RU178389U1

RU178389U1 - AXIAL FLOW VALVE

Info

Publication number: RU178389U1
Application number: RU2017117631U
Authority: RU
Inventors: Михаил Михайлович Уфимцев; Вячеслав Владимирович Изофатенко; Сергей Александрович Пупынин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "ТРЭМ ИННОВАЦИИ"
Priority date: 2017-05-22
Filing date: 2017-05-22
Publication date: 2018-04-02

Abstract

Полезная модель относится к области арматуростроения, в частности к конструкции запорно-регулирующего клапана осевого потока, предназначенного для установки на трубопроводах различных отраслей промышленности, в частности нефтегазодобывающей. Клапан содержит корпус (1) с входным (14) и выходным (13) патрубками и внутренним обтекателем (2). Между корпусом и обтекателем образован кольцевой канал. Выходная часть упомянутого канала перекрыта сепаратором (4). Внутри сепаратора размещен выполненный с возможностью осевого перемещения поршень (3). Последний закреплен на штоке (6) зубчато-реечной передачи, а шток находится в косозубом зацеплении со шпинделем (5) и размещен внутри направляющей втулки (8). Основной отличительной особенностью клапана является наличие на внутренней стороне сепаратора (4) антифрикционного кольца, взаимодействующего с поршнем (3), Также отличительными особенностями клапана являются: наличие очистительных колец, установленных в направляющей втулке (8) и на штоке (6) клапана и внутренних фиксирующих винтов, установленных в конической гайке (7). Технический результат полезной модели состоит в повышении надежности и безопасности работы клапана, путем предотвращения заклинивания поршня в сепараторе и придания ему плавного хода, а также предотвращения раскручивания конической гайки (7) крепления поршня клапана.The utility model relates to the field of valve engineering, in particular to the design of an axial flow shut-off and control valve designed for installation on pipelines of various industries, in particular, oil and gas. The valve comprises a housing (1) with an inlet (14) and an outlet (13) nozzles and an internal fairing (2). An annular channel is formed between the housing and the fairing. The outlet of said channel is blocked by a separator (4). An axially displaced piston (3) is placed inside the separator. The latter is fixed on the rod (6) of the rack and pinion gear, and the rod is helical with the spindle (5) and placed inside the guide sleeve (8). The main distinctive feature of the valve is the presence on the inside of the separator (4) of the antifriction ring interacting with the piston (3). Also, the distinctive features of the valve are: the presence of cleaning rings installed in the guide sleeve (8) and on the valve stem (6) and internal fixing screws installed in the flare nut (7). The technical result of the utility model is to increase the reliability and safety of the valve by preventing the piston from sticking in the separator and giving it a smooth stroke, as well as by preventing the taper nut (7) of the valve piston from being unscrewed.

Description

Полезная модель относится к области арматуростроения, в частности к конструкции клапана осевого потока, предназначенного для установки на трубопроводах различных отраслей промышленности, в частности нефтегазодобывающей.The utility model relates to the field of valve engineering, in particular to the design of the axial flow valve, designed for installation on pipelines of various industries, in particular oil and gas.

Известно, выбранное в качестве ближайшего аналога, решение запорно-регулирующего клапана осевого потока, корпус которого выполнен с внутренним обтекателем. Между корпусом клапана и обтекателем образован кольцевой канал. Внутри корпуса с возможностью осевого перемещения установлен поршень, закрепленный на штоке зубчато-реечной передачи. Шток находится в косозубом зацеплении с вертикальным шпинделем и размещен внутри направляющей втулки, установленной в обтекателе корпуса клапана (RU 162908 кл. F16K 1/12, опубликовано 27.06.2016).It is known, selected as the closest analogue, the solution of the shut-off and control valve of the axial flow, the body of which is made with an internal fairing. An annular channel is formed between the valve body and the cowling. A piston is mounted inside the housing with the possibility of axial movement, mounted on a rod of a rack-and-pinion gear. The stem is helical gearing with a vertical spindle and is located inside the guide sleeve installed in the fairing of the valve body (RU 162908 class F16K 1/12, published 06/27/2016).

В известном решении не исключено заклинивание поршня в сепараторе клапана, загрязнение уплотнений штока клапана, а также раскручивание гайки крепления поршня.The known solution does not exclude jamming of the piston in the valve separator, contamination of the valve stem seals, as well as loosening of the piston mounting nut.

Задача полезной модели состоит в повышении эксплуатационных характеристик клапана.The objective of the utility model is to improve valve performance.

Названная задача обеспечена техническим результатом, связанным с повышением надежности и безопасности работы клапана, путем предотвращения заклинивания поршня в сепараторе и придания ему плавного хода, а также предотвращения раскручивания во время работы фиксирующей поршень на штоке гайки.The named task is ensured by the technical result associated with increasing the reliability and safety of the valve by preventing the piston from sticking in the separator and making it smooth, as well as preventing the nut fixing the piston fixing during operation.

Технический результат достигнут в полезной модели с помощью следующих признаков.The technical result is achieved in a utility model using the following features.

Также как в ближайшем аналоге запорно-регулирующий клапан осевого потока содержит корпус с входным и выходным патрубками и с размещенным внутри него обтекателем, при этом между корпусом и обтекателем образован кольцевой канал. Выходная часть упомянутого кольцевого канала перекрыта сепаратором. Внутри сепаратора размещен выполненный с возможностью осевого перемещения поршень. Последний закреплен на штоке зубчато-реечной передачи, расположенном в направляющей втулке, и находится в косозубом зацеплении со шпинделем.As in the closest analogue, the axial flow shut-off and control valve contains a housing with inlet and outlet nozzles and with a cowl located inside it, and an annular channel is formed between the body and the cowl. The outlet of said annular channel is covered by a separator. Inside the separator is placed made with the possibility of axial movement of the piston. The latter is mounted on a rack and pinion rod located in the guide sleeve and is helical with the spindle.

В отличие от ближайшего аналога с внутренней стороны сепаратора установлено антифрикционное кольцо, что обеспечивает снижение трения между сепаратором и поршнем.Unlike the closest analogue, an antifriction ring is installed on the inside of the separator, which reduces friction between the separator and the piston.

Также на штоке, со стороны входного патрубка клапана, и в направляющей втулке, со стороны выходного патрубка клапана, установлены очистительные кольца, что обеспечивает очистку трущихся поверхностей кинематической пары шток-направляющая втулка и способствует плавному ходу поршня.Also on the rod, from the side of the valve inlet pipe, and in the guide sleeve, from the valve outlet pipe side, cleaning rings are installed, which ensures the cleaning of the friction surfaces of the kinematic pair of the rod-guide sleeve and contributes to a smooth piston stroke.

Поршень закреплен на штоке посредством конической гайки и фиксирующих винтов, взаимодействующих с поршнем и заглубленных в эту гайку, что повышает надежность работы клапана путем предотвращения самопроизвольного раскручивания этой гайки при перемещении поршня во время работы клапана.The piston is fixed to the rod by means of a conical nut and fixing screws that interact with the piston and recessed into this nut, which increases the reliability of the valve by preventing spontaneous unwinding of this nut when moving the piston during valve operation.

Полезная модель поясняется чертежом, где на фиг. 1 показан осевой разрез части клапана в открытом положении; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1 (укрупнено); на фиг. 3 - вид Б на фиг. 1 (укрупнено); на фиг. 4 - вид В на фиг. 1 (укрупнено); на фиг. 5 - вид Г на фиг. 1 (укрупнено).A utility model is illustrated in the drawing, where in FIG. 1 shows an axial section through a portion of a valve in an open position; in FIG. 2 is a view A in FIG. 1 (enlarged); in FIG. 3 is a view B in FIG. 1 (enlarged); in FIG. 4 is a view B in FIG. 1 (enlarged); in FIG. 5 is a view D in FIG. 1 (enlarged).

Изображенный на фиг. 1 запорно-регулирующий клапан осевого потока выполнен литой конструкции сложной формы с внутренним обтекателем яйцеобразной формы, позволяющим снизить газодинамическое сопротивление клапана. Между корпусом 1 клапана и обтекателем 2 образован кольцевой канал для прохода газа. В полости обтекателя расположена зубчато-реечная передача для линейного перемещения поршня 3 внутри сепаратора 4. Внутренняя поверхность корпуса 1 клапана имеет сложную криволинейную конфигурацию для создания турбулентного пограничного слоя, который позволяет газу обтекать поверхность с резкими изгибами без срыва потока и дополнительно позволяет снизить газодинамическое сопротивление. Благодаря тому, что все поверхности внутри клапана имеют плавную обтекаемую форму, не происходит резкого падения давления за элементами, находящимися на пути потока газа и все отверстия сепаратора пропускают равное количество газа. Как результат, клапан имеет низкую шумовую характеристику и низкую сопротивляемость входящему потоку газа, а также возможность регулирования потока газа по линейной или равнопроцентной зависимости от хода поршня.Depicted in FIG. 1, the axial flow shut-off and control valve is made of a cast structure of complex shape with an internal egg-shaped cowl, which allows to reduce the gas-dynamic resistance of the valve. An annular channel for gas passage is formed between the valve body 1 and the cowl 2. A gear rack is located in the fairing cavity for linear movement of the piston 3 inside the separator 4. The inner surface of the valve body 1 has a complex curvilinear configuration to create a turbulent boundary layer that allows gas to flow around the surface with sharp bends without disrupting the flow and further reduces gas-dynamic resistance. Due to the fact that all surfaces inside the valve have a smooth streamlined shape, there is no sharp drop in pressure behind the elements located on the gas flow path and all the separator openings allow an equal amount of gas to pass through. As a result, the valve has a low noise response and low resistance to the incoming gas flow, as well as the ability to control the gas flow in a linear or equal percentage depending on the stroke of the piston.

Зубчато-реечная передача состоит из шпинделя 5 и штока 6, на которых выполнены косые зубья, для преобразования вертикального движения шпинделя в осевое перемещение штока. Шток 5 выполнен с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости в направляющей втулке 8 и жестко связан с поршнем 3 с помощью конической гайки 7.The rack-and-pinion transmission consists of a spindle 5 and a rod 6, on which oblique teeth are made, for converting the vertical movement of the spindle into axial movement of the rod. The rod 5 is made with the possibility of movement in the horizontal plane in the guide sleeve 8 and is rigidly connected to the piston 3 using a taper nut 7.

Поршень 3 центрируется внутри сепаратора 4 своей наружной поверхностью, но для лучшего центрирования и большего срока службы пары поршень-сепаратор использовано специальное кольцо 9 (фиг. 3), выполненное из антифрикционного материала на основе ПТФЭ (политетрафторэтилена). Это кольцо перераспределяет нагрузку на поршень 3, благодаря чему поршень имеет плавный ход и исключается возможность его заклинивания в сепараторе 4.The piston 3 is centered inside the separator 4 with its outer surface, but for better centering and longer service life of the piston-separator pair, a special ring 9 is used (Fig. 3), made of antifriction material based on PTFE (polytetrafluoroethylene). This ring redistributes the load on the piston 3, so that the piston has a smooth stroke and eliminates the possibility of jamming in the separator 4.

Для обеспечения плавного хода поршня и защиты манжетных уплотнений 10 штока 6, на штоке и в направляющей втулке 8 штока установлены очистительные кольца 11 (фиг. 2) и 12 (фиг. 4) соответственно, что обеспечивает очистку и сохранность трущихся поверхностей кинематической пары шток-направляющая втулка. В направляющей втулке 8 очистительное кольцо 12 установлено со стороны выходного патрубка 13 клапана. На штоке 6 очистительное кольцо 11 установлено со стороны входного патрубка 14 клапана.To ensure a smooth piston stroke and protect the lip seals 10 of the rod 6, the cleaning rings 11 (Fig. 2) and 12 (Fig. 4) are installed on the rod and in the rod guide bush 8, respectively, which ensures the cleaning and preservation of the rubbing surfaces of the kinematic pair guide sleeve. In the guide sleeve 8, the cleaning ring 12 is installed on the side of the outlet pipe 13 of the valve. On the stem 6, the cleaning ring 11 is installed on the inlet side of the valve 14.

Каждое очистительное кольцо выполнено из материала на основе ПТФЭ (политетрафторэтилена) с металлической вставкой, предназначенной для плотного прижатия очистительной грани кольца к очищаемой поверхности. При работе, очистительное кольцо взаимодействует с рабочими поверхностями штока и направляющей втулки, очищая эти поверхности без их повреждения от песка, мелкой пыли и воды. Сепаратор 4 имеет множество цилиндрических отверстий, оси которых расположены перпендикулярно поверхности поршня 3. В зависимости от положения поршня меняется количество открытых отверстий в сепараторе 4. Когда поршень 3 находится в крайнем правом положении отверстия сепаратора 4 перекрыты и, следовательно, течение газа через клапан отсутствует. Когда поршень 3 перемещен в противоположную сторону, отверстия сепаратора 4 для прохода газа открыты, и, следовательно, клапан имеет максимальную пропускную способность. В зависимости от требуемых условий эксплуатации и заданных характеристик пропускной способности клапана возможна установка разных сепараторов 4, отличающихся друг от друга размерами, формой и расположением отверстий.Each cleaning ring is made of a material based on PTFE (polytetrafluoroethylene) with a metal insert designed to tightly press the cleaning face of the ring to the surface being cleaned. During operation, the cleaning ring interacts with the working surfaces of the stem and the guide sleeve, cleaning these surfaces without damage from sand, fine dust and water. The separator 4 has many cylindrical holes, the axes of which are perpendicular to the surface of the piston 3. Depending on the position of the piston, the number of open holes in the separator 4 changes. When the piston 3 is in the extreme right position, the openings of the separator 4 are closed and, therefore, there is no gas flow through the valve. When the piston 3 is moved in the opposite direction, the openings of the separator 4 for gas passage are open, and therefore, the valve has a maximum throughput. Depending on the required operating conditions and the specified characteristics of the valve capacity, it is possible to install different separators 4, differing from each other in size, shape and location of the holes.

Коническая гайка 7 крепления поршня 3 зафиксирована от произвольного раскручивания при работе клапана внутренними винтами 15 (фиг. 5).The conical nut 7 of the piston 3 is fixed against arbitrary untwisting during operation of the valve by the internal screws 15 (Fig. 5).

Все элементы клапана, подверженные износу, являются быстросъемными и легкозаменяемыми.All valve elements subject to wear are quick-detachable and easily replaceable.

Claims

1. An axial flow valve comprising a housing with an inlet and outlet nozzles and an internal fairing and an annular channel formed between the housing and the fairing, the outlet of which is blocked by a separator, while an axially displaceable piston is mounted inside the separator and is mounted on a rod located in the guide the sleeve and being helical with the spindle, characterized in that an antifriction ring is installed on the inside of the separator, interacting with the piston, and on On the side of the inlet pipe and in the guide sleeve from the side of the output pipe cleaning rings are installed.

2. The valve according to claim 1, characterized in that the piston is connected to the stem with a conical nut with fixing screws that interact with the piston and are recessed into this nut.