RU131839U1

RU131839U1 - VALVE SWITCHING DEVICE

Info

Publication number: RU131839U1
Application number: RU2013112068/06U
Authority: RU
Inventors: Андрей Юрьевич Беляев; Леонид Михайлович Виленский
Original assignee: Андрей Юрьевич Беляев; Леонид Михайлович Виленский
Priority date: 2013-03-19
Filing date: 2013-03-19
Publication date: 2013-08-27

Abstract

Клапанное переключающее устройство, содержащее корпус с установленным в корпусе рабочим органом, причем рабочий орган закреплен на подвижном штоке, расположенном в одном из патрубков, на боковых сторонах корпуса расположены участки магистрали управляющего давления, сообщенные с управляющим органом, также на боковых сторонах корпуса имеются отводки, на концах которых размещены предохранительные клапаны, а на боковой поверхности - магистраль подвода газовой среды, отличающееся тем, что подвижный шток выполнен минимально допустимого из соображения прочности диаметра, а на концах подвижного штока установлены поршни, диаметр которых определен из условий герметичности клапана.A valve switching device comprising a housing with a working body installed in the housing, the working body being mounted on a movable stem located in one of the nozzles, sections of the control pressure line communicated with the operating body are located on the sides of the housing, there are also cutouts on the sides of the housing, at the ends of which safety valves are placed, and on the side surface there is a gas supply line, characterized in that the movable rod is made of the minimum allowable considerations of the strength of the diameter, and pistons are installed at the ends of the movable rod, the diameter of which is determined from the valve tightness conditions.

Description

Техническое решение относится к области узлов и деталей машин, обеспечивающих их нормальную эксплуатацию, а именно в области переключающих клапанов, предпочтительно, обеспечивающих изменение газового или жидкостного потоков, и может быть использовано в любой области науки и техники, использующей регулируемое перемещение жидкостных и газовых потоков, и в основном предназначено для работы в газовой, нефтехимической и химической отраслях промышленности.The technical solution relates to the field of components and parts of machines that ensure their normal operation, namely in the field of switching valves, preferably providing a change in gas or liquid flows, and can be used in any field of science and technology that uses controlled movement of liquid and gas flows, and is mainly intended for work in the gas, petrochemical and chemical industries.

В рамках представленного технического решения термин “пневмо” относится к любым системам, предназначенным для перемещения любого газа и/или использующих любой газ в качестве рабочего тела.In the framework of the presented technical solution, the term “pneumatic” refers to any systems designed to move any gas and / or using any gas as a working fluid.

Известно клапанное переключающее устройство (RU, патент 2066010), содержащее корпус с входным и выходным патрубками и установленными в его каналах, по меньшей мере, двумя запорными элементами, нагруженными в сторону седла посредством пружинных механизмов, установленных соосно с указанными каналами. Входной и выходной патрубки расположены соосно и перпендикулярно указанным каналам, а пружинные механизмы размещены в выполненных в корпусе цилиндрических отверстиях, сообщенных с входным патрубком в открытом положении клапана и с выходным патрубком при закрытом положении клапана.Known valve switching device (RU, patent 2066010), comprising a housing with inlet and outlet nozzles and installed in its channels, at least two locking elements, loaded towards the saddle by means of spring mechanisms mounted coaxially with these channels. The inlet and outlet nozzles are located coaxially and perpendicular to the indicated channels, and the spring mechanisms are placed in the cylindrical openings made in the housing, in communication with the inlet pipe in the open position of the valve and with the outlet pipe in the closed position of the valve.

Недостатком известного устройства следует признать использование пружинных механизмов, обладающих ограниченным количеством циклов «сжатие-расжатие».A disadvantage of the known device should be recognized the use of spring mechanisms with a limited number of cycles "compression-decompression".

Известно (RU, патент 2217639) клапанное переключающее устройство, содержащее корпус с установленным в корпусе рабочим органом, причем рабочий орган закреплен на подвижном штоке, расположенном в одном из патрубков, причем на боковых сторонах корпуса расположены участки магистрали управляющего давления, сообщенные с управляющим органом, также на боковых сторонах корпуса имеются отводки, на концах которых размещены предохранительные клапаны, а на боковой поверхности - магистраль подвода газовой среды.It is known (RU, patent 2217639) a valve switching device comprising a housing with a working body installed in the housing, the working body being mounted on a movable rod located in one of the nozzles, and sections of the control pressure main connected to the control body are located on the sides of the housing, also on the sides of the casing there are outlets, at the ends of which safety valves are placed, and on the side surface there is a gas supply line.

Недостатком известного устройства следует признать недостаточное усилие прижатия рабочего органа к корпусу, что уменьшает надежность срабатывания устройства, а также большое гидравлическое сопротивление в тракте корпуса из-за большого диаметра штока.A disadvantage of the known device should be recognized as the insufficient force of pressing the working body to the body, which reduces the reliability of the device, as well as the large hydraulic resistance in the path of the body due to the large diameter of the rod.

Указанное решение использовано в качестве ближайшего аналога.The indicated solution was used as the closest analogue.

Технический результат, получаемый при реализации разработанной конструкции, состоит в увеличении усилия прижатия рабочего органа к корпусу, а также в уменьшении гидравлического сопротивления в тракте корпуса за счет выбора минимального диаметра штока, определяемого только прочностными характеристиками, что повышает надежность работы устройства в целом.The technical result obtained by the implementation of the developed design consists in increasing the effort of pressing the working body to the body, as well as in reducing the hydraulic resistance in the body path by choosing the minimum rod diameter, determined only by the strength characteristics, which increases the reliability of the device as a whole.

Для обеспечения достижения указанного технического результата предложено использовать переключающее клапанное устройство разработанной конструкции. Разработанное клапанное переключающее устройство содержит корпус с установленным в корпусе рабочим органом, причем рабочий орган закреплен на подвижном штоке, расположенном в одном из патрубков, на боковых сторонах корпуса расположены участки магистрали управляющего давления, сообщенные с управляющим органом, также на боковых сторонах корпуса имеются отводки, на концах которых размещены предохранительные клапаны, а на боковой поверхности - магистраль подвода газовой среды, причем подвижный шток выполнен минимально допустимого из соображения прочности диаметра, а на концах подвижного штока установлены поршни, диаметр которых определен из условий герметичности клапана.To ensure the achievement of the specified technical result, it is proposed to use a switching valve device of a developed design. The developed valve switching device comprises a housing with a working body installed in the housing, the working body being fixed on a movable rod located in one of the nozzles, sections of the control pressure line connected to the control body are located on the sides of the housing, there are also cutouts on the sides of the housing, at the ends of which safety valves are placed, and on the lateral surface there is a gas supply line, and the movable rod is made of the minimum allowable mapping the diameter of the strength, and at the ends of the movable rod mounted pistons, the diameter of which is determined from the conditions of the valve seal.

Сила прижатия клапана к седлу равна сумме двух сил:The force of pressing the valve to the seat is the sum of two forces:

- первая сила определяется перепадом давления на рабочем органе, умноженным на его площадь за вычетом площади штока;- the first force is determined by the pressure drop across the working body, multiplied by its area minus the area of the rod;

- вторая сила определяется перепадом давления на штоках, умноженным на площадь штока (подразумевается, что штоки одинаковой площади).- the second force is determined by the pressure drop across the rods multiplied by the rod area (it is understood that the rods are of the same area).

За счет выбора диаметра штоков возникает возможность регулировать и выбирать необходимую силу прижатия клапана к седлу для обеспечения герметичности клапана. При этом также можно выбирать минимально возможный диаметр штока, определяемый только прочностными характеристиками.By choosing the diameter of the rods, it becomes possible to adjust and select the required force of pressing the valve to the seat to ensure valve tightness. In this case, you can also choose the minimum possible diameter of the rod, determined only by the strength characteristics.

Уменьшение диаметра штока приводит к увеличению проходного сечения гидравлического тракта корпуса и, соответственно, уменьшению гидравлического сопротивления этого тракта, что является важной технической характеристикой клапанного переключающего устройства.Reducing the diameter of the rod leads to an increase in the bore of the hydraulic path of the housing and, accordingly, to a decrease in the hydraulic resistance of this path, which is an important technical characteristic of the valve switching device.

На чертеже приведен разрез, иллюстрирующий разработанную конструкцию, при этом использованы следующие обозначения: предохранительные клапаны 1, 2, магистраль 3 высокого давления, магистрали 4, 5 низкого давления, рабочий орган 6, отводки корпуса 7, 8, магистрали подвода газовой среды 9, 10, магистрали управляющего давления 11, 12, шток 13, корпус 14.The drawing shows a section illustrating the design, with the following notation: safety valves 1, 2, high-pressure pipe 3, low-pressure pipes 4, 5, tool 6, body casing 7, 8, gas medium supply pipes 9, 10 , control pressure line 11, 12, rod 13, body 14.

В базовом варианте предложенное устройство работает следующим образом.In the basic embodiment, the proposed device operates as follows.

По магистрали 3 подают газ под высоким давлением - до 30 МПа. При превышении номинального давления в трубе 3 срабатывает один из предохранительных клапанов (1 или 2), при этом газ высокого давления сбрасывается в магистраль низкого давления (4 или 5). В случае, показанном на чертеже, газ из магистрали высокого давления 3 поступает на предохранительный клапан 1 и, после его срабатывания, сбрасывается в магистраль низкого давления 4. После срабатывания предохранительного клапана 1 магистраль высокого давления 3 необходимо переключить на предохранительный клапан 2. (При срабатывании одного из предохранительных клапанов необходимо переключить работу предложенное устройство на второй клапан для осуществления регламентных работ с первым клапаном). Это достигается перемещением рабочего органа 6 в левое положение. Для этой цели предварительно выравнивают давление в полостях корпуса 14 и отводков корпуса 7 и 8, подавая высокое давление по магистрали подвода газовой среды 10 в полость под предохранительным клапаном 2. Затем по магистрали управляющего давления 11 давление сбрасывают, при этом в магистрали 12 уже было низкое давление. Для того чтобы переложить рабочий орган в левое положение увеличивают сначала давление в магистрали 12 (в магистрали 11 до этого уже было установлено низкое давление) и, после перемещения штока 13 с рабочим органом 6 в левое положение, сбрасывают давление из полостей корпуса 14 и отводка корпуса 7, расположенных под предохранительным клапаном 1. Изменение давлений в магистралях 8, 9, 11 и 12 производится управляющим органом. После этих операций на клапан 6 действует полная сила, равная сумме двух сил:Highway 3 supplies gas under high pressure - up to 30 MPa. When the nominal pressure in the pipe 3 is exceeded, one of the safety valves (1 or 2) is triggered, while the high-pressure gas is discharged to the low-pressure line (4 or 5). In the case shown in the drawing, gas from the high-pressure line 3 enters the pressure relief valve 1 and, after its operation, is discharged to the low-pressure line 4. After the pressure relief valve 1 is activated, the high-pressure line 3 must be switched to the pressure relief valve 2. (When triggered of one of the safety valves, it is necessary to switch the operation of the proposed device to the second valve to carry out routine maintenance with the first valve). This is achieved by moving the working body 6 to the left position. For this purpose, pre-equalize the pressure in the cavities of the housing 14 and the outlets of the housing 7 and 8, applying high pressure through the gas supply line 10 to the cavity under the safety valve 2. Then, the pressure is released along the control pressure pipe 11, while the line 12 is already low pressure. In order to shift the working body to the left position, first increase the pressure in the line 12 (low pressure had already been set in the line 11 before) and, after moving the rod 13 with the working body 6 to the left position, relieve pressure from the cavities of the housing 14 and the body outlet 7 located under the safety valve 1. The pressure in the lines 8, 9, 11 and 12 is changed by the governing body. After these operations, the valve 6 is affected by the total force equal to the sum of two forces:

- первая сила равна произведению площади рабочего органа 6 (за вычетом площади штока) на перепад давления между низким и высоким давлением;- the first force is equal to the product of the area of the working body 6 (minus the area of the rod) and the pressure difference between low and high pressure;

- вторая сила равна произведению площади поршня на перепад давления между низким и высоким давлением.- the second force is equal to the product of the piston area and the pressure difference between low and high pressure.

В результате давление подано на предохранительный клапан 2, т.е. он стал рабочим.As a result, pressure is applied to the safety valve 2, i.e. he became a worker.

Такое же клапанное переключающее устройство обычно устанавливают и после предохранительных клапанов 1 и 2 на магистралях низкого давления 4 и 5. В этом случае во всех полостях корпуса 14, включая отводки 7, 8, всегда низкое давление. В этом случае клапанное переключающее устройство управляется и запирается давлением, подаваемым в полости магистралей 11 и 12.The same valve switching device is usually installed after the safety valves 1 and 2 on the low pressure lines 4 and 5. In this case, in all the cavities of the housing 14, including the cutoffs 7, 8, there is always low pressure. In this case, the valve switching device is controlled and locked by the pressure supplied to the cavity of the lines 11 and 12.

При реализации разработанного устройства происходит увеличение усилия прижатия рабочего органа к корпусу, а также в уменьшение гидравлического сопротивления в тракте корпуса за счет выбора минимального диаметра штока, определяемого только прочностными характеристиками, что повысит надежность работы устройства в целом.When implementing the developed device, there is an increase in the force of pressing the working body to the body, as well as in a decrease in hydraulic resistance in the body path due to the choice of the minimum diameter of the rod, determined only by the strength characteristics, which will increase the reliability of the device as a whole.

Claims

A valve switching device comprising a housing with a working body installed in the housing, the working body being fixed to a movable rod located in one of the nozzles, sections of the control pressure line communicated with the operating body are located on the sides of the housing, there are also cutouts on the sides of the housing, at the ends of which safety valves are placed, and on the side surface there is a gas supply line, characterized in that the movable rod is made of the minimum allowable considerations of the strength of the diameter, and pistons are installed at the ends of the movable rod, the diameter of which is determined from the valve tightness conditions.