RU171011U1

RU171011U1 - Safety valve

Info

Publication number: RU171011U1
Application number: RU2016138882U
Authority: RU
Inventors: Валентина Петровна Лавреженкова; Вадим Павлович Эйсмонт; Юрий Константинович Каспарьянц
Original assignee: Акционерное общество "Научно-производственная фирма "Центральное конструкторское бюро арматуростроения"
Priority date: 2016-10-03
Filing date: 2016-10-03
Publication date: 2017-05-17

Abstract

Предохранительный клапан относится к трубопроводной арматуре. Включает корпус 1 с патрубками 2 и 3, крышкой 4 и неподвижной направляющей обоймой 5 для штока 6 запорного элемента 7. Седло 8 установлено в патрубке 2 и поджато упруго-подвижно пружиной 9 либо сильфоном 10 к торцевому упору 11 и запорному элементу 7. Пружина 9 либо сильфон 10 установлены в патрубке 2 с опорой на кольцо 12. Пружина настройки 13 заключена в опоры 14 и 15, снабжена регулировочным винтом настройки 16 и контргайкой 17. В верхней части седла 8 на резьбе установлено кольцо 18 для регулирования давления посадки запорного элемента 7. Седло 8 зафиксировано от поворота в корпусе 1, например, неподвижным штифтом 19, для которого на боковой стенке седла 8 выполнен продольный паз 20. На направляющей обойме 5 выполнен ограничитель распрямления пружины настройки 13, при опоре на который усилие пружины настройки передается на корпус 1, а между резьбовым регулировочным кольцом 18 и корпусом клапана 1 в его проточной части сохраняется зазор «δ». Предохранительный клапан включает сальник 21, заглушки 22, колпак 23. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.The safety valve refers to pipe fittings. It includes a housing 1 with nozzles 2 and 3, a cover 4 and a fixed guide clip 5 for the rod 6 of the locking element 7. The seat 8 is installed in the pipe 2 and is spring-loaded elastically movably by spring 9 or bellows 10 to the end stop 11 and locking element 7. Spring 9 or bellows 10 are installed in the pipe 2 with support on the ring 12. The adjustment spring 13 is enclosed in the supports 14 and 15, equipped with an adjustment screw 16 and a lock nut 17. In the upper part of the seat 8, a ring 18 is installed on the thread to control the seating pressure of the locking element 7. Saddle 8 is fixed about from turning in the housing 1, for example, by a fixed pin 19, for which a longitudinal groove 20 is made on the side wall of the saddle 8. On the guide clip 5, a straightening spring of the adjustment spring 13 is made, upon support of which the force of the tuning spring is transmitted to the housing 1, and between the threaded adjusting ring 18 and the valve body 1 in its flow part retains the gap "δ". The safety valve includes an oil seal 21, plugs 22, cap 23. 1 zp f-ly, 4 ill.

Description

Полезная модель относится к арматуростроению и может быть использована во всех отраслях народного хозяйства, где применяется защита от превышения допустимого давления, например в энергетике, газовой и нефтяной отраслях, в химической промышленности.The utility model relates to valve engineering and can be used in all sectors of the economy where protection against exceeding permissible pressure is applied, for example, in the energy, gas and oil industries, and in the chemical industry.

Известен предохранительный клапан, защищенный патентом US 4074695, МПК F16K 31/12, дата публикации - 21.02.1978. Предохранительный клапан включает корпус с входным и выходным патрубками, плавающее седло и запорный элемент, поджатый к седлу пружиной настройки. Плавающее седло выполнено на торце ступенчатой втулки, установленной меньшим диаметром во входном патрубке, а большим - в проточной части корпуса. В проточной части корпуса размещена пружина сжатия, обеспечивающая осевое возвратно-поступательное перемещение седла. Вверху проточной части корпуса установлена втулка, являющаяся фиксатором верхнего предельного положения седла и нижнего предельного положения запорного элемента. Упругая опора седла снижает удельные нагрузки на уплотнительные поверхности затвора.Known safety valve, protected by patent US 4074695, IPC F16K 31/12, date of publication - 02.21.1978. The safety valve includes a housing with inlet and outlet nozzles, a floating saddle and a shut-off element, pressed against the saddle by a tuning spring. The floating saddle is made at the end of the stepped sleeve installed with a smaller diameter in the inlet pipe, and a large one in the flow part of the housing. A compression spring is placed in the flow part of the body, which provides axial reciprocating movement of the saddle. A sleeve is installed at the top of the flowing part of the casing, which is a lock of the upper limit position of the seat and the lower limit position of the locking element. The elastic support of the seat reduces the specific load on the sealing surfaces of the valve.

Недостатком аналога является его низкая пропускная способность.The disadvantage of an analogue is its low bandwidth.

Прототипом заявляемого устройства является предохранительный клапан с разгруженным в нерабочем состоянии затвором, защищенный патентом на изобретение RU 2537478, МПК F16K 17/06, F16K 1/42, дата публикации - 10.01.2015. Клапан включает корпус с входным и выходным патрубками, седло в форме ступенчатой втулки, установленной во входном патрубке с возможностью осевого перемещения до торцевого упора, запорный элемент с юбочным отражателем потока рабочей среды и пружину настройки. Седло установлено упруго-подвижно относительно торцевого упора и запорного элемента. По нижней кромке юбки отражателя выполнена торцевая поверхность для опоры в нерабочем состоянии клапана на корпус клапана в его проточной части под действием пружины настройки. Упругое поджатие седла к торцевому упору и запорному элементу может быть обеспечено сильфоном, соединенным одним концом с корпусом, а другим концом - с седлом.The prototype of the claimed device is a safety valve with a valve unloaded inoperative, protected by patent for invention RU 2537478, IPC F16K 17/06, F16K 1/42, publication date - 01/10/2015. The valve includes a housing with inlet and outlet nozzles, a saddle in the form of a stepped sleeve mounted in the inlet nozzle with the possibility of axial movement to the end stop, a shut-off element with a skirt reflector of the working medium flow and a tuning spring. The saddle is mounted elastically movable relative to the end stop and the locking element. An end surface is made along the lower edge of the reflector skirt to support, in the inoperative state of the valve, the valve body in its flow part under the action of the adjustment spring. The elastic pressing of the saddle to the end stop and the locking element can be provided by a bellows connected at one end to the housing, and at the other end to the saddle.

Недостатком прототипа также является его низкая пропускная способность.The disadvantage of the prototype is also its low bandwidth.

Заявляемое устройство решает техническую задачу увеличения пропускной способности предохранительного клапана при обеспечении щадящих удельных нагрузок на уплотнительные поверхности затвора как в рабочем, так и в нерабочем состоянии, например при транспортировании, хранении и резервировании.The inventive device solves the technical problem of increasing the throughput of the safety valve while providing gentle specific loads on the sealing surfaces of the shutter both in working and inoperative conditions, for example during transportation, storage and redundancy.

Поставленная техническая задача решена в предохранительном клапане с разгруженным в нерабочем состоянии затвором, включающем корпус с входным и выходным патрубками, крышку корпуса, закрепленную между корпусом и крышкой направляющую обойму для штока, соединенный со штоком запорный элемент, установленное во входном патрубке упруго-подвижно относительно торцевого упора и запорного элемента седло и пружину. В верхней части подвижного седла на резьбе установлено кольцо для регулирования давления посадки запорного элемента. Седло зафиксировано от поворота в корпусе, например, неподвижным штифтом, для которого на боковой стенке седла выполнен продольный паз. На направляющей обойме выполнен ограничитель распрямления пружины настройки, при опоре на который усилие пружины настройки передается на корпус, а между резьбовым регулировочным кольцом и корпусом клапана в его проточной части сохраняется зазор.The stated technical problem is solved in the safety valve with a valve unloaded inoperative, including a housing with inlet and outlet nozzles, a housing cover, a guide clip for the rod fixed between the housing and the cover, a shut-off element connected to the rod, installed in the inlet pipe elastically movably relative to the end a stop and a locking element a saddle and a spring. A ring is installed on the thread in the upper part of the movable seat to regulate the seating pressure of the locking element. The saddle is fixed against rotation in the housing, for example, by a fixed pin, for which a longitudinal groove is made on the side wall of the saddle. A restrictor for straightening the adjustment spring is made on the guide clip, when supported, the force of the adjustment spring is transmitted to the housing, and a gap is maintained between the threaded adjustment ring and the valve housing in its flow part.

Существо заявляемого устройства поясняется чертежом, на фиг. 1 которого изображен заявляемый предохранительный клапан в нерабочем состоянии транспортирования, хранения и резервирования; на фиг. 2 - то же в рабочем состоянии при нормальной эксплуатации; на фиг. 3 - то же во время аварийного срабатывания; на фиг. 4 - то же, вариант с сильфоном.The essence of the claimed device is illustrated by the drawing, in FIG. 1 which shows the inventive safety valve in the idle state of transportation, storage and redundancy; in FIG. 2 - the same in working condition during normal operation; in FIG. 3 - the same during an emergency operation; in FIG. 4 - the same, with a bellows version.

Предохранительный клапан содержит корпус 1 с входным 2, выходным 3 патрубками, крышкой 4 и неподвижной направляющей обоймой 5 для штока 6 запорного элемента 7. Предохранительный клапан содержит также седло 8, установленное в патрубке 2 и поджатого упруго-подвижно пружиной 9 либо сильфоном 10 к торцевому упору 11 и запорному элементу 7. Пружина 9 либо сильфон 10 установлены в патрубке 2 с опорой на кольцо 12. Пружина настройки 13 заключена в опоры 14 и 15, снабжена регулировочным винтом настройки 16 и контргайкой 17. В верхней части седла 8 на резьбе установлено кольцо 18 для регулирования давления посадки запорного элемента 7. Седло 8 зафиксировано от поворота в корпусе 1, например, неподвижным штифтом 19, для которого на боковой стенке седла 8 выполнен продольный паз 20. На направляющей обойме 5 выполнен ограничитель распрямления пружины настройки 13, при опоре на который усилие пружины настройки передается на корпус 1, а между резьбовым регулировочным кольцом 18 и корпусом клапана 1 в его проточной части сохраняется зазор «δ». Предохранительный клапан включает сальник 21, заглушки 22, колпак 23.The safety valve contains a housing 1 with an inlet 2, an outlet 3 nozzles, a cover 4 and a fixed guide clip 5 for the rod 6 of the locking element 7. The safety valve also contains a seat 8 installed in the nozzle 2 and spring-loaded elastically movably by spring 9 or bellows 10 to the end the stop 11 and the locking element 7. A spring 9 or a bellows 10 is installed in the nozzle 2 with support on the ring 12. The adjustment spring 13 is enclosed in the supports 14 and 15, equipped with an adjustment screw 16 and a lock nut 17. In the upper part of the seat 8 on the thread set but the ring 18 for adjusting the seating pressure of the locking element 7. The seat 8 is fixed against rotation in the housing 1, for example, by a fixed pin 19, for which a longitudinal groove 20 is made on the side wall of the saddle 8. A guide spring 13 is made on the guide clip 5, when the support on which the force of the adjustment spring is transmitted to the housing 1, and between the threaded adjusting ring 18 and the valve housing 1 in its flowing part, the gap "δ" is maintained. The safety valve includes an oil seal 21, plug 22, cap 23.

В тексте описания и на чертеже использованы обозначения: «Р_н» - давление настройки предохранительного клапана; «Р_р» - рабочее давление в предохранительном клапане; «S» - площадь уплотнительной поверхности запорного элемента 7; «S₁» - площадь поперечного сечения седла 8 в узком сечении проходного отверстия входного патрубка 2, «h» - полный ход запорного элемента 7 на открытие клапана.In the text of the description and in the drawing, the following notation is used: "R _n " - pressure setting of the safety valve; "R _p " - operating pressure in the safety valve; "S" is the area of the sealing surface of the locking element 7; “S ₁ ” is the cross-sectional area of the seat 8 in a narrow section of the passage opening of the inlet pipe 2, “h” is the full stroke of the locking element 7 to open the valve.

Методом расчета параметров и характеристик предохранительного клапана обеспечивают его работоспособность в заданных потребителем условиях.The method of calculating the parameters and characteristics of the safety valve ensure its operability in the conditions specified by the consumer.

На заводе-изготовителе производят настройку предохранительного клапана на заданное потребителем рабочее давление среды Р_р при помощи регулировочного винта настройки 16. Усилие пружины настройки 13 передается на запорный элемент 7 через опоры 14, 15 и шток 6. Пружина 9 либо сильфон 10 рассчитаны таким образом, что сила упругого поджатия седла 8 к запорному элементу 7 не превышает нагрузки на запорный элемент 7 со стороны пружины настройки 13, при этом обеспечивается постоянный контакт седла 8 с запорным элементом 7, гарантирующий герметичность в затворе предохранительного клапана при его заправке рабочей средой и эксплуатации. Резьбовым кольцом 18 производят регулировку давления начала открытия клапана, давления полного открытия клапана и давления закрытия клапана. При подъеме кольца 18 все перечисленные показатели уменьшаются, при опускании - увеличиваются.At the factory, the safety valve is adjusted to the user-specified operating pressure of the medium P _r using the adjustment screw 16. The force of the adjustment spring 13 is transmitted to the locking element 7 through the bearings 14, 15 and the stem 6. The spring 9 or bellows 10 are designed in such a way that the force of elastic preload of the seat 8 to the locking element 7 does not exceed the load on the locking element 7 from the side of the setting spring 13, while providing a constant contact of the saddle 8 with the locking element 7, ensuring tightness in creates a safety valve when filling the working environment and operation. The threaded ring 18 adjusts the pressure at which the valve begins to open, the pressure at which the valve fully opens, and the valve closure pressure. When lifting the ring 18, all of these indicators decrease, when lowering, they increase.

По окончании настройки предохранительного клапана и сбросе давления среды запорный элемент 7 и седло 8 под действием пружины настройки 13 перемещаются вниз до тех пор, пока нижняя опора 14 пружины настройки 13 не упрется в направляющую обойму 5. При этом усилие пружины 13 через направляющую обойму 5 передается на корпус 1. Между резьбовым регулировочным кольцом 18 и корпусом 1 в проточной части клапана сохраняется зазор δ, а на уплотнительные поверхности затвора действует лишь незначительное усилие от пружины 9 либо сильфона 10, достаточное для поддержания герметичности затвора клапана.Upon completion of the setting of the safety valve and depressurization of the medium, the locking element 7 and the seat 8, under the action of the setting spring 13, move down until the lower support 14 of the setting spring 13 abuts against the guide clip 5. In this case, the force of the spring 13 is transmitted through the guide clip 5 on the housing 1. Between the threaded adjusting ring 18 and the housing 1, a clearance δ is maintained in the flow part of the valve, and only a slight force from the spring 9 or bellows 10 acts on the sealing surfaces of the valve, sufficient to holding sealing valve body.

Настроенный предохранительный клапан пломбируют колпаком 23, заглушками 22 и направляют потребителю. Кольцо 12 предохраняет пружину 9, сильфон 10 и седло 8 от выпадения из входного патрубка 2 при транспортировании, хранении и резервировании клапана.The adjusted safety valve is sealed with a cap 23, plugs 22 and sent to the consumer. The ring 12 protects the spring 9, the bellows 10 and the seat 8 from falling out of the inlet pipe 2 during transportation, storage and redundancy of the valve.

После монтажа предохранительного клапана на установке потребителя ее заполняют рабочей средой. При достижении в клапане рабочего давления Р_р=Р_н седло 8 под действием пружины 9 либо сильфона 10 преодолевает усилие пружины настройки 13, уменьшенное на величину Р_р(Р_н)×S₁, и занимает рабочее положение, определенное ему во время заводской настройки клапана. Очевидно, что площадь S₁ должна быть определена такой, чтобы усилие пружины 9 либо сильфона 10 гарантированно превосходило усилие от пружины настройки 13 также и при закрытии предохранительного клапана, с учетом возможного удара при контакте уплотнительных поверхностей в затворе.After mounting the safety valve on the consumer installation, it is filled with a working medium. When the valve reaches the operating pressure P _p = P _{n, the} seat 8 under the action of the spring 9 or bellows 10 overcomes the force of the setting spring 13, reduced by the value of P _p (P _n ) × S ₁ , and occupies the working position determined by it during the factory setting valve. Obviously, the area S ₁ must be determined so that the force of the spring 9 or bellows 10 is guaranteed to exceed the force from the setting spring 13 also when closing the safety valve, taking into account possible impact when the sealing surfaces come into contact with the valve.

Заявляемый предохранительный клапан работает следующим образом.The inventive safety valve operates as follows.

Усилие пружины настройки 13 уравновешено давлением рабочей среды и реакцией от уплотнения. Седло 8 в режиме эксплуатации надежно зафиксировано в своем предельном положении упором 11.The force of the adjustment spring 13 is balanced by the pressure of the working medium and the reaction from the seal. The seat 8 in the operating mode is securely fixed in its limit position by the stop 11.

При превышении рабочего давления Р_р в защищаемой установке над давлением настройки Р_н клапана на 5-7% происходит разгерметизация затвора. При достижении давлением Р_р в защищаемой установке значения, равного (1,1-1,15) Р_н, происходит полное открытие предохранительного клапана на ход «h» и сброс давления.If the working pressure P _r in the protected installation exceeds the setting pressure P _{n of the} valve by 5-7%, the valve is depressurized. When the pressure P _r in the protected installation reaches a value equal to (1.1-1.15) P _n , the safety valve is fully opened for the stroke "h" and the pressure is released.

После сброса избыточной среды и достижения давлением Р_р значения, равного (0,8-0,9) Р_н, происходит закрытие предохранительного клапана. Сила удара запорного элемента 7 о седло 8 при закрытии клапана определяется массой деталей подвижной группы и ее ускорением при посадке запорного элемента 7 на седло 8.After dumping the excess medium and reaching pressure P _p equal to (0.8-0.9) P _n , the safety valve closes. The impact force of the locking element 7 on the seat 8 when closing the valve is determined by the mass of the parts of the mobile group and its acceleration when the locking element 7 is seated on the saddle 8.

В предохранительном клапане заявляемой конструкции, при том что уплотнительные поверхности затвора воспринимают лишь малую долю от усилия пружины настройки 13, а при посадке запорного элемента 7 на седло 8 происходит амортизация удара, площадь уплотнительных поверхностей S в затворе может быть значительно уменьшена без потерь для работоспособности клапана. Это обстоятельство позволяет уменьшить размеры и массы деталей подвижной группы предохранительного клапана, сократить расход материалов и уменьшить силу удара запорного элемента о седло при посадке. Очевидно, что при этом размеры и массы других деталей предохранительного клапана (пружины, корпус и т.д.) также могут быть уменьшены.In the safety valve of the claimed design, while the sealing surfaces of the shutter only absorb a small fraction of the force of the setting spring 13, and when the locking element 7 is seated on the seat 8, shock absorption occurs, the area of the sealing surfaces S in the shutter can be significantly reduced without loss for valve operability . This circumstance makes it possible to reduce the size and mass of parts of the moving group of the safety valve, reduce the consumption of materials and reduce the impact force of the locking element on the seat during landing. Obviously, the dimensions and weights of other parts of the safety valve (springs, housing, etc.) can also be reduced.

Преимущества заявляемого предохранительного клапана возрастают с ростом давления, температуры и аварийного расхода в защищаемых объектах. Они также существенны при создании предохранительных клапанов для мобильных установок, где снижение габаритов и массы оборудования имеет особенно большое значение.The advantages of the inventive safety valve increase with increasing pressure, temperature and emergency flow rate in the protected objects. They are also essential in creating safety valves for mobile installations, where reducing the size and weight of the equipment is especially important.

Claims

1. A safety valve with a valve unloaded inoperative, including a housing with inlet and outlet nozzles, a housing cover, a guide clip for the rod fixed between the housing and the cover, a locking element connected to the rod, installed in the inlet pipe elastically movably relative to the end stop and locking a saddle and an adjustment spring, characterized in that a ring is installed on the thread in the upper part of the movable saddle to regulate the seating pressure of the locking element, while the saddle is fixed ovano against rotation in the housing on the guide holder is formed straightening spring limiter setting, by relying on the force that the spring configuration is transmitted to the housing, and between the threaded adjustment ring and the valve body in its running portion retained gap.

2. The safety valve according to claim 1, characterized in that the seat is fixed against rotation in the housing by a fixed pin for which a longitudinal groove is made on the side wall of the seat.