RU2187729C1

RU2187729C1 - Locking and regulating valve

Info

Publication number: RU2187729C1
Application number: RU2000131502A
Authority: RU
Inventors: Н.Х. Ванинский; Р.З. Лисовский; А.И. Мишин; А.В. Федорук
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Криогенная технология"
Priority date: 2000-12-18
Filing date: 2000-12-18
Publication date: 2002-08-20

Abstract

FIELD: working fluid flow rate regulating equipment. SUBSTANCE: locking and regulating valve has casing with inlet and outlet branch pipes and locking device defining in conjunction with casing walls internal cavity connected with control device, which is connected to outlet branch pipe. Locking device is coupled at its side adjoining to internal cavity to stop rigidly coupled to rod positioned for reciprocation by drive. Locking device is equipped with compression spring positioned at its opposite side and provided with drive. EFFECT: increased efficiency and provision for automatic disconnection of valve in emergency situations. 5 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, более узко к запорным клапанам, устанавливаемым на различных магистралях, трубопроводах и других коммуникациях, а более конкретно к запорным клапанам с управляющим органом, обеспечивающим регулирование расхода рабочей среды. The invention relates to mechanical engineering, more specifically to shut-off valves installed on various highways, pipelines and other communications, and more particularly to shut-off valves with a governing body for controlling the flow of the working medium.

Изобретение может найти применение в самых широких областях техники, например в энергетике, химической, нефтяной, газовой и других отраслях промышленности и т.п. The invention can find application in the widest areas of technology, for example, in the energy, chemical, oil, gas and other industries, etc.

Известны запорные клапаны, содержащие корпус с входным и выходным патрубками и с седлом, перекрываемым запорный орган, снабженным поршнем, образующим внутри корпуса подпоршневую и надпоршневую полости, первая из которых соединена через форкамеру с входным патрубком, а вторая - с выходным, причем на этой линии связи установлен управляющий перекрывной орган с приводом (см. , например, а.с. 165623, кл. F 16 K 31/02, 1964 г.). Known shut-off valves containing a housing with an inlet and outlet nozzles and with a seat overlapped by a shut-off element provided with a piston forming a sub-piston and supra-piston cavity inside the housing, the first of which is connected through the prechamber to the inlet pipe, and the second to the outlet pipe, and on this line a control shut-off body with a drive has been installed (see, for example, AS 165623, class F 16 K 31/02, 1964).

Данный клапан не имеет устройств, обеспечивающих регулирование расхода рабочей среды, следовательно, этот клапан также не может обеспечить технический результат, достигаемый данным изобретением. This valve does not have devices that control the flow rate of the working medium, therefore, this valve also cannot provide the technical result achieved by this invention.

Известны также запорные клапаны, содержащие корпус с входным и выходным патрубками и запорным органом, образующим со стенками корпуса внутреннюю полость, подключенную к управляющему органу, который, в свою очередь, соединен с выходным патрубком (см. патент РФ 2160405, кл. F 16 K 31/02, 1998 г.). Shut-off valves are also known, comprising a housing with an inlet and outlet nozzles and a shutoff member forming an internal cavity connected to the governing body with the walls of the housing, which, in turn, is connected to the outlet nozzle (see RF patent 2160405, class F 16 K 31/02, 1998).

Данный клапан выбран за прототип. Технический результат, поставленный изобретением, в данном клапане не достигается, т.к. в нем не предусмотрены средства для регулирования расхода рабочей среды. This valve is selected for the prototype. The technical result set by the invention in this valve is not achieved, because it does not provide means for regulating the flow of the working medium.

Задача данного изобретения - создание запорного клапана с управляющим органом, который мог бы обеспечить регулирование расхода рабочей среды и автоматическое отключение в аварийных ситуациях. The objective of the invention is the creation of a shut-off valve with a control body that could provide control of the flow rate of the working medium and automatic shutdown in emergency situations.

Технический результат изобретения - обеспечение регулирования расхода рабочей среды и автоматическое отключение клапана в аварийных ситуациях. The technical result of the invention is the provision of regulation of the flow rate of the working environment and automatic shutdown of the valve in emergency situations.

Данный технический результат достигается тем, что запорный клапан содержит корпус с входным и выходным патрубками и запорный орган, образующий со стенками корпуса внутреннюю полость, подключенную к управляющему органу, который в свою очередь, соединен с выходным патрубком, при этом запорный орган со стороны, примыкающей к внутренней полости корпуса, сопряжен с упором, жестко связанным со штоком, установленным с возможностью возвратно-поступательного перемещения с помощью привода, а с противоположной стороны запорный орган снабжен пружиной сжатия, также имеющей привод. This technical result is achieved by the fact that the shut-off valve comprises a housing with inlet and outlet nozzles and a shut-off element forming an internal cavity connected to the governing body with the walls of the housing, which, in turn, is connected to the outlet nozzle, while the shut-off element is on the adjacent side to the internal cavity of the housing, is interfaced with a stop rigidly connected to the rod, mounted with the possibility of reciprocating movement by means of a drive, and on the opposite side, the locking element is equipped with a spring hydrochloric compression, also having a drive.

Еще в большей степени данный технический результат достигается тем, что привод пружины выполнен в виде электромагнита, сердечник которого представляет собой поршень, установленный с возможностью возвратно-поступательного перемещения под действием перепада давлений до стопа электромагнита; привод штока выполнен в виде электромотора, управляющий орган выполнен в виде клапана с электромагнитным приводом, входной и выходной патрубки размещены на общей оси, а запорный орган перпендикулярно последней. An even greater degree of this technical result is achieved by the fact that the spring drive is made in the form of an electromagnet, the core of which is a piston mounted with the possibility of reciprocating movement under the action of a pressure differential to the stop of the electromagnet; the stem drive is made in the form of an electric motor, the control body is made in the form of a valve with an electromagnetic drive, the inlet and outlet nozzles are placed on a common axis, and the shut-off element is perpendicular to the latter.

На чертеже схематически изображен описываемый запорный клапан, расположенный вертикально. The drawing schematically depicts the described shut-off valve located vertically.

Запорный клапан содержит корпус 1, который имеет седло 2 для запорного органа 3, выполненного в виде стакана, имеющего на боковой поверхности разгрузочное отверстие 4, а также возвратную пружину 5, поджимающую запорный орган 3 к седлу 2. Стенки корпуса 1 образуют внутреннюю полость 6. Со стороны внутренней полости 6 запорный орган нежестко сопряжен с упором 7, жестко связанным со штоком 8, установленным с возможностью возвратно-поступательного перемещения с помощью привода, преимущественно электромотора 9, который прикреплен через стойку 10 к корпусу 1. С противоположной стороны запорный орган снабжен пружиной сжатия 11, которая также снабжена приводом. В оптимальном варианте этот привод выполнен в виде электромагнита, сердечник 12 которого установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения под действием перепада давления между полостью 13, соединенной с внутренней полостью 6 трубопроводами 14, 15, и полостью 16, соединенной с выходным патрубком 17 через полый шток 18. Перемещение сердечника ограничено стопом 19 электромагнита. Между трубопроводами 14 и 15 расположен управляющий орган 20 в виде клапана 21 с электромагнитным приводом 22 и возвратной пружиной 23. Трубопровод 14 может быть сообщен с трубопроводом 15 с помощью байпасной линии 24, имеющей вентиль 25. Электромотор 9 имеет конечный выключатель 26 и связан с системой управления известного типа, обеспечивающей перемещение упора 7 по заданной программе. Корпус снабжен также входным патрубком 27. The shut-off valve comprises a housing 1, which has a seat 2 for the locking member 3, made in the form of a cup having an unloading hole 4 on the side surface, and also a return spring 5, which presses the locking member 3 to the seat 2. The walls of the housing 1 form an internal cavity 6. From the side of the internal cavity 6, the locking member is non-rigidly coupled with a stop 7, rigidly connected to the rod 8, mounted with the possibility of reciprocating movement using a drive, mainly an electric motor 9, which is attached through the rack 10 to the core to the pus 1. On the opposite side, the locking member is provided with a compression spring 11, which is also provided with a drive. In an optimal embodiment, this drive is made in the form of an electromagnet, the core 12 of which is mounted with the possibility of reciprocating movement under the action of a pressure differential between the cavity 13 connected to the internal cavity 6 by pipelines 14, 15 and the cavity 16 connected to the outlet pipe 17 through the hollow rod 18. The movement of the core is limited by the stop 19 of the electromagnet. Between the pipelines 14 and 15, a control body 20 is located in the form of a valve 21 with an electromagnetic actuator 22 and a return spring 23. The pipeline 14 can be connected to the pipeline 15 using a bypass line 24 having a valve 25. The electric motor 9 has a limit switch 26 and is connected to the system control of a known type, providing movement of the stop 7 according to a given program. The housing is also equipped with an inlet pipe 27.

Полость 13 сообщена с полостью 16 через отверстие 28, большее, чем отверстие 4. Запорный клапан может быть расположен как вертикально, так и горизонтально, а также под углом. The cavity 13 communicates with the cavity 16 through the hole 28, larger than the hole 4. The shut-off valve can be located both vertically and horizontally, as well as at an angle.

Работа запорного клапана осуществляется следующим образом. The shut-off valve is as follows.

При обесточенном электромагните 22, электромагните привода пружины 11 и электромотора 9 запорный орган 3 опущен на седло 2, а клапан 21 перекрывает трубопровод 15. Шток 8 находится в произвольном положении. Сердечник 12 отжат от стопа 19 пружиной 11, вентиль 25 закрыт. В полости 6 устанавливается давление, равное давлению рабочей среды во входном патрубке 27. В выходном патрубке 17 давление выхода рабочей среды ниже давления в патрубке 27. Пружина 11 не оказывает силового давления на запорный орган 3, а пружина 5 прижимает затвор к седлу 2. Запорный клапан закрыт. When deenergized, electromagnet 22, electromagnet drive the spring 11 and the motor 9, the locking element 3 is lowered to the seat 2, and the valve 21 closes the pipe 15. The rod 8 is in an arbitrary position. The core 12 is pressed from the stop 19 by the spring 11, the valve 25 is closed. In the cavity 6, a pressure equal to the pressure of the working medium in the inlet pipe 27 is set. In the output pipe 17, the pressure of the working medium exit is lower than the pressure in the pipe 27. The spring 11 does not exert force pressure on the shut-off element 3, and the spring 5 presses the shutter against the seat 2. Shut-off valve is closed.

При включении электромотора 9 его шток 8 вместе с упором 7 выдвигаются к запорному органу 3 до замыкания нижнего концевого выключателя 26. При этом включаются электромагниты 22 и электромагнит пружины 11, давление рабочей среды. Под действием перепада давления сердечник 12 поднимается вверх на стоп 19, взводя пружину 11 до упора, и начинает удерживать ее. Давление в полости 13 благодаря расходу через отверстие 28, имеющее большее сечение, чем отверстие 4, падает. Расход рабочей среды идет по пути: входной патрубок 27, отверстие 4, полость 6, трубопроводы 14, 15 отверстие 28, патрубок 17. В полости 6 устанавливается давление, близкое к давлению выхода, запорный орган 3 разгерметизируется пружиной 11 и поднимается до упора 7. Запорный клапан открыт. Воздействием электромотора на упор 7 можно перемещать затвор 3 от седла или к седлу по заданной программе, изменяя величину прохода между седлом и затвором, тем самым регулируется расход рабочей среды. Для отключения запорного клапана прекращается подача электрического питания на электромагниты и электромотор 9. При этом вентиль 21 перекрывает трубопровод 15, а сердечник 12 возвращается в исходное положение пружиной 11. Через отверстие 5 восстанавливается в полости 6 давление рабочей среды до давления во входном патрубке 27. Пружина 5 возвращает запорный орган 3 на седло 2, а разность давлений в полости 6 и в патрубке 17 вызывает силы прижимающие запорный орган к седлу 2, производя герметизацию запорного органа. When the electric motor 9 is turned on, its rod 8 together with the stop 7 are advanced to the locking element 3 until the lower limit switch 26 closes. In this case, the electromagnets 22 and the spring electromagnet 11, the working medium pressure, are turned on. Under the action of a differential pressure, the core 12 rises up to the stop 19, cocking the spring 11 until it stops, and begins to hold it. The pressure in the cavity 13 due to the flow rate through the hole 28, having a larger cross section than the hole 4, drops. The flow rate of the working medium goes along the path: inlet pipe 27, hole 4, cavity 6, pipelines 14, 15, hole 28, pipe 17. Pressure is set in cavity 6 close to the outlet pressure, locking member 3 is depressurized by spring 11 and rises to the stop 7. Stop valve open. By the action of the electric motor on the stop 7, it is possible to move the shutter 3 from the saddle or to the saddle according to a predetermined program, changing the amount of passage between the saddle and the shutter, thereby controlling the flow rate of the working medium. To turn off the shut-off valve, the supply of electric power to the electromagnets and the electric motor 9 is stopped. In this case, the valve 21 closes the pipe 15, and the core 12 returns to its original position by the spring 11. Through the hole 5, the working medium pressure is restored to the pressure in the inlet pipe 27 to the pressure in the inlet pipe 27. Spring 5 returns the locking member 3 to the seat 2, and the pressure difference in the cavity 6 and in the nozzle 17 causes forces pressing the locking member to the seat 2, sealing the locking member.

Запорный клапан закрыт. Stop valve closed.

Как видно из описания работы, в аварийных ситуациях, например при нарушении электропитания, запорный клапан закрывается автоматически. As can be seen from the description of the operation, in emergency situations, for example, when there is a power failure, the shutoff valve closes automatically.

Claims

1. A shut-off valve comprising a housing with inlet and outlet nozzles and a shutoff member forming an internal cavity connected to the governing body with the walls of the housing, which, in turn, is connected to the outlet nozzle, the shutoff member being on the side adjacent to the inner cavity case, is associated with a stop rigidly connected to the rod, mounted with the possibility of reciprocating movement by means of a drive, and on the opposite side, the locking element is equipped with a compression spring, also having a drive.

2. The shutoff valve according to claim 1, characterized in that the spring actuator is made in the form of an electromagnet, the core of which is a piston mounted with the possibility of reciprocating movement under the action of a pressure differential to the stop of the electromagnet.

3. The shutoff valve according to claim 1, characterized in that the stem actuator is made in the form of an electric motor.

4. The shutoff valve according to claim 1, characterized in that the control body is made in the form of a valve with an electromagnetic actuator.

5. The shut-off valve according to claim 1, characterized in that the inlet and outlet nozzles are placed on a common axis, and the shut-off element is perpendicular to the latter.