RU220264U1

RU220264U1 - SHUT-OFF VALVE

Info

Publication number: RU220264U1
Application number: RU2023108813U
Authority: RU
Inventors: Светлана Александровна Громова; Александр Анатольевич Зимин
Original assignee: Акционерное общество "Уралкриомаш"
Filing date: 2023-04-07
Publication date: 2023-09-05

Abstract

Полезная модель относится к арматуростроению и объединяет в одном устройстве запорный вентиль и обратный клапан. Устройство включает корпус, клапан, шток, пружину, прижимающую клапан к седлу, привод и маховик. В конструкции клапана предусмотрен осевой зазор, для обеспечения хода последнего в режиме «Обратный клапан», при этом направляющей для клапана служит корпус вентиля; вместе с тем возможна настройка давления открытия клапана, осуществляемая посредством резьбового соединения штока и регулировочной гайки. Такое устройство позволяет повысить надежность и точность срабатывания клапана. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

The utility model relates to the valve industry and combines a shut-off valve and a check valve in one device. The device includes a body, a valve, a rod, a spring that presses the valve to the seat, a drive and a flywheel. The valve design provides an axial clearance to ensure the valve moves in the “Check Valve” mode, while the valve body serves as a guide for the valve; At the same time, it is possible to adjust the valve opening pressure by means of a threaded connection between the stem and the adjusting nut. This device improves the reliability and accuracy of valve operation. 1 salary f-ly, 1 ill.

Description

Заявляемая полезная модель относится к арматуростроению, в частности к запорной арматуре с функцией обратного клапана, и может быть использована для подержания избыточного давления в криогенном резервуаре.The claimed utility model relates to the valve industry, in particular to shut-off valves with a check valve function, and can be used to maintain excess pressure in a cryogenic tank.

При хранении криогенного продукта в резервуаре с открытым газосбросом, велика вероятность загрязнения продукта. Для исключения попадания частиц атмосферного воздуха к содержимому, применятся способ хранения с закрытым газосбросом, который подразумевает поддержание избыточного давление в резервуаре. Это достигается благодаря наличию на линии газосброса запорного вентиля и обратного клапана, поддерживающего заданное давление в резервуаре. Однако часто встречается проблема размещения данных устройств в арматурном отсеке, ввиду ограниченности пространства, особенно это касается мобильных изделий, в частности, железнодорожных цистерн и контейнеров для транспортировки.When storing a cryogenic product in a tank with an open gas outlet, there is a high probability of product contamination. To prevent atmospheric air particles from entering the contents, a storage method with a closed gas outlet is used, which involves maintaining excess pressure in the tank. This is achieved due to the presence of a shut-off valve and a check valve on the gas discharge line, which maintains the specified pressure in the tank. However, the problem of placing these devices in the fitting compartment is often encountered due to limited space, especially for mobile products, in particular, railway tanks and transportation containers.

Известно запорное устройство вентиль-обратный клапан (авторское свидетельство СССР №1809895 от 30.01.1991 г.), содержащее корпус с входным и выходным патрубками, в корпусе размещен запорный орган, седло, шпиндель, расположенный перпендикулярно осям патрубков. По шпинделю выполнено сальниковое уплотнение. Перевод устройства из режима «Запорный вентиль» в режим «Обратный клапан» и обратно осуществляется посредством перемещения косозубых реек при вращении маховика. Вентиль-обратный клапан в режиме работы в качестве обратного клапана запирается только давлением рабочей среды. Снятие давления после того как устройство сработало в режиме «Обратный клапан» необходимо производить вручную.A valve-check valve shut-off device is known (USSR author's certificate No. 1809895 dated January 30, 1991), containing a housing with inlet and outlet pipes, the housing contains a shut-off element, a seat, a spindle located perpendicular to the axes of the pipes. The spindle has an oil seal. The device is switched from the “Shut-off valve” mode to the “Check valve” mode and back by moving the helical racks while rotating the flywheel. When operating as a check valve, the check valve is closed only by the pressure of the working medium. Relieving pressure after the device has operated in the “Check Valve” mode must be done manually.

Недостатком данного устройства является необходимость сброса давления вручную, отсутствие возможности регулировки на заданное давление открытия, а также использование сальникового уплотнения, которое подвержено износу, и дает усадку при низких температурах, в результате чего может быть нарушена герметичность.The disadvantage of this device is the need to manually relieve pressure, the inability to adjust to a given opening pressure, and the use of an stuffing box seal, which is subject to wear and shrinks at low temperatures, as a result of which the seal may be compromised.

Известен низкотемпературный отсечной клапан с функцией обратного хода (CN 112855956 от 12.03.2021г.), включающий в себя корпус, клапан, на поверхности которого выполнено уплотнение, шток, пружину запорного клапана, ограничительную пружину. Управление работой клапана осуществляется маховиком. A low-temperature shut-off valve with a reverse function is known (CN 112855956 dated March 12, 2021), which includes a body, a valve on the surface of which there is a seal, a rod, a shut-off valve spring, and a limit spring. The valve operation is controlled by a flywheel.

Данное устройство решает проблему совмещения в одном корпусе запорного вентиля и обратного клапана, однако не обеспечивает высокую точность работы данного устройства. Это связано с тем, что направление клапана осуществляется по штоку, и могут иметься погрешности обработки деталей, приводящие к отклонению от заданного положения, что может оказывать негативное влияние на функционирование клапана (открытие/закрытие), в частности может привести к нарушению герметичности. Кроме того, в устройстве отсутствует возможность настройки давления открытия клапана, что ограничивает его применение. Важно отметить, что в целях исключения обмерзания привода, верхняя крышка клапана образует тепловой мост, что увеличивает габарит отсечного клапана.This device solves the problem of combining a shut-off valve and a check valve in one body, but does not provide high accuracy of operation of this device. This is due to the fact that the direction of the valve is carried out along the stem, and there may be errors in the processing of parts, leading to deviation from the specified position, which can have a negative impact on the functioning of the valve (opening/closing), in particular, it can lead to a leak. In addition, the device does not have the ability to adjust the valve opening pressure, which limits its use. It is important to note that in order to prevent freezing of the actuator, the top valve cover forms a thermal bridge, which increases the size of the shut-off valve.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому техническому решению является устройство низкотемпературного запорного вентиля с функцией обратного клапана ((CN 215568216 от 18.01.2022г.). Устройство включает в себя корпус, внутри которого расположен клапан. Конструкция клапана включает направляющую для пружины и буртик. Внутри клапана выполнено цилиндрическое углубление, служащее направляющей для перемещения штока. Между буртиком клапана и крышкой корпуса установлена пружина. Управление клапаном осуществляется маховиком.The closest in terms of the set of essential features to the claimed technical solution is the device of a low-temperature shut-off valve with a check valve function ((CN 215568216 dated January 18, 2022). The device includes a housing inside which the valve is located. The valve design includes a spring guide and a collar. There is a cylindrical recess inside the valve that serves as a guide for moving the stem. A spring is installed between the valve collar and the body cover. The valve is controlled by a handwheel.

Описанная конструкция также решает проблему совмещения в одном устройстве запорного вентиля и обратного клапана, но при этом имеет следующие недостатки: направляющая для перемещения штока выполнена в клапане, что так же, как и в аналогах, может привести к отклонению положения клапана из-за возможных погрешностей изготовления; один центрирующий поясок на клапане, служащий для установки пружины, не гарантирует правильное положение пружины, что может привести к неравномерному воздействию пружины на клапан. В совокупности погрешности изготовления и сборки могут вызвать сбои в работе клапана (например, заклинивание), а также привести к нарушению герметичности. Кроме того, существенно снижается диапазон возможностей использования данного устройства, ввиду отсутствия возможности настройки пружины на различное давление открытия клапана.The described design also solves the problem of combining a shut-off valve and a check valve in one device, but it has the following disadvantages: the guide for moving the rod is made in the valve, which, just like in analogues, can lead to deviation of the valve position due to possible errors manufacturing; One centering collar on the valve, which serves to install the spring, does not guarantee the correct position of the spring, which can lead to uneven force of the spring on the valve. Taken together, manufacturing and assembly errors can cause valve malfunctions (for example, jamming) and also lead to seal failure. In addition, the range of possibilities for using this device is significantly reduced, due to the inability to adjust the spring to different valve opening pressures.

Заявляемый технический результат - повышение надежности и точности срабатывания клапана при объединении в одном устройстве запорного вентиля и обратного клапана.The claimed technical result is to increase the reliability and accuracy of valve operation when combining a shut-off valve and a check valve in one device.

Указанный технический результат при осуществлении заявляемой полезной модели достигается тем, что вентиль запорный, включает корпус, клапан, шток, пружину, прижимающую клапан к седлу, привод и маховик. В конструкции клапана выполнен паз, размер которого обеспечивает осевой зазор между поверхностью паза клапана и буртиком, выполненным на конце штока, для обеспечения хода клапана в режиме «Обратный клапан». При этом направляющей для клапана служит корпус вентиля. Вместе с тем возможна настройка пружины, осуществляемая посредством резьбового соединения штока и регулировочной гайки, причем последняя застопорена относительно штока. На клапане и на регулировочной гайке выполнены центрирующие пояски, а клапан выполнен из материала с низким коэффициентом трения. Привод вентиля защищен от воздействия низкотемпературной среды проставкой из материала с низкой теплопроводностью.The specified technical result in the implementation of the claimed utility model is achieved by the fact that the shut-off valve includes a body, a valve, a rod, a spring that presses the valve to the seat, a drive and a flywheel. The valve design has a groove, the size of which provides an axial gap between the surface of the valve groove and the collar made at the end of the rod to ensure valve travel in the “Check Valve” mode. In this case, the valve body serves as a guide for the valve. At the same time, it is possible to adjust the spring, carried out by means of a threaded connection between the rod and the adjusting nut, the latter being locked relative to the rod. There are centering bands on the valve and on the adjusting nut, and the valve is made of a material with a low coefficient of friction. The valve drive is protected from low-temperature environments by a spacer made of material with low thermal conductivity.

Основные отличительные признаки заявляемой полезной модели от прототипа и их влияние на достижение технического результата:The main distinguishing features of the claimed utility model from the prototype and their impact on achieving the technical result:

В конструкции клапана выполнен паз, обеспечивающий осевой зазор, между поверхностью паза и буртиком штока. Осевой зазор служит для открытия проходного сечения в режиме работы «Обратный клапан». Форма паза выполнена таким образом, что в режиме работы «Запорный вентиль», буртик штока входит в зацепление с поверхностью паза клапана, осуществляя поступательное движение последнего.The valve design has a groove that provides an axial clearance between the groove surface and the stem collar. The axial clearance serves to open the flow area in the “Check Valve” operating mode. The shape of the groove is made in such a way that in the “Shut-off valve” operating mode, the stem flange engages with the surface of the valve groove, carrying out the translational movement of the latter.

Направляющей для клапана служит корпус вентиля. При этом обеспечивается надежное центрирование клапана относительно седла, за счет использования минимального количества деталей и, как следствие, снижается риск потери герметичности. The valve body serves as a guide for the valve. This ensures reliable centering of the valve relative to the seat, due to the use of a minimum number of parts and, as a result, the risk of loss of tightness is reduced.

Возможность настройки давления открытия клапана позволяет скомпенсировать погрешности изготовления пружины в пределах поля допуска, путем вращения регулировочной гайки по резьбовой части штока. Это позволит скомпенсировать погрешности изготовления пружины и обеспечить точность срабатывания клапана при заданном давлении. В случае необходимости работы устройства при разных условиях эксплуатации, при небольшой разнице давлений регулировка осуществляется путем сжатия или разжатия пружины регулировочной гайкой. В случае большой разницы давлений эксплуатации, возможна замена пружины, и ее настройка аналогичным образом. Таким образом, обеспечивается точность срабатывания клапана и увеличивается диапазон использования клапана при различных условиях. The ability to adjust the valve opening pressure allows you to compensate for spring manufacturing errors within the tolerance range by rotating the adjusting nut along the threaded part of the rod. This will compensate for errors in the manufacture of the spring and ensure accurate operation of the valve at a given pressure. If it is necessary to operate the device under different operating conditions, with a small difference in pressure, adjustment is carried out by compressing or decompressing the spring with an adjusting nut. In case of a large difference in operating pressures, it is possible to replace the spring and adjust it in the same way. This ensures that the valve operates accurately and increases the range of use of the valve under various conditions.

Положение пружины задано двумя центрирующими поясками, выполненными на клапане и на регулировочной гайке. При этом обеспечивается равномерное прижатие клапана к седлу, и как следствие герметичное уплотнение по седлу.The position of the spring is specified by two centering bands made on the valve and on the adjusting nut. This ensures uniform pressing of the valve to the seat, and as a result, a tight seal along the seat.

Регулировочная гайка застопорена относительно штока для исключения самоотвинчивания и срабатывания при значениях давления отличных от заданного.The adjusting nut is locked relative to the rod to prevent self-unscrewing and operation at pressure values different from the specified one.

Клапан и регулировочная гайка выполнены из материала с низким коэффициентом трения, например, из бронзы, во избежание заклиниваний и заеданий клапана при его поступательном движении в корпусе вентиля и регулировочной гайки при ее вращении по резьбовому участку штока.The valve and the adjusting nut are made of a material with a low coefficient of friction, for example, bronze, to avoid jamming and jamming of the valve as it moves forward in the valve body and the adjusting nut as it rotates along the threaded section of the stem.

Привод вентиля защищен от воздействия низких температур рабочей среды проставкой из материала с низкой теплопроводностью, что исключает сбои в работе привода (обмерзание, заклинивание), тем самым обеспечивая его надежность.The valve drive is protected from the effects of low temperatures of the working environment by a spacer made of material with low thermal conductivity, which eliminates malfunctions of the drive (freezing, jamming), thereby ensuring its reliability.

Совокупность существенных признаков, заявляемой полезной модели позволила обеспечить надежность и высокую точность работы клапана, при объединении в одном устройстве запорного вентиля и обратного клапана.The combination of essential features of the claimed utility model made it possible to ensure reliability and high accuracy of the valve operation when combining a shut-off valve and a check valve in one device.

В процессе анализа уровня техники, включающего поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, содержащим сведения об аналогах полезной модели, заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, сходными с существенными признаками заявляемой полезной модели. Следовательно, заявляемая полезная модель соответствует условию патентоспособности «новизна».In the process of analyzing the level of technology, including a search through patent and scientific and technical sources of information containing information about analogues of the utility model, the applicant did not find an analogue characterized by features similar to the essential features of the claimed utility model. Consequently, the claimed utility model meets the patentability condition of “novelty”.

Сущность полезной модели поясняется чертежами.The essence of the utility model is illustrated by drawings.

Вентиль запорный (фиг. 1) включает корпус 1, клапан 2, шток 3, пружину 4, прижимающую клапан к седлу 5, привод 6 и маховик 7. При этом в конструкции клапана 2 выполнен паз 8, размер которого обеспечивает осевой зазор 9 между поверхностью паза 8 клапана 2 и буртиком 10, выполненном на конце штока 3. Форма паза выполнена таким образом, что при открытии клапана в режиме «Запорный вентиль» буртик 10 входит в зацепление с поверхностью паза 8, и отводит клапан 2 от седла 5, а при закрытии, прижимает клапан 2 к седлу 5. Направляющей для клапана служит корпус вентиля. При этом обеспечивается точное центрирование клапана относительно седла и исключается потеря герметичности. В режиме работы «Обратный клапан» клапан прижат к седлу усилием пружины 4. При этом параметры пружины соответствуют необходимому давлению срабатывания клапана и возможна замена пружины в зависимости от необходимой величины последнего. Для компенсации погрешностей изготовления пружины, и обеспечения точности срабатывания клапана, в конструкции заявляемого устройства предусмотрена возможность настройки пружины на заданное давление открытия. Настройка осуществляется посредством перемещения по резьбовой части штока 3 регулировочной гайки 11. После регулировки пружины 4 на заданное давление, регулировочная гайка 11 фиксируется относительно штока стопором 12 для исключения самоотвинчивания и срабатывания при значениях давления отличных от заданного. Для обеспечения равномерного прижатия клапана к седлу, на клапане и на регулировочной гайке выполнены центрирующие пояски 13 и 14, соответственно, обеспечивающие правильное расположение пружины. При этом во избежание заклинивания клапана 2 при его поступательном движении в корпусе 1 и регулировочной гайки 11 при ее вращении по резьбовому участку штока они выполнены из материала с низким коэффициентом трения, например, из бронзы. С целью повышения надежности работы вентиля и исключения заклинивания привода, в результате воздействия низкотемпературной среды, между приводом 6 и корпусом клапана 1 имеется проставка 15 из материала с низкой теплопроводностью. Для дополнительной надежности устройства и продления срока его эксплуатации клапан 2 и регулировочная гайка 11 выполнены из материала с низким коэффициентом трения, например, из бронзы.The shut-off valve (Fig. 1) includes a body 1, a valve 2, a rod 3, a spring 4 that presses the valve to the seat 5, a drive 6 and a flywheel 7. In this case, the design of the valve 2 has a groove 8, the size of which provides an axial clearance 9 between the surface groove 8 of valve 2 and a flange 10 made at the end of the rod 3. The shape of the groove is made in such a way that when the valve is opened in the “Shut-off valve” mode, the flange 10 engages with the surface of the groove 8 and moves the valve 2 away from the seat 5, and when closing, presses valve 2 to seat 5. The valve body serves as a guide for the valve. This ensures precise centering of the valve relative to the seat and eliminates loss of tightness. In the “Check valve” operating mode, the valve is pressed to the seat by the force of spring 4. In this case, the parameters of the spring correspond to the required response pressure of the valve and it is possible to replace the spring depending on the required value of the latter. To compensate for errors in the manufacture of the spring and ensure the accuracy of the valve operation, the design of the inventive device provides the ability to adjust the spring to a given opening pressure. The adjustment is carried out by moving the adjusting nut 11 along the threaded part of the rod 3. After adjusting the spring 4 to a given pressure, the adjusting nut 11 is fixed relative to the rod with a stopper 12 to prevent self-unscrewing and operation at pressure values different from the set one. To ensure uniform pressing of the valve to the seat, centering belts 13 and 14 are made on the valve and on the adjusting nut, respectively, ensuring the correct location of the spring. Moreover, in order to avoid jamming of the valve 2 during its translational movement in the body 1 and the adjusting nut 11 when it rotates along the threaded section of the rod, they are made of a material with a low coefficient of friction, for example, bronze. In order to increase the reliability of the valve operation and prevent the actuator from jamming as a result of exposure to a low-temperature environment, there is a spacer 15 made of a material with low thermal conductivity between the actuator 6 and the valve body 1. For additional reliability of the device and extending its service life, valve 2 and adjusting nut 11 are made of a material with a low coefficient of friction, for example, bronze.

В настоящее время выполнен опытный образец вентиля запорного, показавший надежную и точную работу устройства.Currently, a prototype of a shut-off valve has been completed, which has demonstrated the reliable and accurate operation of the device.

Claims

1. A shut-off valve, including a body, a valve, a rod, a spring that presses the valve to the seat, a drive and a flywheel, characterized in that a groove is made in the valve design, the size of which provides an axial clearance between the surface of the valve groove and the shoulder made at the end of the rod, to ensure valve travel in the “Check Valve” mode, while the valve body serves as a guide for the valve, at the same time it is possible to adjust the spring, carried out by means of a threaded connection of the rod and the adjusting nut, the latter being locked relative to the rod, in addition, on the valve and on the adjusting nut The nut has centering bands, and the valve is made of a material with a low coefficient of friction.

2. The shut-off valve according to claim 1, characterized in that the valve drive is protected from exposure to a low-temperature environment by a spacer made of a material with low thermal conductivity.