RU2160862C1

RU2160862C1 - Control valve

Info

Publication number: RU2160862C1
Application number: RU2000110263A
Authority: RU
Inventors: А.П. Андреев; Б.В. Бурмистров; И.А. Гусев; В.В. Ермолаев
Original assignee: Андреев Александр Павлович; Бурмистров Борис Владимирович; Гусев Игорь Александрович; Ермолаев Владимир Викторович
Priority date: 2000-04-25
Filing date: 2000-04-25
Publication date: 2000-12-20

Abstract

FIELD: pipeline control fittings. SUBSTANCE: control valve is intended for use in different production lines of heat and electric power plants and hydroelectric power plants, in particular in control systems of steam condensate level in high-pressure heaters and low-pressure heaters of turbine plant regeneration system. Control valve has straight-flow body, delivery and drain branch pipes positioned in body, seat and turning disc slide valve with peripheral holes made in them and power element taking-up medium pressure. When aligned, the above-indicated holes couple delivery and drain cavities of body. Slide valve is coupled to drive spindle and provided with bushing connected to it by fillet-shaped section. Power element is made as membrane with rigid centre. Membrane is secured over periphery between ends of slide-valve bushing and spindle. Active areas of fillet-shaped section ledges are of the same size. Rigid centre of membrane is positioned inside slide-valve bushing for transmission of medium power action on valve body through supporting rod. Rod is passed through central holes made in seat and slide valve. EFFECT: enhanced reliability of operation. 3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к общему машиностроению, а именно к регулирующей трубопроводной арматуре, и может быть использовано в клапанах для регулирования больших расходов и перепадов давлений жидкой и газообразной сред в различных технологических линиях ТЭЦ, ТЭС, ГРЭС, в частности, для питания водой паровых котлов. The invention relates to general mechanical engineering, namely to regulating valves, and can be used in valves for regulating large flows and pressure drops of liquid and gaseous media in various technological lines of thermal power plants, thermal power plants, state district power plants, in particular, for supplying water to steam boilers.

Известен самоуплотняющийся дисковый клапан с разгрузкой, содержащий корпус с расположенным в нем седлом и дисковым запорным регулирующим органом, взаимодействующим с седлом и связанным через шпиндель, установленный в подшипниковых опорах, с разгруженным плунжером, размещенным в камере и образующим своими торцевыми поверхностями с внутренними поверхностями камеры полости, сообщенные со сливной и напорной частями трубопровода, причем разгрузочный плунжер с противоположных концов снабжен тарелями, а между тарелями и подшипниковыми опорами попарно на шарнирах установлены разноплечие рычаги с возможностью взаимодействия короткими плечами с упомянутыми тарелями, а длинными плечами - с подшипниковыми опорами (SU 1733810, A1, кл. F 16 K 39/04, 1992 г.)
Недостатком известного клапана является сложный и громоздкий механизм разгрузки.Known self-sealing disk valve with unloading, comprising a housing with a seat located therein and a disk locking regulating body interacting with the seat and connected through a spindle mounted in the bearings, with an unloaded plunger placed in the chamber and forming its end surfaces with the inner surfaces of the cavity chamber communicated with the drain and pressure parts of the pipeline, and the unloading plunger from the opposite ends is equipped with plates, and between the plates and bearing bearings ramie mutually hinged installed raznoplechie levers for engagement with said short arms of a plate and long arms - with the bearing supports (SU 1733810, A1, cl F 16 K 39/04, 1992).
A disadvantage of the known valve is a complex and bulky discharge mechanism.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является регулирующий клапан, содержащий прямоточный корпус, напорный и сливной патрубки, расположенные в корпусе седло и поворотный дисковый золотник с периферийными отверстиями в них, сообщающими при их совмещении напорную и сливную полости корпуса, и воспринимающий давление среды силовой элемент, причем золотник связан со шпинделем привода и снабжен втулкой, соединенной с ним гальтелеобразным профилем (SU 987257, A, кл. F 16 K 39/00, 1983 г.). The closest in technical essence to the invention is a control valve containing a straight-through housing, pressure and drain pipes located in the housing, a seat and a rotary disk spool with peripheral holes in them, which when combined, the pressure and drain cavities of the housing, and the pressure element perceiving the pressure of the medium moreover, the spool is connected to the drive spindle and equipped with a sleeve connected to it by a galactic profile (SU 987257, A, class F 16 K 39/00, 1983).

Недостатком известной конструкции является недостаточно надежная работа клапана при высоких перепадах давления рабочей среды. A disadvantage of the known design is the insufficiently reliable operation of the valve at high pressure drops of the medium.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является устранение отмеченных недостатков за счет более рациональной компоновки силового элемента с основными узлами клапана, а также более эффективное расположение активных площадей клапана. The problem to which the present invention is directed, is to eliminate the noted disadvantages due to a more rational layout of the power element with the main valve nodes, as well as a more efficient arrangement of the active areas of the valve.

Технический результат изобретения достигается тем, что в регулирующем клапане, содержащем прямоточный корпус, напорный и сливной патрубки, расположенные в корпусе седло и поворотный дисковый золотник с периферийными отверстиями в них, сообщающими при их совмещении напорную и сливную полости корпуса, и воспринимающий давление среды силовой элемент, причем золотник связан со шпинделем привода и снабжен втулкой, соединенной с ним гальтелеобразным профилем, силовой элемент выполнен в виде мембраны с жестким центром, закрепленной по периферии между торцами втулки золотника и шпинделя, активные площади полок гальтелеобразного профиля выполнены равновеликими, а жесткий центр мембраны расположен внутри втулки золотника с возможностью передачи силового воздействия среды на корпус клапана через опорный шток, пропущенный через центральные отверстия, выполненные в седле и золотнике. The technical result of the invention is achieved by the fact that in the control valve comprising a direct-flow housing, pressure and drain pipes, a saddle and a rotary disk valve with peripheral holes located in the housing, communicating the pressure and drain cavities of the housing when they are combined, and a power element that receives pressure from the medium moreover, the spool is connected to the drive spindle and equipped with a sleeve connected to it by a galtel-like profile, the power element is made in the form of a membrane with a rigid center, fixed on the periphery Rhee sleeve between the ends of the spool and the spindle, the active area galteleobraznogo shelves are made of equal profile and rigid center diaphragm is disposed within the spool sleeve to transmit the force effects of the environment on the valve body through the support rod passed through the central openings formed in the saddle and the spool.

Кроме этого, седло может быть установлено на открытом торце стакана, размещенного в корпусе между напорной и сливной полостями и замкнутого днищем на корпус, причем стакан со стороны сливного патрубка выполнен с насадком, входящим в сливной патрубок и соединяющим сливную полость со сливным патрубком. In addition, the saddle can be installed on the open end of the glass, placed in the housing between the pressure and drain cavities and closed by the bottom to the housing, and the glass on the side of the drain pipe is made with a nozzle included in the drain pipe and connecting the drain cavity to the drain pipe.

Кроме этого, между жестким центром мембраны и опорным штоком могут быть установлены тела качения. In addition, rolling bodies can be installed between the rigid center of the membrane and the support rod.

Указанные признаки являются существенными и взаимосвязанными между собой причинно-следственной связью с образованием совокупности существенных признаков, достаточных для достижения технического результата. These signs are significant and interconnected causal relationship with the formation of a set of essential features sufficient to achieve a technical result.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где
на фиг. 1 изображен регулирующий клапан в разрезе,
на фиг.2 - узел по фиг. 1.The invention is illustrated by drawings, where
in FIG. 1 shows a control valve in section
figure 2 - node in fig. 1.

Настоящее изобретение поясняется конкретным примером выполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения данной совокупностью существенных признаков заданного технического результата. The present invention is illustrated by a specific embodiment, which, however, is not the only possible, but clearly demonstrates the possibility of achieving this set of essential features of a given technical result.

Регулирующий клапан содержит прямоточный корпус 1, напорный 2 и сливной 3 патрубки, расположенные в корпусе 1, седло 4, поворотный дисковый золотник 5. В седле 4 и дисковом золотнике 5 выполнены периферийные отверстия 6 и 7 соответственно. Отверстия 6 и 7 при их совмещении сообщают напорную 8 и сливную 9 полости корпуса 1. Дисковый золотник 5 снабжен втулкой 10, соединенной с ним гальтелеобразным профилем. Активные площади 11 и 12 гальтелеобразного профиля выполнены равновеликими. Золотник 5 связан со шпинделем 13 привода 14 через воспринимающий давление среды силовой элемент, который выполнен в виде мембраны 15 с жестким центром 16. По периферии мембрана 15 закреплена между торцом 17 втулки 10 и торцом 18 шпинделя 13. Жесткий центр 16 мембраны 15 расположен внутри втулки 10 золотника 5 с возможностью передачи силового воздействия среды на корпус 1 клапана через опорный шток 19, пропущенный через выполненные в седле 4 и золотнике 5 центральные отверстия 20 и 21 соответственно. При этом седло 4 установлено на открытом торце стакана 22, который размещен в корпусе 1 между напорной 8 и сливной 9 полостями и замкнут своим днищем 23 на корпус 1. Стакан 22 со стороны сливного патрубка 3 выполнен с насадком 24, который входит своим концом в сливной патрубок 3 и соединяет сливную полость 9 со сливным патрубком 3. Между жестким центром 16 мембраны 15 и опорным штоком 19 установлены тела качения 25, уменьшающие усилие при повороте дискового золотника 5. The control valve comprises a direct-flow housing 1, a pressure head 2 and a drain 3 nozzles located in the housing 1, a seat 4, a rotary disk spool 5. In the seat 4 and disk spool 5, peripheral holes 6 and 7 are made, respectively. Holes 6 and 7, when combined, provide a pressure 8 and a drain 9 cavity of the housing 1. The disk spool 5 is equipped with a sleeve 10 connected to it by a galtel-like profile. The active areas 11 and 12 of the galtel-shaped profile are made equal. The spool 5 is connected to the spindle 13 of the actuator 14 through a pressure sensing power element, which is made in the form of a membrane 15 with a rigid center 16. At the periphery, the membrane 15 is fixed between the end face 17 of the sleeve 10 and the end face 18 of the spindle 13. The rigid center 16 of the membrane 15 is located inside the sleeve 10 of the spool 5 with the possibility of transmitting the force of the medium to the valve body 1 through the support rod 19, passed through the central holes 20 and 21, made in the seat 4 and spool 5, respectively. When this saddle 4 is installed on the open end of the Cup 22, which is placed in the housing 1 between the pressure 8 and drain 9 cavities and closed with its bottom 23 on the housing 1. The Cup 22 from the side of the drain pipe 3 is made with a nozzle 24, which enters its end in the drain pipe 3 and connects the drain cavity 9 to the drain pipe 3. Between the rigid center 16 of the membrane 15 and the support rod 19, rolling elements 25 are installed, which reduce the force when turning the disk spool 5.

Шпиндель 13 уплотнен относительно крышки 26 корпуса 1 сальниковым узлом, состоящим из камеры 27, сальниковой набивки 28, нажимной втулки 29, нажимной крышки сальника 30. Затяжка сальника осуществляется откидными шарнирными болтами 31. В качестве набивки используются современные уплотнительные материалы из расширенного графита, исключающие протечки рабочей среды в течение всего срока эксплуатации клапана. В конструкции регулирующего клапана применяется бесфланцевое соединение крышки 26 с корпусом 1. Крышка 26 размещена внутри корпуса 1 и установлена в расточке, выполненной в горловине корпуса 1, и удерживается в ней разрезными кольцами 32, входящими в кольцевой паз корпуса 1. Герметизация соединения обеспечивается сальниковым уплотнением с мягкой набивкой 33. The spindle 13 is sealed relative to the cover 26 of the housing 1 with a gland assembly consisting of a chamber 27, an stuffing box 28, a pressure sleeve 29, a compression gland 30. The gland is tightened with hinged hinge bolts 31. Modern packing materials made of expanded graphite are used as packing, eliminating leaks working environment during the entire life of the valve. The design of the control valve uses a flangeless connection of the cover 26 with the housing 1. The cover 26 is placed inside the housing 1 and is installed in a bore made in the neck of the housing 1 and is held in it by split rings 32 included in the annular groove of the housing 1. The connection is sealed by a gland seal padded 33.

Регулирующий клапан работает следующим образом. The control valve operates as follows.

Регулируемая рабочая среда под давлением P₁ поступает через напорный патрубок 2 в напорную полость 8 корпуса 1 клапана и выходит в сливную полость 9 с давлением P₂ через каналы, образующиеся при совпадении отверстий 6 в седле 4 с отверстиями 7 дискового золотника 5. Поворотом последнего вокруг своей оси с помощью шпинделя 13 можно изменять площадь сечения этих каналов, чем обеспечивается регулирование расхода рабочей среды. В закрытом положении клапана золотник 5 полностью перекрывает отверстие 6 в седле 4, при этом большая часть усилия от давления P₁, через жесткий центр мембраны 16, опорный шток 19 и стакан 22 замыкается на корпус 1, а активные площади 11 и 12 полок гальтелеобразного профиля в силу их равновеликости в распределении усилий не участвуют. В начале открытия клапана активная площадь 11 уменьшается, что приводит к уменьшению усилия прижима золотника к седлу, т.е. к его разгрузке.An adjustable working medium under pressure P ₁ enters through the pressure pipe 2 into the pressure cavity 8 of the valve body 1 and enters the drain cavity 9 with pressure P ₂ through the channels formed when the holes 6 in the seat 4 coincide with the holes 7 of the disk spool 5. By turning the latter around its axis using the spindle 13, you can change the cross-sectional area of these channels, which ensures the regulation of the flow of the working medium. In the closed position of the valve, the spool 5 completely covers the hole 6 in the seat 4, with most of the force from pressure P ₁ , through the rigid center of the membrane 16, the support rod 19 and the cup 22 closes on the body 1, and the active areas 11 and 12 of the shelves due to their equilibrium, they do not participate in the distribution of efforts. At the beginning of the valve opening, the active area 11 decreases, which leads to a decrease in the pressure force of the valve against the seat, i.e. to unload it.

Использование в клапане дискового золотника позволяет использовать клапан на загрязненной рабочей среде, т.к. регулирующая кромка работает как "нож". Установка в прямоточном корпусе стакана, который может быть изготовлен из эрозионно-стойкой стали, позволяет разбить высокоскоростные струи рабочей среды на мелкие брызги и устранить эффект размыва стенок сливного патрубка. The use of a disc valve in the valve allows the valve to be used on a contaminated working medium, as the adjusting edge acts like a “knife”. The installation of a cup in a straight-through case, which can be made of erosion-resistant steel, makes it possible to break high-speed jets of the working medium into small sprays and eliminate the effect of erosion of the walls of the drain pipe.

Гидравлическая разгрузка золотника позволяет использовать клапан при высоких перепадах давления рабочей среды. Hydraulic unloading of the spool allows the valve to be used at high pressure drops of the medium.

Изобретение соответствует условию патентоспособности "промышленная применимость", поскольку его реализация возможна при использовании существующих средств производства с применением известных технологических операций. The invention meets the condition of patentability "industrial applicability", since its implementation is possible using existing means of production using known technological operations.

Claims

1. A control valve comprising a direct-flow housing, pressure and drain nozzles located in the housing, a saddle and a rotary disk spool with peripheral holes in them, communicating when the pressure and drain cavities of the housing are combined, and a pressure element receiving pressure from the medium, the spool being connected to the spindle the drive and is equipped with a sleeve connected to it by a galtel-shaped profile, characterized in that the power element is made in the form of a membrane with a rigid center, fixed on the periphery between the ends of the spool sleeve and spindle, the active areas of the shelves of the galtel-shaped profile are made equal, and the rigid center of the membrane is located inside the spool sleeve with the possibility of transmitting the force of the medium to the valve body through the support rod, passed through the central holes made in the seat and spool.

2. The valve according to claim 1, characterized in that the seat is mounted on the open end of the glass, placed in the housing between the pressure and drain cavities and the bottom closed on the body, and the glass on the side of the drain pipe is made with a nozzle included in the drain pipe and connecting the drain cavity with drain pipe.

3. The valve according to claim 1 or 2, characterized in that between the rigid center of the membrane and the support rod installed rolling elements.