RU2112903C1 - Valve unit - Google Patents
Valve unit Download PDFInfo
- Publication number
- RU2112903C1 RU2112903C1 RU96117346A RU96117346A RU2112903C1 RU 2112903 C1 RU2112903 C1 RU 2112903C1 RU 96117346 A RU96117346 A RU 96117346A RU 96117346 A RU96117346 A RU 96117346A RU 2112903 C1 RU2112903 C1 RU 2112903C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- valve
- seat
- shutter
- cover
- spring
- Prior art date
Links
Landscapes
- Details Of Valves (AREA)
- Safety Valves (AREA)
- Lift Valve (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к трубопроводной арматуре и может быть использовано для перекрытия потока рабочей среды, транспортируемой по трубопроводу. The invention relates to pipe fittings and can be used to shut off the flow of the working medium transported through the pipeline.
Известны клапаны, в которых управление рабочим органом осуществляется непосредственно связанным с ним приводом, при этом велико тяговое усилие, необходимое для преодоления гидродинамического сопротивления среды и приведения клапана в действие SU, авт.свид. N 445799, кл. F 16 К 31/02, 1974; SU, авт.свид. N 1366753, кл. F 16 К 1/12, 1988). Valves are known in which the control of the working body is carried out directly by a drive connected with it, and the tractive effort required to overcome the hydrodynamic resistance of the medium and actuate the valve in SU, autosvid. N 445799, CL F 16 K 31/02, 1974; SU, autosvid. N 1366753, cl. F 16K 1/12, 1988).
Известны клапаны с гидропневмоусилителями, например мембранными, преобразующими энергию рабочей среды в перестановочное усилие, действующее на запорный орган (SU, авт.свид. N 748074, кл. F 16 К 31/02, 1980; SU, авт.свид. N 181926, кл. F 16 К 31/02, 1968). Срок службы подобных устройств невелик, поскольку при длительной работе в условиях высоких давлений среды имеется вероятность нарушения герметичности мембран. Known valves with hydropneumatic amplifiers, for example, diaphragm converting the energy of the working medium into a switching force acting on the shut-off element (SU, autoswitch. N 748074, CL F 16 K 31/02, 1980; SU, autoswitch. N 181926, CL F 16 K 31/02, 1968). The service life of such devices is small, since during prolonged operation at high pressures of the medium there is a possibility of a violation of the tightness of the membranes.
Известны клапаны, в которых открытие и удержание запорного органа в поднятом состоянии осуществляется силами, возникающими от перепада давлений на поверхность запорного органа вследствие прохождения рабочей среды через разгрузочные каналы (DE, N 2733854, кл. F 16 К 1/12, 1975; SU, авт.свид. N 1759237, кл. F 16 К 31/02, 1992). Valves are known in which the opening and holding of the locking element in the raised state is carried out by forces arising from the differential pressure on the surface of the locking element due to the passage of the working medium through the discharge channels (DE, N 2733854, class F 16 K 1/12, 1975; SU, author certificate N 1759237, class F 16 K 31/02, 1992).
Наиболее близким решением к предлагаемому является клапан, содержащий корпус с входным и выходным каналами и выполненным в нем седлом, основной затвор поршневого типа с пружиной и разгрузочные каналы, связанные между собой через управляющий клапан (RU, патент N 2022193, кл. F 16 К 31/02, 1994). Перемещение запорного органа в нем осуществляется подъемной силой, возникающей от статического перепада давлений над и под запорным органом и динамического воздействия потока рабочей среды на часть его поверхности. Однако поскольку разгрузочные каналы сообщают входной канал клапана с выходным, где давление постепенно нарастает, в момент выравнивания давлений может произойти срабатывание пружины и самопроизвольное закрытие клапана. The closest solution to the proposed one is a valve containing a housing with inlet and outlet channels and a seat made in it, a main piston-type valve with a spring, and discharge channels connected to each other through a control valve (RU, patent N 2022193, class F 16 K 31 / 02, 1994). The movement of the shut-off element in it is carried out by the lifting force arising from the static differential pressure above and below the shut-off element and the dynamic effect of the flow of the working medium on a part of its surface. However, since the discharge channels communicate with the valve inlet channel and the outlet channel, where the pressure gradually rises, at the moment of pressure equalization, the spring can act and the valve closes spontaneously.
Задача изобретения - увеличение усилия, открывающего клапан, за счет создания большего перепада давлений, воздействующего на рабочий орган, и увеличение динамической составляющей этого усилия путем увеличения поверхности запорного органа, взаимодействующей с потоком рабочей среды. Следствием этого является повышение надежности срабатывания клапана. The objective of the invention is to increase the force that opens the valve due to the creation of a greater pressure drop acting on the working body, and to increase the dynamic component of this effort by increasing the surface of the shut-off body interacting with the flow of the working medium. The consequence of this is to increase the reliability of the valve.
Задача решается тем, что в клапане, содержащем корпус с входным и выходным каналами и выполненным в нем первым седлом, крышку, затвор поршневого типа с пружиной, разгрузочные каналы, связанные между собой через управляющий клапан, а также второе седло, один из разгрузочных каналов сообщен либо с атмосферой, либо с другим разгрузочным каналом, сообщенным, в свою очередь, с входным каналом корпуса, а затвор выполнен с перепускными окнами. Второе седло размещено в выходном канале корпуса, снабжено уплотнением и введено в контакт с нижней частью затвора. В этом случае клапан закрыт давлением пружины и рабочей среды. Гарантируется это тем, что геометрические размеры затвора находятся в следующей зависимости:
где D1 - диаметр первого седла;
D2 - диаметр второго седла;
D3 - диаметр верхней части затвора;
Рпр - усилие пружины;
Рвх - давление среды на входе клапана.The problem is solved in that in a valve comprising a housing with inlet and outlet channels and a first seat made therein, a cover, a piston-type shutter with a spring, discharge channels connected to each other through a control valve, as well as a second seat, one of the discharge channels is communicated either with the atmosphere, or with another discharge channel, communicated, in turn, with the input channel of the housing, and the shutter is made with bypass windows. The second seat is located in the outlet channel of the housing, is equipped with a seal and is brought into contact with the lower part of the shutter. In this case, the valve is closed by the pressure of the spring and the working medium. This is guaranteed by the fact that the geometric dimensions of the shutter are in the following relationship:
where D 1 is the diameter of the first saddle;
D 2 - the diameter of the second saddle;
D 3 - the diameter of the upper part of the shutter;
P CR - spring force;
R I - the pressure of the medium at the inlet of the valve.
Открытие клапана осуществляется статическим усилием, пропорциональным перепаду давления рабочей среды во входном канале и атмосферного. Динамическое воздействие потока осуществляется по всей внутренней поверхности затвора, поскольку рабочая среда поступает внутрь него через перепускные окна. При этом чтобы пропускная способность клапана не ограничивалась, перепускные окна выполнены таким образом, чтобы их суммарная площадь была не меньше площади сечения внутренней полости затвора. The valve opens by a static force proportional to the differential pressure of the working medium in the inlet channel and atmospheric. The dynamic effect of the flow is carried out over the entire inner surface of the shutter, since the working medium enters into it through the bypass windows. Moreover, so that the valve capacity is not limited, the bypass windows are designed so that their total area is not less than the cross-sectional area of the inner cavity of the shutter.
В клапане по п.2 между первым и вторым седлами выполнены по меньшей мере три стойки, регулируемые по высоте, что позволяет выбрать допуски при изготовлении деталей и сборке клапана и обеспечить его герметичность. Седла при этом могут быть выполнены, например в виде втулок с отверстиями по числу стоек, а регулировка высоты стоек может производиться, например по резьбе. In the valve according to claim 2, between the first and second seats, at least three racks are made, adjustable in height, which allows you to select tolerances in the manufacture of parts and assembly of the valve and ensure its tightness. The saddles can be made, for example, in the form of bushings with holes in the number of racks, and the height adjustment of the racks can be made, for example, by thread.
В клапане по п.3, с целью повышения надежности срабатывания выполнено в его крышке приспособление для начальной регулировки степени сжатия пружины, например в виде гайки, опирающейся на ее торец и вращающейся по резьбе внутри крышки. In the valve according to claim 3, in order to increase the reliability of operation, a device is made in its cover for initial adjustment of the compression ratio of the spring, for example, in the form of a nut resting on its end face and rotating along the thread inside the cover.
Надежность клапана может быть повышена также путем предохранения его стыкуемых с ним участков трубопровода от гидравлического удара, возникающего в момент закрытия клапана. Для этого клапан по п.4 дополнительно снабжен второй крышкой с размещенным в ней предохранительным клапаном, содержащим запорный орган с уплотнением, подпружиненным до контакта с третьим седлом, выполненным в корпусе клапана, а между второй крышкой и корпусом образована разгрузочная полость, сообщенная с выходным каналом клапана посредством отверстия в корпусе, а с входным каналом - через третье седло. При резком повышении давления в напорной части клапана при его закрытии открывается предохранительный клапан, и рабочая среда проходит через третье седло в разгрузочную полость, сообщенную с каналом низкого давления. При выравнивании давления в системе предохранительный клапан автоматически закрывается. Для регулирования уровня его срабатывания во второй крышке предусмотрено приспособление, регулирующее степень сжатия пружины например, в виде гайки (клапан по п.5). Reliability of the valve can also be improved by protecting its sections of the pipeline that are joined to it from water hammer arising at the time of closing the valve. For this, the valve according to claim 4 is additionally equipped with a second cover with a safety valve located in it, containing a shut-off element with a seal, spring-loaded to contact with the third seat, made in the valve body, and an unloading cavity in communication with the outlet channel is formed between the second cover and the body. valve through an opening in the housing, and with an inlet channel through the third seat. With a sharp increase in pressure in the pressure part of the valve, when it is closed, the safety valve opens and the working medium passes through the third seat into the discharge cavity in communication with the low pressure channel. When the pressure in the system is equalized, the safety valve automatically closes. To regulate the level of its operation in the second cover there is a device that regulates the compression ratio of the spring, for example, in the form of a nut (valve according to claim 5).
На чертеже изображен разрез клапана в положении ЗАКРЫТ. The drawing shows a section of the valve in the CLOSED position.
Клапан содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 каналами и первое седло 4 в виде цилиндрической втулки. Корпус снабжен первой крышкой 5, в которой размещен затвор 6 поршневого типа в виде полого цилиндра, плавно переходящего в нижней части в конус. Форма затвора может отличаться от изображенной на чертеже, но обязательным является соблюдение следующего соотношения геометрических размеров затвора:
где D1 - диаметр первого седла;
D2 - диаметр второго седла;
D3 - диаметр верхней части затвора;
Рпр - усилие пружины;
Рвх - давление среды на входе клапана.The valve comprises a housing 1 with input 2 and output 3 channels and a first seat 4 in the form of a cylindrical sleeve. The housing is provided with a first cover 5, in which a piston-type shutter 6 is arranged in the form of a hollow cylinder that smoothly passes at the bottom into a cone. The shape of the shutter may differ from that shown in the drawing, but it is imperative that the following ratio of the geometric dimensions of the shutter is observed:
where D 1 is the diameter of the first saddle;
D 2 - the diameter of the second saddle;
D 3 - the diameter of the upper part of the shutter;
P CR - spring force;
R I - the pressure of the medium at the inlet of the valve.
В средней части затвора выполнены перепускные окна 7, а в цилиндрической расточке верхней части размещена пружина 8, поджатая в сторону седла гайкой 9. Первое седло 4 взаимодействует с уплотнением 10 в средней части затвора, а нижняя коническая часть затвора - с уплотнением 11 второго седла 12, выполненного в выходном канале корпуса 1. Между первым и вторым седлами расположены стойки 13, размещенные одним концом в глухих отверстиях нижней части втулки, представляющей собой первое седло, а другим концом взаимодействующие по резьбе с нижней частью корпуса, где размещено второе седло. Стойки законтрены, например, гайкой или герметиком. В крышке 5 выполнены два разгрузочных канала, из которых первый 14 сообщает управляющую полость 15 с рабочей камерой 16 управляющего клапана 17, закрепленного на крышке 5, а второй разгрузочный канал 18 соединяет с упомянутой камерой входной канал 2 корпуса 1. Рабочая камера 16 сообщена через седло управляющего клапана с атмосферой, а шток 19 связан с приводом, например, электромагнитным или любым другим, в том числе ручным. В нижней части корпуса 1 размещена вторая крышка 20, образующая с нижней частью корпуса разгрузочную полость 21, сообщенную с выходным каналом 3 через отверстие 22, а с внутренней полостью затвора 6 и входным каналом 2 - через выполненное в нижней части корпуса третье седло 23 предохранительного клапана 24, который содержит запорный орган 25, подпружиненный в сторону седла пружиной 26, в свою очередь поджатой накидной гайкой 27, а также уплотнение 28. Bypass windows 7 are made in the middle part of the shutter, and a spring 8 is placed in the cylindrical bore of the upper part, pressed against the seat with a nut 9. The first seat 4 interacts with the seal 10 in the middle part of the shutter, and the lower conical part of the shutter with the seal 11 of the second seat 12 made in the output channel of the housing 1. Between the first and second saddles are racks 13, placed at one end in the blind holes of the lower part of the sleeve, which is the first saddle, and the other end interacting threaded with the lower part orpusa where it is taken by the second seat. The racks are locked, for example, with a nut or sealant. Two discharge channels are made in the cover 5, of which the first 14 communicates the control cavity 15 with the working chamber 16 of the control valve 17 fixed to the cover 5, and the second discharge channel 18 connects the input channel 2 of the housing 1 to the said chamber. The working chamber 16 is communicated through the saddle the control valve with the atmosphere, and the stem 19 is connected to the actuator, for example, electromagnetic or any other, including manual. A second cover 20 is placed in the lower part of the housing 1, which forms an unloading cavity 21 with the lower part of the housing, which communicates with the outlet channel 3 through the opening 22, and with the shutter cavity 6 and the inlet 2 through the third safety valve seat 23 made in the lower part of the housing 24, which contains a locking member 25, spring-loaded toward the saddle side by a spring 26, in turn pushed by a union nut 27, as well as a seal 28.
Клапан работает следующим образом. The valve operates as follows.
В нормально закрытом состоянии клапана первый 14 и второй 18 разгрузочные каналы сообщены между собой, и рабочая среда из входного канала 2 поступает в управляющую полость 15, оказывая давление на затвор 6. Такое же давление оказывает на него и пружина 8. Под действием суммарного давления затвор 6 перекрывает поток рабочей среды в местах контакта с седлами 4 и 12. Под воздействием усилия привода на управляющий клапан 17 его затвор, перемещаясь, перекрывает путь рабочей среде из второго разгрузочного канала 18 в первый 14, сообщая одновременно первый с атмосферой через рабочую камеру 16. При этом давление в управляющей полости 15 становится равным атмосферному, и под действием давления рабочей среды затвор 6 перемещается вверх, открывая путь рабочей среде в выходной канал 3. Как только открываются проходные отверстия между седлами 4 и 12 и уплотнениями 10 и 11, к силе, возникающей от перепада давлений, добавляется сила динамического воздействия потока рабочей среды на затвор 6, поднимая его до крайнего верхнего положения. Закрытие клапана производится приведением затвора управляющего клапана в исходное положение. При этом затвор 6 возвращается в первоначальное положение под действием пружины 8 и давления рабочей среды на верхнюю и среднюю части затвора. In the normally closed state of the valve, the first 14 and second 18 discharge channels are interconnected, and the working medium from the inlet channel 2 enters the control cavity 15, exerting pressure on the valve 6. The spring 8 exerts the same pressure on it. Under the action of the total pressure, the valve 6 blocks the flow of the working medium at the points of contact with the seats 4 and 12. Under the influence of the drive force on the control valve 17, its shutter, moving, closes the path of the working medium from the second discharge channel 18 to the first 14, communicating simultaneously the first with the atmosphere through the working chamber 16. In this case, the pressure in the control cavity 15 becomes atmospheric, and under the influence of the pressure of the working medium, the shutter 6 moves upward, opening the way for the working medium to the outlet channel 3. As soon as the passage openings between the seats 4 and 12 and the seals open 10 and 11, to the force arising from the differential pressure, the force of the dynamic action of the flow of the working medium on the shutter 6 is added, raising it to its extreme upper position. The valve is closed by bringing the control valve shutter to its original position. When this shutter 6 is returned to its original position under the action of the spring 8 and the pressure of the working medium on the upper and middle parts of the shutter.
При возникновении в момент закрывания клапана гидравлического удара за счет резкого возрастания давления во входном канале 2 открывается предохранительный клапан 24, и часть рабочей среды через канал седла 23 стравливается в разгрузочную полость 21 и оттуда через отверстие 22 - в выходной канал 3 клапана, гася гидравлический удар непосредственно в клапане. При уменьшении давления на входе клапана до расчетной величины предохранительный клапан 20 закрывается под действием усилия пружины 26. If a water hammer occurs at the moment of closing the valve due to a sharp increase in pressure in the inlet channel 2, the safety valve 24 opens, and a part of the working medium is discharged through the seat channel 23 into the discharge cavity 21 and from there through the hole 22 into the valve outlet channel 3, quenching water hammer directly in the valve. When reducing the pressure at the valve inlet to the calculated value, the safety valve 20 closes under the action of the force of the spring 26.
Предлагаемый клапан выпускается серийно и используется для перекрытия потоков рабочей среды, транспортируемой по трубопроводу. The proposed valve is commercially available and is used to block the flow of the working medium transported through the pipeline.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96117346A RU2112903C1 (en) | 1996-08-27 | 1996-08-27 | Valve unit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96117346A RU2112903C1 (en) | 1996-08-27 | 1996-08-27 | Valve unit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2112903C1 true RU2112903C1 (en) | 1998-06-10 |
| RU96117346A RU96117346A (en) | 1998-11-10 |
Family
ID=20184914
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU96117346A RU2112903C1 (en) | 1996-08-27 | 1996-08-27 | Valve unit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2112903C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2527268C2 (en) * | 2009-01-27 | 2014-08-27 | Фишер Контролз Интернешнел Ллс | Actuator with feed speed variator |
-
1996
- 1996-08-27 RU RU96117346A patent/RU2112903C1/en active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2527268C2 (en) * | 2009-01-27 | 2014-08-27 | Фишер Контролз Интернешнел Ллс | Actuator with feed speed variator |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11079036B2 (en) | Double action direction fluid flow valve | |
| US6668848B2 (en) | Pneumatic volume booster for valve positioner | |
| JPS6041268B2 (en) | valve | |
| SE501377C2 (en) | Three-way diaphragm valve assembly | |
| KR100194854B1 (en) | Pilot Valves and Safety Relief Devices Containing the Same | |
| US5996606A (en) | Four-port valve and three-way valve | |
| US3913884A (en) | Variable bleed valve | |
| US2207382A (en) | Pressure relief valve | |
| US5655748A (en) | Metering valve | |
| US20190249693A1 (en) | Discharge pressure scale and lifting-lowering device having a discharge pressure scale of this type | |
| RU2112903C1 (en) | Valve unit | |
| EP1486712B1 (en) | Three-way valve | |
| US6220280B1 (en) | Pilot operated relief valve with system isolating pilot valve from process media | |
| US802496A (en) | Steam-pressure-reducing valve. | |
| KR20010013329A (en) | Actuator valve for pressure switch for a hydraulic system | |
| JPS60184907A (en) | Valve device | |
| US3459212A (en) | Vented fluid valve | |
| US3556145A (en) | Fluid motor supply and control valve | |
| US4296771A (en) | Quiet impulse steam trap | |
| US20050076953A1 (en) | Balanced valve body for use with normally-open and normally-closed modes of operation | |
| US5027847A (en) | Pneumatic valve actuator sequencing control system and sequencing relay device incorporated therein | |
| US5295512A (en) | Fluid control spool valve | |
| RU2147092C1 (en) | Double seated balanced valve | |
| KR100591291B1 (en) | Backflow preventer | |
| SU945570A1 (en) | Electromagnetic valve |