ a dvě nad sebou upevněné mezikruhové desky £, jejichž vzájemné uspořádání vytváří dvě mezikruhové expanzní komory 2· Ve válcové funkční části škrticí trubky £ jsou vytvořeny soustavy po obvodu pravidelně rozložených škrtících otvorů 10. přičemž vzdálenost mezi jednotlivými soustavami je větší než velikost zdvihu £ vřetene 2. Vnitřní průměr škrticí trubky £ rovný průměru Dq vodící plochy 32 kuželky 21 pak tvoří vedení pro písty 34 a*~v mezikruhovém prostoru mezi táhlem 33 a škrticí trubkou £ vznikají kompresní komory 8. Průměry Dg, D-ι táhla 33 nad jednotlivými písty 34 se ve-směru proudění media zmenšují, přičemž volný průtočný průřez kompresních komor 8 je funkcí volného průtočného průřezu škrticí trubky £· Výhodné . je provedení, kdy každý následující volný průtočný průřez ve směru proti proudění media je ( ί t) násobkem průřezu předešlého. Výtokové část ventilu je tvořena nástavcem 12 připevněným ke spodní části tělesa 1· V nástavci 12 je pak vytvořen výtokový otvor 13 o průměru £ tak, že jeho osa je totožná s osou 21In the upper part of the body 1, an inlet opening 11 with an inner diameter Js is provided perpendicular to the axis 21 of the spindle 2. wherein the stroke Z of the spindle 2 is equal to at most half of the clearance Js of the inlet opening 11. In the lower part of the body 1, a seat 8, a centering insert 5, a throttle tube 5 and two interlocking plates 6 are arranged. In the cylindrical functional part of the throttle tube 8, systems are formed around the circumference of the regularly distributed throttle holes 10, the distance between the individual systems being greater than the stroke size £ of the spindle 2. The inner diameter of the throttle tube £ is equal to the diameter D q of the guide surface. 32 of the plug 21 then form a guide for the pistons 34 and 36 in the annular space between the rod 33 and the throttle tube 8 to form compression chambers 8. The diameters Dg, D-γ of the rod 33 above each piston 34 decrease in the flow direction. the cross section of the compression chambers 8 is a function of the free diameter The cross section of the throttle tube is advantageous. is an embodiment wherein each subsequent free flow cross section in the upstream direction is (t t) multiple of the previous cross section. The outlet portion of the valve is formed by a nozzle 12 attached to the bottom of the body 1. The nozzle 12 is then provided with an outlet opening 13 with a diameter tak so that its axis coincides with the axis 21
- 4 vřetena 2 a uzávěru 2· 2S4 7S3 - 4 spindles 2 and cap 2 · 2S4 7S3
V alternativních provedeních podle obr· 2 ež 4 Jsou expanzní komory 2 rozděleny přepážkami 71 různě uspořádanými buá souose a osou 21 uzávěru 2>nebo kolmo na ní tak, že ji dělí na řadu dalších expanzních komůrek 91 a kompresních komůrek 81· Přepážky 71 jsou opatřeny průchozími otvory 72 vytvořenými tak, že neleží v přímém směru proudění média· Pro optimální funkci vícestupňového ventilu je nutné, aby konstrukční uspořádání přepážek 71 a průchozích otvorů 72 bylo tvořeno tak, aby tlakový spád mezi dvěma, ve směru toku média za sebou následujícími komorami 8, 2 8i komůrkami 81. 91 byl u plné otevřeného ventilu konstantní· U provedení dle obr. 5 je nástavec 12 výtokové části uzpůsoben tak, že výtokový otvor 13 je vytvořen ve směru rovnoběžném s horizontální rovinou vedenou vstupním otvorem 11, přičemž uvnitř nástavce 12 je zabudována škrtící vložka 14.In alternative embodiments of Figs. 2 to 4, the expansion chambers 2 are divided by baffles 71 disposed differently either perpendicular to and perpendicular to the axis 21 of the shutter 2 so as to divide it into a plurality of other expansion chambers 91 and compression chambers 81. For optimum operation of the multistage valve, the design of the baffles 71 and the through holes 72 must be formed such that the pressure drop between two successive chambers 8 In the embodiment of FIG. 5, the outlet portion 12 of the outlet portion is adapted such that the outlet port 13 is formed in a direction parallel to the horizontal plane through the inlet port 11, wherein the inside port 12 is built-in throttle insert 14.
Činnost vícestupňového ventilu podle vynálezu je zřejmá· Ventil je připojen k neznázornenému potrubí o stejné jmenovité světlosti Js#jako má vstupní otvor 11. Při poloze znázorněné v pravé polovině výkresů přitlačuje vřeteno 2 kuželku 31 uzávěru 2 do sedla £ a ventil je těsně uzavřen. Současně písty 34 uzavírají samostatné škrticí stupně, tvořené v základním provedení padle obr. 1 jednou kompresní komorou 8 a jednou expanzní komorou 2· ?ři částečném pootevření ventilu, kdy dojde k posunu vodící plochy 32 kuželky 31 ve škrtící trubce 6, začne proudit médium nejprve vůlemi, které jsou mezi vodicí plochou 32 kuželky 31 či písty 34 a škrticí trubkou 6. Celkový, tedy i nejvyšší tlakový spád regulovaného média je tak rozdělen mezi všechny tyto vůle· Teprve po dosažení funkčního zdvihu Z se vytvoří mezi sedlem £ a kuželkou 31 volná průtočná plocha, která slouží k předregulaci průtoku, a písty 24c. uvolní průchod mezi jednotlivými škrticími stupni, v nichž doohází k vlastní regulaci průtoku· Pracovní látka při průchodu první kompresní komorou 8 mění svůj směr, první soustavou škrticích otvorů 10 prochází do expanzní komory 2» kde expanduje a po další změně směru průtoku prochází druhou soustavou škrticích otvorů 10 do dalšího škrtícího stupně·The operation of the multistage valve according to the invention is apparent. The valve is connected to a pipe (not shown) of the same nominal diameter Js # as the inlet opening 11. In the position shown in the right half of the drawings. At the same time, the pistons 34 close the separate throttle stages, formed in the basic embodiment of FIG. 1, by one compression chamber 8 and one expansion chamber 2, or partially open the valve when the guide surface 32 of the plug 31 in the throttle tube 6 is moved. The total, and thus the highest pressure drop of the medium to be controlled is thus distributed among all these clearances. Only after the functional stroke Z has been reached is a free space between the seat 8 and the plug 31 formed. a flow surface for pre-regulating the flow and pistons 24c. The working substance changes its direction when passing through the first compression chamber 8, through the first set of throttle holes 10 passes into the expansion chamber 2, where it expands and after another change of the flow direction passes through the second set of throttles holes 10 to the next throttling stage ·
Při použití ventilu pro horkou vodu na mezi sytosti nebo pro škrcení vysokých tlakových spádů par a plynů je možno rozšířit výtokový otvor 13 v nástavci 12 o jeden či více stupňů normalizované řady vyšší, než je jmenovitá světlost Js ventilu.When using a hot water valve at saturation or for throttling high vapor and gas pressure drops, the outflow opening 13 in the nozzle 12 can be expanded by one or more degrees of the normalized series higher than the nominal orifice Js of the valve.
254 783254 783
Popsaná provedení nejsou jedinými řešeními podle vynálezu, ale počet škrtících stupňů nebo uspořádání přepážek Vl a průchozích otvorů IQ je možno měnit v závislost na druhu regulovanégo mádia, regulovaném tlakovém spádu a požadované stavební výšce ventilu.The described embodiments are not the only solutions according to the invention, but the number of throttling stages or the arrangement of the baffles Vl and the through holes 10 can be varied depending on the type of controlled radio, the controlled pressure drop and the desired valve height.
Vícestupňový ventil podle vynálezu může být výhodně použit jako ventil odluhovací, odvodňovací nebo mařic energie.The multistage valve according to the invention can advantageously be used as a blowdown, drainage or energy drain valve.
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS856022A CS254783B1 (en) | 1985-08-21 | 1985-08-21 | Multi-stage valve |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS856022A CS254783B1 (en) | 1985-08-21 | 1985-08-21 | Multi-stage valve |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS602285A1 CS602285A1 (en) | 1987-06-11 |
| CS254783B1 true CS254783B1 (en) | 1988-02-15 |
Family
ID=5406345
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS856022A CS254783B1 (en) | 1985-08-21 | 1985-08-21 | Multi-stage valve |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS254783B1 (en) |
-
1985
- 1985-08-21 CS CS856022A patent/CS254783B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CS602285A1 (en) | 1987-06-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3880399A (en) | Multistage noise reducing flow control valve | |
| US4108210A (en) | Control valve trim assembly | |
| EP0857271B1 (en) | Flow control valve with non-plugging multi-stage valve trim | |
| US4860993A (en) | Valve design to reduce cavitation and noise | |
| US3954124A (en) | High energy loss nested sleeve fluid control device | |
| US5018703A (en) | Valve design to reduce cavitation and noise | |
| CA2526737C (en) | Control valve with vortex chambers | |
| US4921014A (en) | Noise-reducing valve construction | |
| US4327757A (en) | Control valve | |
| US4149563A (en) | Anti-cavitation valve | |
| US9151407B2 (en) | Valve cage having zero dead band between noise abatement and high capacity flow sections | |
| US4249574A (en) | Orifice trim and backpressure plate for high pressure valves | |
| US6935371B2 (en) | High capacity globe valve | |
| US5803119A (en) | Fluid flow control device | |
| US4398563A (en) | Multi-tube flow restrictor | |
| EP2798247B1 (en) | Anti-cavitation valve seat | |
| US5509446A (en) | Ball valve or plug valve provided with an insert | |
| US5133383A (en) | Axicage multistage choke | |
| CN1131248A (en) | Excess flow valve | |
| CN209839190U (en) | Valve cage composite structure for stepped pressure reduction and regulating valve for installing valve cage composite structure | |
| US20130126770A1 (en) | Anti-Cavitation and Noise Abatement Valve Trim | |
| CS254783B1 (en) | Multi-stage valve | |
| US9890874B2 (en) | Multistage trim for control valves | |
| KR102664246B1 (en) | Plate valve and method for operating it | |
| CA1212886A (en) | Anti-cavitation valve assembly |