EA022657B1 - Клапан для текучей среды - Google Patents

Клапан для текучей среды Download PDF

Info

Publication number
EA022657B1
EA022657B1 EA201171496A EA201171496A EA022657B1 EA 022657 B1 EA022657 B1 EA 022657B1 EA 201171496 A EA201171496 A EA 201171496A EA 201171496 A EA201171496 A EA 201171496A EA 022657 B1 EA022657 B1 EA 022657B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
valve
fluid
housing
locking element
drive
Prior art date
Application number
EA201171496A
Other languages
English (en)
Other versions
EA201171496A1 (ru
Inventor
Винсент Эсвелдт
Original Assignee
Моквелд Валвес Б.В.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Моквелд Валвес Б.В. filed Critical Моквелд Валвес Б.В.
Publication of EA201171496A1 publication Critical patent/EA201171496A1/ru
Publication of EA022657B1 publication Critical patent/EA022657B1/ru

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F16K31/04—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a motor
    • F16K31/047—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a motor characterised by mechanical means between the motor and the valve, e.g. lost motion means reducing backlash, clutches, brakes or return means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K1/00—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
    • F16K1/12—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces with streamlined valve member around which the fluid flows when the valve is opened
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F16K31/04—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a motor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K37/00—Special means in or on valves or other cut-off apparatus for indicating or recording operation thereof, or for enabling an alarm to be given
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K47/00—Means in valves for absorbing fluid energy
    • F16K47/08—Means in valves for absorbing fluid energy for decreasing pressure or noise level and having a throttling member separate from the closure member, e.g. screens, slots, labyrinths
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/3367—Larner-Johnson type valves; i.e., telescoping internal valve in expanded flow line section
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/8158—With indicator, register, recorder, alarm or inspection means
    • Y10T137/8225—Position or extent of motion indicator
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00—Machine element or mechanism
    • Y10T74/18—Mechanical movements
    • Y10T74/18568—Reciprocating or oscillating to or from alternating rotary
    • Y10T74/18576—Reciprocating or oscillating to or from alternating rotary including screw and nut

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Electrically Driven Valve-Operating Means (AREA)
  • Sliding Valves (AREA)
  • Magnetically Actuated Valves (AREA)
  • Valve Housings (AREA)
  • Indication Of The Valve Opening Or Closing Status (AREA)
  • Lift Valve (AREA)

Abstract

Изобретением раскрыт клапан для текучей среды, содержащий корпус, который имеет впускное отверстие для текучей среды, запорный элемент, посредством которого регулируется поток текучей среды, и выпускное отверстие для текучей среды, а также исполнительное устройство (37), которое имеет электрический сервопривод (40) для регулирования запорного проходного сечения запорного элемента, и корпус (38) привода, с которым жестко соединен статор (39) сервопривода (40), при этом во внутренней полости (45) корпуса (38) привода, находящегося под давлением текучей среды, кинематически связан с запорным элементом подвижный бегунок (41) сервопривода (40), причем статор (39) также расположен внутри внутренней полости (45). Чтобы клапан с расположенным в текучей среде сервоприводом использовать для текучих сред с абразивными и коррозионными компонентами, предлагается отделить внутреннюю полость (20, 45) корпуса (15, 38) привода от текучей среды посредством подвижного разделительного элемента (26, 48), причем подвижный разделительный элемент (2 6, 48) выполнен в виде свободно перемещающегося уравнительного поршня или сильфона, связанного, с одной стороны, с внутренней полостью (20, 45) корпуса (15, 38) привода и выполненного, с другой стороны, для взаимодействия с текучей средой.

Description

Изобретение относится к клапану для текучей среды, содержащему корпус, который имеет впускное отверстие для текучей среды, запорный элемент, посредством которого регулируется поток текучей среды, и выпускное отверстие для текучей среды, а также исполнительное устройство, которое имеет электрический сервопривод для регулирования запорного проходного сечения запорного элемента, и корпус привода, с которым жестко соединен статор сервопривода, при этом во внутренней полости корпуса привода, находящегося под давлением текучей среды, кинематически связан с запорным элементом подвижный бегунок сервопривода, причем статор также расположен внутри внутренней полости.
В ΌΕ 4214814 А1 раскрыт такой регулирующий расход клапан для нагревательного контура транспортного средства, сервопривод которого расположен в потоке теплоносителя. При этом благодаря расположенному внутри сервоприводу этот клапан имеет очень компактную форму конструкции.
Запорные и дроссельные клапаны общеизвестны в области изобретения, например, из программы заявителя, большим разнообразием конструктивных форм как осевой, осевой конический или кольцевой поршневой клапан, как подъемный или подъемный конический клапан (§1оЪе уа1уе), как золотниковый и запорный золотниковый клапан, шаровой кран или дроссельная заслонка. Путем осевого или вращательного изменения положения запорного элемента - поршня, шарика, пластины или конуса - посредством запорного проходного сечения клапана устанавливают и регулируют поток находящейся под давлением текучей среды.
Известные запорные и дроссельные клапаны с электрически регулируемыми запорными проходными сечениями разработаны на основе хорошей в смонтированном состоянии доступности для замены изнашиваемых деталей, а также на основе механически сравнительно простого регулировочного механизма, как правило, зачастую углового типа (аи§1е 1уре уа1уе). то есть с текучей средой, поступающей перпендикулярно оси поршнеобразного запорного элемента и в направлении выпускного отверстия.
В последнее время расширяется использование, в частности, в случае нежелательности изменения направления потока, также дроссельных клапанов осевого типа (кольцевой поршневой клапан), то есть с соосным смещаемым в направлении впуска и выпуска запорным элементом. Причем при одинаковых гидродинамических параметрах они имеют уменьшенные наружные габариты и более низкую в связи с соосным типом конструкции материальную нагрузку со стороны потока текучей среды и, следовательно, меньший износ.
В известных запорных и дроссельных клапанах в качестве сервоприводов применяют двигатели с вращающимся якорем, бегунком или ротором (также балансирные двигатели Тощие или ЭгеНтотеи1то1огеи). Вращательное движение бегунка посредством взаимно скользящей ходовой резьбы по принципу винт-гайка преобразуется в прямолинейное движение. Линейно движущаяся деталь представляет собой либо соединенный непосредственно с запорным элементом шпиндель, либо, например, при осевом типе конструкции шпиндель переключения. При осевом типе конструкции шпиндель переключения и шпиндель снабжены соответственно входящими друг с другом в зацепление винтовыми зубьями, которые обеспечивают изменение прямолинейного движения.
Из ЕР 0937928 А1 известен дроссельный клапан углового типа, в котором статор и ротор электрического сервопривода отделены друг от друга перегородкой, которая, в частности, герметично экранирует электрические выводы сервопривода относительно внутренней зоны клапана, воздействия протекающей через дроссельный клапан текучей средой. Приводное усилие передается через перегородку на ротор.
В ΌΕ 3933169 А1 раскрывается дроссельный клапан осевого типа, в котором электрический сервопривод герметично и с уплотнением по давлению изолирован в отдельной камере относительно текучей среды. Лишь приводимый сервоприводом и снабженный ходовой резьбой вал выведен из камеры во внутреннюю зону дроссельного клапана и сообщает движение поршнеобразному запорному элементу.
В ΌΕ 10058441 А1 раскрывается сущность дроссельного клапана углового типа, причем сервопривод закреплен снаружи на корпусе клапана в отдельном герметично уплотненном корпусе, и также в этом случае лишь снабженный ходовой резьбой вал выведен во внутреннюю зону дроссельного клапана. Также в этом клапане статор и ротор разделены перегородкой.
При добыче и транспортировке нефти и газа в химической промышленности, а также в других промышленных отраслях в целях безопасности и защиты окружающей среды повышаются требования по предотвращению утечек. Утечка токсичных текучих сред в принципе должна быть исключена, по меньшей мере, минимизирована в рамках технических возможностей. Касательно запорных и дроссельных клапанов речь здесь идет, в частности, о герметичной установке шпинделей переключения.
В рамках морской добычи и транспортировки нефти и газа все больше внимания уделяется мерам по переработке, например сжатию добытого газа, непосредственно на месте добычи на дне моря. Эта тенденция приводит к повышенному спросу на соответствующие для работы под водой компоненты, такие как клапаны. Эти компоненты должны быть безопасными в отношении утечек не только из соображений защиты окружающей среды, то есть обеспечивать экранирование вытекающей текучей среды (нефти, газа) относительно окружающей морской воды и исключать выход текучей среды в окружающее пространство. Кроме того, требуется также при любых обстоятельствах предотвратить проникновение высококоррозионных и заселенных микроорганизмами морских вод в сам клапан или в исполнительное
- 1 022657 устройство. Наконец, нежелателен также любой контакт, в частности, элементов электроники и механических деталей исполнительного устройства с добытой текучей средой, которая в связи с загрязненностью абразивными и коррозионными компонентами, такими как песок, ржавчина, и, в частности, сероводородом может быть в равной мере очень агрессивной.
Это экранирование передающих напряжение деталей исполнительного устройства относительно вытекающей текучей среды, равно как и относительно окружающего пространства, с одной стороны, и устойчивость в отношении имеющихся на морском дне условий давления, с другой стороны, могут быть достигнуты в известных конструктивных разработках клапанов лишь за счет упрочненных, т.е. более толстых перегородок между сервоприводом и окружающей средой, сервоприводом и внутренней зоной клапана или между статором и ротором сервопривода. В последнем случае любое увеличение зазора между статором и ротором снижает КПД сервопривода.
В этом контексте клапан согласно ΌΕ 4214814 А1 не позволяет обеспечить герметизацию механических деталей исполнительного устройства относительно загрязнений.
Задача
В основе изобретения лежит задача использования клапана с расположенным в текучей среде сервоприводом для текучих сред с абразивными и коррозионными компонентами.
Решение
Исходя из известных клапанов согласно изобретению предлагается, что внутреннюю полость корпуса привода отделяют от текучей среды посредством подвижного разделительного элемента. Таким образом эффективно исключается проникновение текучей среды в исполнительное устройство, в частности, между статором и бегунком (ротором) сервопривода. За счет смещения разделительного элемента компенсируются изменения объема внутреннего пространства. Такие изменения объема происходят, например, смещением шпинделя, изменениями температуры или утечек через динамические уплотнения между внутренней полостью и текучей средой. Использование статора с высоким пределом прочности на давление, и в зависимости от условий применения устойчивого также на проникновение среды, и соответствующих электрических выводов позволяет отказаться от разделительной стенки между статором и бегунком и таким образом непосредственно обеспечивает достижение при высоком давлении существенно более высокого КПД сервопривода.
Предпочтительно на заявленном клапане предусмотрен запорный элемент, который посредством сервопривода перемещается в осевом направлении в корпусе клапана или в корпусе привода. Такие клапаны согласно изобретению представляют собой, например, дроссельные или запорные клапаны с перемещающимся (в корпусе) в осевом направлении поршнем и золотниковые клапаны. Так как на обоих концах шпинделя действует давление текучей среды, то шпиндель полностью разгружен в направлении движения. Альтернативно, в клапане согласно изобретению посредством сервопривода вращается запорный элемент. Такие 90°-ные клапаны согласно изобретению представляют собой, например, клапаны типа шаровых кранов или дроссельных заслонок.
В клапане согласно изобретению впускное направление текучей среды во впускное отверстие предпочтительно соответствует выпускному направлению текучей среды из выпускного отверстия, и запорный элемент перемещается соосно впускному направлению и выпускному направлению. Такой заявленный клапан осевого типа конструкции отличается небольшой материальной нагрузкой со стороны потока текучей среды. Далее, исполнительное устройство, в частности, корпус привода с сервоприводом такого клапана, согласно изобретению расположено защищенным внутри корпуса.
Как альтернатива, заявленный клапан также может быть выполнен углового типа. Сервопривод предпочтительно помещен при этом в корпусе хорошо доступным снаружи для ремонта и обслуживания.
Предпочтительно в заявленном клапане разделительный элемент представляет собой свободно перемещающийся в компенсационном цилиндре уравнительный поршень или сильфон. Перемещение уравнительного поршня или сильфона компенсирует в таком клапане согласно изобретению изменения объема во внутренней полости.
Предпочтительно в таком заявленном клапане в стенке корпуса расположен компенсационный цилиндр. Такой дроссельный клапан согласно изобретению имеет особенно простую конструкцию. Альтернативно, компенсационный цилиндр может быть частью корпуса привода, и уравнительный поршень или сильфон включают, например, соединенный по оси с запорным элементом шпиндель.
Особенно предпочтительно, что внутреннюю полость на клапане согласно изобретению заполняют жидкостью. Заполнение без давления внутренней полости упрощает расчет клапана согласно изобретению для переменных условий давления. Жидкость может представлять собой смазочный материал. Таким образом могут смазываться подвижные детали исполнительного устройства, в частности передаточный механизм между бегунком и шпинделем. При использовании самосмазывающихся компонентов может применяться жидкость, например также вода. С другой стороны, посредством жидкости сервопривод защищен от взрыва. Разделительный элемент исключает загрязнение жидкости текучей средой и наоборот.
Жидкость во внутренней полости поддерживает отвод тепла из сервопривода, в частности, от статора. Она может подаваться по соответствующим каналам с наружной стороны во внутреннюю полость
- 2 022657 клапана согласно изобретению, причем с регулярной периодичностью производится ее замена или она также постоянно фильтруется в процессе циркуляции. Осмотр (или автоматическое, физическое или химическое тестирование) состояния жидкости обеспечивают контроль состояния износа клапана согласно изобретению в текущем режиме работы.
В клапане согласно изобретению бегунок может представлять собой, в частности, вращающийся ротор, при этом передаточный механизм преобразует вращательное движение бегунка в поступательное движение соединенного с запорным элементом шпинделя. Такой клапан с двигателем с вращающимся якорем в качестве сервопривода может быть изготовлен экономически особенно выгодным, так как такие сервоприводы - также как шаговые двигатели - имеются на рынке в самом разнообразном исполнении как товары широкого потребления. Альтернативно, сервопривод может представлять собой линейный электродвигатель, также как шаговый двигатель, который при определенном условии приводит непосредственно в действие запорный элемент через шпиндель без передаточного механизма. Исполнительное устройство такого клапана согласно изобретению имеет особенно небольшие конструктивные размеры.
В таком клапане согласно изобретению с заполненной жидкостью внутренней полостью жидкость обтекает приводной механизм преимущественно во время поступательного движения шпинделя. Таким образом обеспечивается, с одной стороны, хорошая смазка приводного механизма и, с другой стороны, снижаются производственно-технические издержки за счет многократного использования имеющихся полостей. Как альтернатива или в дополнение жидкость может подаваться в корпус также через небольшие отверстия.
Предпочтительным образом в заявленном клапане с двигателем с вращающимся якорем передаточный механизм представляет собой механизм винт-гайка качения. Механизмы винт-гайка качения представлены, в частности, известными передаточными механизмами из применения в металлообрабатывающих станках: для преобразования между вращательным и поступательным движениями используются шарики или стержни с резьбой (ролики), которые перекатываются, по меньшей мере, на поступательно перемещаемых деталях. Существенно более низкое по сравнению с трением скольжения между передачей типа гайка-винт сопротивление качения перекатывающихся элементов обеспечивает преобразование с очень небольшими потерями. Коэффициент полезного действия передаточных механизмов типа ролик/шарик-резьба, по существу, сравнимы. Механизмы ролик-резьба (го11ег 5сгс\у). с одной стороны, заметно более компактны конструктивно, чем механизмы типа шарик-резьба, и обеспечивают, с другой стороны, преобразование как с поступательного движения во вращение, так и обратное преобразование.
В качестве альтернативы в клапане согласно изобретению передаточный механизм может представлять собой ходовую резьбу на соединенном с запорным элементом шпинделе с бегунком в виде гайки. По сравнению с передаточным механизмом винт-гайка качения ходовая резьба имеет значительно большие потери, но существенно выгоднее в изготовлении. При отключении энергоснабжения поршень такого заявленного клапана остается в своем соответствующем положении.
Предпочтительно заявленный клапан имеет предохранительное устройство, которое в случае прекращения энергоснабжения перемещает запорный элемент в положение блокировки. Такой клапан согласно изобретению обеспечивает надежную эксплуатацию также при прекращении энергоснабжения.
Особенно предпочтительным в таком клапане согласно изобретению является предохранительное устройство как электрическая система. Заявленный клапан может иметь аварийное энергоснабжение, в частности, через батарею или конденсатор. Такой клапан согласно изобретению гарантирует, с одной стороны, шунтирование сбоев напряжения без занятия положения блокировки и, с другой стороны, регламентирование в зависимости от целевого применения различных положений блокировки.
В качестве альтернативы предохранительное устройство представляет собой возвратную пружину. На таком клапане согласно изобретению в положении блокировки запорного элемента проходное сечение дросселя раскрыто максимально. Такой клапан согласно изобретению используют, например, как насосный предохранительный клапан в байпасе между впуском и выпуском компрессора. В качестве альтернативы проходное сечение дросселя в основном положении запорного элемента, в зависимости от требований, в отдельных случаях может быть предусмотрено полностью закрытым или при электрическом предохранительном устройстве находиться в любом регламентированном промежуточном положении.
В клапане согласно изобретению с заполненной жидкостью внутренней полостью предохранительное устройство может быть установлено также снаружи на канале обслуживания и, например, посредством гидропневматического аккумулятора давления в случае сбоя автоматически создавать во внутренней полости с жидкостью сверхдавление и таким образом смещать запорный элемент в положение блокировки (защиты).
В особенно предпочтительном варианте осуществления клапан согласно изобретению имеет указатель положения, который сигнализирует о положении запорного элемента. Положение запорного элемента в клапане, например поршня в дроссельной коробке, представляет собой непосредственную меру для запорного проходного сечения и достоверным параметром рабочего положения клапана. Заявленный
- 3 022657 клапан может, например, посредством постоянного магнита и электромагнитного преобразователя на одной из подверженных осевому перемещению или вращению деталях бесконтактно регулировать показания положения. Далее, сервопривод заявленного клапана предпочтительным образом является коррозионно-стойким. Такой клапан согласно изобретению предъявляет минимальные требования к окружающей среде сервопривода и обеспечивает увеличение сроков техобслуживания и ремонта.
Сервопривод такого клапана согласно изобретению соответствует, в частности, преимущественно стандартам ΝΛί'Έ и ΙδΘ для коррозионной защиты в нефтегазовой промышленности. Также при утечке между внутренней полостью и текучей средой, в частности, при проникновении во внутреннее пространство текучей среды, таким образом исключается повреждение сервопривода. Например, с этой целью передающие напряжение и магнитные детали сервопривода могут быть заделаны в синтетический материал.
Клапан согласно изобретению для улучшения эксплуатационной надежности может иметь резервный статор сервопривода и/или резервные электрические и электронные узлы/модули.
Заявленные клапаны облегчают выполнение рабочих операций, в частности, с токсичными, т.е. опасными для окружающей среды, людей или климата текучими средами, не только при добыче нефти и газа в глубине моря, но также, например, в нефтехимии, на ядерных объектах, а также в медицинском и фармацевтическом оборудовании, например в производстве гормонов, полная интеграция сервопривода в находящуюся под давлением внутреннюю полость клапана повышает безопасность относительно утечек и обеспечивает значительное увеличение сроков техобслуживания, ремонта и замены.
Примеры осуществления
Ниже изобретение поясняется на основе двух примеров осуществления. При этом показаны:
фиг. 1 - клапан согласно изобретению в разрезе, фиг. 2 - исполнительное устройство клапана в разрезе, фиг. 3 - детальное изображение исполнительного устройства, фиг. 4 - второй клапан согласно изобретению и фиг. 5 - исполнительное устройство второго клапана. Показанный на фиг. 1 заявленный клапан 1 представляет собой дроссельный клапан в почти полностью открытом положении. Он включает корпус 2 с впускным отверстием 3 для непоказанной текучей среды под первым уровнем давления, дроссель 4 для дросселирования на втором уровне давления и выпускное отверстие 5 для текучей среды на выходе из дроссельного клапана. Клапан 1 может работать также в противоположном проточном направлении от выпускного отверстия 5 к впускному отверстию 3.
Дроссель 4 выполнен в форме трубчатой дроссельной коробки 6 между соединенным с корпусом 2 трубчатым внутренним телом 7 в потоке текучей среды и выпускным отверстием 5. В дроссельной коробке 6 посредством электрического исполнительного устройства 8 перемещается в осевом направлении поршнеобразный запорный элемент 9. Со стороны выпускного отверстия 3 внутреннее тело 7 закрыто навинченной на исполнительное устройство 8 амортизационной крышкой 10.
Соединительная линия 11 исполнительного устройства 8 ведет по направляющему каналу 12 из внутреннего тела 7 к наружной стороне 13 корпуса 2. Направляющий канал герметично закрыт заглушкой 14, которая содержит непоказанные электрические выводы для исполнительного устройства 8.
Показанное на фиг. 2 детально исполнительное устройство 8 имеет свинченный из двух частей корпус 15 привода. В корпусе 15 привода жестко закреплен статор 16 используемого как сервопривод электродвигателя с вращающимся якорем и радиально и аксиально смонтирован представленный лишь схематично передаточный механизм 18 винт-гайка качения (передаточный механизм ролик - резьба). С передаточным механизмом 18 винт-гайка качения бегунок 19 (ротор) сервопривода 17 соединен с фиксацией от проворота.
Передаточный механизм 18 винт-гайка качения во внутренней полости 20 корпуса 15 привода преобразует вращение бегунка 19 в осевое перемещение шпинделя 21, герметично уплотненный уплотнениями 23 конец 22 которого выведен из корпуса 15 привода и свинчен с запорным элементом 9. Внутреннее пространство 20 заполнено непоказанным жидким смазочным материалом под вторым уровнем давления.
Как показано на фиг. 3, корпус 2 имеет в стенке компенсационный цилиндр 25 со свободно перемещающимся в осевом направлении уравнительным поршнем в форме разделительного элемента 26. Компенсационный цилиндр 25 через первый канал 27 заполняется смазочным материалом, по второму каналу 28 - текучей средой и передает выпускное давление текучей среды на смазочный материал. С наружной стороны 13 корпуса 2 компенсационный цилиндр 25 закрыт навинчивающейся пробкой 29.
Противоположный относительно запорного элемента 9 конец 24 шпинделя 21 омывается смазочным материалом. При закрытии клапана 1 смазочный материал отсасывается из компенсационного цилиндра 25 через первый канал 27 к противоположному концу 24. В результате разделительный элемент 26 соответственно смещается в компенсационном цилиндре 25 и через второй канал 28 отсасывает текучую среду в компенсационный цилиндр 25.
При открытии клапана 1 противоположный относительно запорного элемента 9 конец 24 шпинделя 21, наоборот, вытесняет смазочный материал из внутренней полости 20 и через первый канал 27 в компенсационный цилиндр 25. Разделительный элемент 26 вытесняет соответственно текучую среду через второй канал 28 из компенсационного цилиндра 25.
- 4 022657
Клапан 1 согласно изобретению имеет непоказанную возвратную пружину в форме предохранительного устройства и электромагнитный указатель положения 30, который сигнализирует о соответствующем положении запорного элемента 9 на непоказанный модуль контроля посредством расположенной в направляющем канале 12 соединительной линии 31 в заглушке 14.
Сервопривод 17 и передаточный механизм 18 винт-гайка качения клапана 1 могут быть коррозионно-стойкими и также соответствовать стандартам КАСЕ и ΙδΘ для коррозионной защиты в нефтегазовой промышленности.
На фиг. 4 показан второй клапан 32 согласно изобретению, т.е. дроссельный клапан углового типа также здесь в почти полностью открытом положении. Второй клапан 32, также как и первый клапан 1, включает корпус 33 с впускным отверстием 34 для непоказанной текучей среды под первым уровнем давления (впускное давление), дроссель 35 для дросселирования на втором уровне давления (выпускном давлении) и выпускное отверстие 36 для текучей среды на выходе из дроссельного клапана.
Представленное детально на фиг. 5 исполнительное устройство 37 второго клапана 32 согласно изобретению содержит свинченный из двух частей корпус 38 привода. В корпусе 38 привода жестко закреплен статор 39 используемого как сервопривод 40 электродвигателя с вращающимся якорем. Бегунок 41 сервопривода 40 соединен с гайкой 42 без возможности проворота. Г айка 42 перемещается по ходовой резьбе 43 шпинделя 44.
Гайка 42 во внутренней полости 45 корпуса 38 привода преобразует вращение бегунка 41 в осевое перемещение шпинделя 44, герметично уплотненный конец 46 которого выведен из корпуса 38 привода и свинчен с поршнеобразным запорным элементом 47. Внутренняя полость 45 заполнена жидким смазочным материалом под вторым уровнем давления.
Между гайкой 42 и запорным элементом 47 на шпинделе 44 насажен свободно перемещающийся уравнительный поршень в форме разделительного элемента 48, который, с одной стороны, физически изолирует внутреннюю полость 45 сервопривода 40 от текучей среды и, с другой стороны, передает давление текучей среды на внутреннюю полость 45 и смазочный материал. Также во втором клапане 32 противоположный запорному элементу 47 конец 49 полностью омывается во внутренней полости 45 смазочным материалом.
Исполнительное устройство 37 может быть выполнено как взаимосвязанный модуль, который также при использовании на дне моря может быть заменен в рамках рабочей операции на смонтированном клапане.
Перечень позиций на чертеже
- клапан
- корпус
- впускное отверстие
- дроссель
- выпускное отверстие
- дроссельная коробка
- внутреннее тело
- исполнительное устройство
- запорный элемент
- амортизационная крышка
- соединительная линия
- направляющий канал
- наружная сторона
- заглушка
- корпус привода
- статор
- сервопривод
- передаточный механизм винт-гайка качения
- бегунок (ротор)
- внутренняя полость
- шпиндель
- конец
- уплотнение
- конец
- компенсационный цилиндр
- разделительный элемент
- канал
- канал
- пробка
- указатель положения
- соединительная линия
- клапан
- 5 022657
- корпус
- впускное отверстие
- дроссель
- выпускное отверстие
- исполнительное устройство
- корпус привода
- статор
- сервопривод
- бегунок (ротор)
- гайка
- ходовая резьба
- шпиндель
- внутренняя полость
- конец
- запорный элемент
- разделительный элемент
- конец
- концевое кольцо

Claims (13)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Клапан (1, 32) для текучей среды, содержащий корпус (2, 33), который имеет впускное отверстие (3, 34) для текучей среды, запорный элемент (9, 47), посредством которого регулируется поток текучей среды, и выпускное отверстие (5, 36) для текучей среды, а также исполнительное устройство (8, 37), которое имеет электрический сервопривод (17, 40) для регулирования запорного проходного сечения запорного элемента (9, 47), и корпус (15, 38) привода, с которым жестко соединен статор (16, 39) сервопривода (17, 40), при этом во внутренней полости (20, 45) корпуса (15, 38) привода, находящейся под давлением текучей среды, кинематически связан с запорным элементом (9, 47) подвижный бегунок (19, 41) сервопривода (17, 40), причем статор (16, 39) также расположен во внутренней полости (20, 45), отличающийся тем, что внутренняя полость (20, 45) корпуса (15, 38) привода отделена от текучей среды посредством подвижного разделительного элемента (26, 48), причем подвижный разделительный элемент (26, 48) выполнен в виде свободно перемещающегося уравнительного поршня или сильфона, связанного, с одной стороны, с внутренней полостью (20, 45) корпуса (15, 38) привода и выполненного, с другой стороны, для взаимодействия с текучей средой.
  2. 2. Клапан (1, 32) по предыдущему пункту, отличающийся тем, что запорный элемент (9, 47) выполнен с возможностью перемещения посредством сервопривода (17, 40) в осевом направлении в корпусе (2) клапана или в корпусе (38) привода.
  3. 3. Клапан (1) по предыдущему пункту, отличающийся тем, что впускное направление текучей среды во впускное отверстие (3) соответствует выпускному направлению текучей среды из выпускного отверстия (5), при этом запорный элемент (9) выполнен с возможностью перемещения соосно впускному направлению и выпускному направлению.
  4. 4. Клапан (1, 32) по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что разделительный элемент (26) расположен в компенсационном цилиндре (25).
  5. 5. Клапан (1) по п.4, отличающийся тем, что компенсационный цилиндр (25) расположен в стенке корпуса (2).
  6. 6. Клапан (1, 32) по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что при его функционировании внутренняя полость (20, 45) заполнена жидкостью.
  7. 7. Клапан (1, 32) по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что бегунок (19, 41) представляет собой ротор, при этом передаточный механизм преобразует вращательное движение бегунка (19, 41) в поступательное движение соединенного с запорным элементом (9, 47) шпинделя (21, 44).
  8. 8. Клапан (1, 32) по пп.6 и 7, отличающийся тем, что при его функционировании жидкость во время поступательного движения шпинделя (21, 44) обтекает передаточный механизм.
  9. 9. Клапан (1) по одному из пп.7 или 8, отличающийся тем, что передаточный механизм представляет собой механизм (18) винт-гайка качения.
  10. 10. Клапан (1) по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что содержит предохранительное устройство, которое в случае прекращения энергоснабжения перемещает запорный элемент (9) в положение блокировки.
  11. 11. Клапан (1) по п.10, отличающийся тем, что предохранительное устройство представляет собой электрическую систему.
  12. 12. Клапан (1) по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что содержит указатель (30) положения, который сигнализирует о положении запорного элемента (9).
  13. 13. Клапан (1, 32) по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что сервопривод (17, 40)
    - 6 022657 выполнен коррозионно-стойким.
EA201171496A 2009-06-09 2010-06-08 Клапан для текучей среды EA022657B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009026838 2009-06-09
PCT/EP2010/058005 WO2010142677A1 (de) 2009-06-09 2010-06-08 Ventil

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201171496A1 EA201171496A1 (ru) 2012-05-30
EA022657B1 true EA022657B1 (ru) 2016-02-29

Family

ID=42651420

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201171496A EA022657B1 (ru) 2009-06-09 2010-06-08 Клапан для текучей среды

Country Status (24)

Country Link
US (1) US8973600B2 (ru)
EP (1) EP2440822B1 (ru)
JP (1) JP5730294B2 (ru)
KR (1) KR101366458B1 (ru)
CN (1) CN102459978B (ru)
AU (1) AU2010257530B2 (ru)
BR (1) BRPI1015403B1 (ru)
CA (1) CA2764710C (ru)
CO (1) CO6470877A2 (ru)
CY (1) CY1114259T1 (ru)
DK (1) DK2440822T3 (ru)
EA (1) EA022657B1 (ru)
ES (1) ES2420610T3 (ru)
HR (1) HRP20130608T1 (ru)
IL (1) IL215555A (ru)
MX (1) MX2011013155A (ru)
MY (1) MY159042A (ru)
NZ (1) NZ595560A (ru)
PL (1) PL2440822T3 (ru)
PT (1) PT2440822E (ru)
RS (1) RS52832B (ru)
SI (1) SI2440822T1 (ru)
UA (1) UA103248C2 (ru)
WO (1) WO2010142677A1 (ru)

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012172499A1 (en) * 2011-06-14 2012-12-20 Andries Matthys Booyens Hydraulic valve
WO2014169916A1 (en) * 2013-04-16 2014-10-23 Danfoss A/S Axial valve with stationary element
AR096460A1 (es) * 2013-06-03 2015-12-30 Pentair Flow Services Ag Sistema de lubricación para una válvula esclusa
US9255646B2 (en) * 2013-06-28 2016-02-09 Air Products And Chemicals, Inc. Excess flow shutoff valve
GB2518872B (en) 2013-10-03 2016-03-30 Goodwin Plc Valve
CN103791113A (zh) * 2014-03-03 2014-05-14 北京航空航天大学 调压阀
CN103775700A (zh) * 2014-03-03 2014-05-07 北京航空航天大学 调压阀
JP6134287B2 (ja) * 2014-03-31 2017-05-24 株式会社コガネイ 絞り弁
DE102014005780B3 (de) * 2014-04-23 2015-10-15 Airbus Ds Gmbh Koaxialventil
US9822885B2 (en) * 2014-08-29 2017-11-21 Automatic Switch Company Flow rib in valves
CN106471299B (zh) 2014-09-01 2019-12-20 丹佛斯有限公司 具有焊接式阀壳体的阀
US10215303B2 (en) * 2015-05-01 2019-02-26 Fisher Controls International Llc Adjustable travel stop for a piston actuator
DE102016101664B4 (de) * 2016-01-29 2018-06-07 Ringo Valvulas Sl Axialventil
US10113661B2 (en) * 2016-08-30 2018-10-30 Griswold Controls, Llc Flow control valve
CN106499836B (zh) * 2016-12-23 2018-10-16 燕山大学 一种旋转阀芯式电磁滑阀
RU2753378C2 (ru) * 2018-05-30 2021-08-13 Андрей Леонидович Кузнецов Задвижка со стрикционным приводом
RU2753379C2 (ru) * 2018-05-30 2021-08-13 Андрей Леонидович Кузнецов Задвижка со стрикционным электроприводом
CN109185523B (zh) * 2018-09-04 2020-09-15 中诚阀门集团有限公司 一种手动阀门防污机构
GB201821097D0 (en) * 2018-12-21 2019-02-06 Rotork Controls Actuator
RU2756491C1 (ru) * 2021-03-17 2021-09-30 Андрей Леонидович Кузнецов Задвижка со стрикционным приводом в затворе
RU2766949C1 (ru) * 2021-03-17 2022-03-16 Андрей Леонидович Кузнецов Задвижка с внутренним стрикционным приводом
WO2023288276A1 (en) 2021-07-16 2023-01-19 Engineered Controls International, Llc Actuating assembly for an internal valve

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3933169A1 (de) * 1989-10-04 1991-04-18 Messerschmitt Boelkow Blohm Sitzventil
DE4214814A1 (de) * 1992-05-05 1993-11-11 Bayerische Motoren Werke Ag Durchflußregelventil
DE20115470U1 (de) * 2001-09-19 2003-02-27 CAMERON GmbH, 29227 Celle Druckreduziervorrichtung
EP1736693A1 (de) * 2005-06-21 2006-12-27 EADS Space Transportation GmbH Koaxialventil
DE102007007664B3 (de) * 2007-02-13 2008-03-27 Mokveld Valves B.V. Drosselventil
DE102007037995A1 (de) * 2007-08-10 2009-02-19 Astrium Gmbh Koaxialventil mit einem elektrischen Antrieb

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2116724A (en) * 1937-04-29 1938-05-10 Horstmann Frederick Otto Gas pressure governor
US2724405A (en) * 1951-01-22 1955-11-22 Stover Emory Frank Rate of flow controllers
US2919714A (en) * 1958-01-03 1960-01-05 United Aircraft Corp Pressure balanced regulating and shut-off valve
US3428297A (en) * 1967-01-23 1969-02-18 Volpin Alexander Stem construction for rising-stem gate valves
US3637187A (en) * 1969-05-05 1972-01-25 Daniel Stephen Delany Valve with axially spaced guides and bellows operator
BE756715A (fr) * 1969-10-06 1971-03-01 Jamesbury Corp Mecanisme a securite automatique
FR2226603B1 (ru) * 1973-04-17 1977-07-29 Zenith Aviat
US4289038A (en) 1978-04-07 1981-09-15 Rotork Limited Fail-safe attachment for an actuator
US4494731A (en) * 1980-07-03 1985-01-22 Spils Richard W Valve having a movable interface isolating an actuating mechanism
JPH0656568B2 (ja) * 1986-06-16 1994-07-27 東京瓦斯株式会社 ガスガバナ装置
GB9113963D0 (en) * 1991-06-28 1991-08-14 Alpha Thames Eng Valve actuator
US5278454B1 (en) * 1992-06-22 1995-05-23 Nat Environment Products Ltd Emergency capacitive energy source and circuit for damper motors and actuator motors
JPH1182794A (ja) * 1997-09-05 1999-03-26 Seiko Kakoki Kk マグネット駆動四方弁
DE19828199C2 (de) * 1998-06-25 2000-04-20 Daimler Chrysler Ag Absperrventil
JP2001141094A (ja) * 1999-11-12 2001-05-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd 流体制御弁
US6742539B2 (en) * 2000-05-24 2004-06-01 Innovative Controls Co-axial control valve
JP2003004160A (ja) * 2001-06-25 2003-01-08 Fuji Koki Corp 電動弁
US7108006B2 (en) * 2001-08-24 2006-09-19 Vetco Gray Inc. Subsea actuator assemblies and methods for extending the water depth capabilities of subsea actuator assemblies
JP4004272B2 (ja) * 2001-11-09 2007-11-07 日本電産サンキョー株式会社 バルブ開閉駆動装置
US6783107B2 (en) * 2002-02-14 2004-08-31 Hp&T Products, Inc. Hydraulic actuator with built-in pressure compensator
JP2005114105A (ja) * 2003-10-09 2005-04-28 Alps Electric Co Ltd 電磁弁装置
US7789370B2 (en) * 2004-04-23 2010-09-07 Vetco Gray Scandanavia As Actuator system
US7404468B2 (en) * 2006-07-27 2008-07-29 Hiwin Technologies Corp. Elevator having second driving device
US7523916B2 (en) * 2006-10-05 2009-04-28 Vetco Gray Inc. Fail-safe gate valve
US8087424B2 (en) * 2007-06-11 2012-01-03 David D Swartzentruber Subsea valve actuator apparatus

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3933169A1 (de) * 1989-10-04 1991-04-18 Messerschmitt Boelkow Blohm Sitzventil
DE4214814A1 (de) * 1992-05-05 1993-11-11 Bayerische Motoren Werke Ag Durchflußregelventil
DE20115470U1 (de) * 2001-09-19 2003-02-27 CAMERON GmbH, 29227 Celle Druckreduziervorrichtung
EP1736693A1 (de) * 2005-06-21 2006-12-27 EADS Space Transportation GmbH Koaxialventil
DE102007007664B3 (de) * 2007-02-13 2008-03-27 Mokveld Valves B.V. Drosselventil
DE102007037995A1 (de) * 2007-08-10 2009-02-19 Astrium Gmbh Koaxialventil mit einem elektrischen Antrieb

Also Published As

Publication number Publication date
HRP20130608T1 (en) 2013-07-31
NZ595560A (en) 2013-04-26
KR20120028323A (ko) 2012-03-22
PT2440822E (pt) 2013-07-11
RS52832B (en) 2013-10-31
CA2764710C (en) 2015-05-19
WO2010142677A1 (de) 2010-12-16
SI2440822T1 (sl) 2013-08-30
EP2440822B1 (de) 2013-05-29
PL2440822T3 (pl) 2013-10-31
BRPI1015403B1 (pt) 2020-10-20
JP2012529603A (ja) 2012-11-22
DK2440822T3 (da) 2013-07-08
AU2010257530B2 (en) 2015-04-09
MX2011013155A (es) 2012-01-30
BRPI1015403A2 (pt) 2016-08-09
ES2420610T3 (es) 2013-08-26
CN102459978B (zh) 2013-07-10
CA2764710A1 (en) 2010-12-16
UA103248C2 (en) 2013-09-25
KR101366458B1 (ko) 2014-02-25
JP5730294B2 (ja) 2015-06-10
US20130068976A1 (en) 2013-03-21
CN102459978A (zh) 2012-05-16
EA201171496A1 (ru) 2012-05-30
IL215555A (en) 2014-01-30
US8973600B2 (en) 2015-03-10
CO6470877A2 (es) 2012-06-29
CY1114259T1 (el) 2016-08-31
AU2010257530A1 (en) 2011-12-01
EP2440822A1 (de) 2012-04-18
IL215555A0 (en) 2011-12-29
MY159042A (en) 2016-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA022657B1 (ru) Клапан для текучей среды
CN101631977B (zh) 节流阀
US8136543B2 (en) Axial flow control valves having an internal actuator
US9470330B2 (en) Actuating device and method for displacing the actuating device
RU2347947C1 (ru) Погружной насосный агрегат
US20130255802A1 (en) Valve and hydraulic controller
CN203906981U (zh) 一种直线开关式水下驱动器
RU2730895C1 (ru) Шиберная задвижка
CN105179706B (zh) 高压调压阀及其装配方法
EP3022473A1 (en) Valve operator assembly with compensating actuator

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM BY KG MD TJ