RU223076U1

RU223076U1 - Axisymmetric control valve

Info

Publication number: RU223076U1
Application number: RU2023126159U
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Николаевич Веремеев; Михаил Вячеславович Погорелов; Евгений Алексеевич Терентьев; Владимир Владимирович Попов; Игорь Владимирович Бердин
Original assignee: Акционерное общество "Атоммашэкспорт" (АО "Атоммашэкспорт"); Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Ухта" (ООО "Газпром трансгаз Ухта")
Filing date: 2023-10-11
Publication date: 2024-01-30

Abstract

Предлагаемый в качестве полезной модели осесимметричный регулирующий клапан относится к области арматуростроения, в частности к регулирующим клапанам, предназначенным для установки на трубопроводах добычи, транспортировки и хранения газа. Осесимметричный регулирующий клапан, содержащий корпус с входным и выходным патрубками и размещенный внутри корпуса обтекатель с образованием кольцевого канала, выходная часть которого перекрыта установленной с возможностью демонтажа перфорированной отверстиями цилиндрической гильзой, соединенной с кольцевым седлом, размещенным в выходном патрубке, и размещенный в цилиндрической гильзе с возможностью осевого перемещения внутри нее цилиндрический поршень, зафиксированный на ведомом штоке зубчато-реечного приводного механизма концевой гайкой, которая зафиксирована от отворачивания винтом, установленным в выполненное в ней при монтаже проходное резьбовое отверстие, продолженное отверстием на торце поршня или несколькими винтами, установленными в выполненные в ней при монтаже проходные резьбовые отверстия, продолженные отверстиями на торце поршня, при этом поршень от проворота на ведомом штоке зафиксирован шпонкой или винтом, установленным в высверленное после фиксации гайки отверстие в резьбовой поверхности гайки и штока. Техническим результатом, обусловленным заявляемым в качестве полезной модели усовершенствованием конструкции осесимметричного регулирующего клапана, является повышение надежности крепления поршня на ведомом штоке. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

The axisymmetric control valve proposed as a utility model relates to the field of valve engineering, in particular to control valves intended for installation on gas production, transportation and storage pipelines. An axisymmetric control valve containing a housing with inlet and outlet pipes and a fairing placed inside the body to form an annular channel, the outlet part of which is blocked by a removably installed cylindrical sleeve perforated with holes, connected to an annular seat located in the outlet pipe, and placed in a cylindrical sleeve with with the possibility of axial movement inside it, a cylindrical piston is fixed on the driven rod of the rack and pinion drive mechanism by an end nut, which is secured from unscrewing by a screw installed in a threaded through hole made in it during installation, extended by a hole at the end of the piston or several screws installed in During installation, there are through threaded holes, extended by holes at the end of the piston, while the piston is secured from rotation on the driven rod by a key or a screw installed in a hole drilled after fixing the nut in the threaded surface of the nut and rod. The technical result, due to the improvement in the design of an axisymmetric control valve claimed as a utility model, is to increase the reliability of fastening the piston to the driven rod. 3 salary f-ly, 3 ill.

Description

Предполагаемая полезная модель относится к области арматуростроения, в частности к регулирующим клапанам, предназначенным для установки на трубопроводах добычи, транспортировки и хранения газа.The proposed utility model relates to the field of valve engineering, in particular to control valves intended for installation on gas production, transportation and storage pipelines.

Известен осесимметричный регулирующий клапан, содержащий жестко соединенные между собой наружный корпус с приваренным к нему во входном патрубке седлом и внутренний корпус, образующие осесимметричную проточную часть, разгруженный плунжер с узлом герметизации относительно внутреннего корпуса, выполненный в виде сильфона, соединенного концевыми втулками с плунжером и внутренним корпусом. Внутренняя полость сильфона сообщена с полостью высокого давления рабочей среды установленной байпасной линией, снабженной запорным клапаном (Описание к патенту РФ на изобретение №2267680 «Клапан осевого потока» по Кл. F16K 1/12, опубликовано 01.10.2006 г).An axisymmetric control valve is known, containing a rigidly interconnected outer body with a seat welded to it in the inlet pipe and an inner body, forming an axisymmetric flow part, a unloaded plunger with a sealing unit relative to the inner body, made in the form of a bellows connected by end bushings to the plunger and the inner body. The internal cavity of the bellows is connected to the high-pressure cavity of the working medium by an installed bypass line equipped with a shut-off valve (Description of the RF patent for invention No. 2267680 “Axial flow valve” according to Class F16K 1/12, published 10/01/2006).

Недостатком данной конструкции является наличие сложного узла герметизации, выполненного в виде сильфона, требующего обслуживания посредством байпасной линии, включающей запорный клапан, усложняющие введение регулирующего клапана в систему автоматизированного управления и его обслуживание. При этом, жесткое крепление седла, приваренного к наружному корпусу, усложняет ремонт самого клапана, т.к. при демонтаже клапана места приварки седла срезаются, а для установки седла его форму необходимо заново восстанавливать.The disadvantage of this design is the presence of a complex sealing unit, made in the form of a bellows, requiring maintenance through a bypass line, including a shut-off valve, which complicates the introduction of the control valve into the automated control system and its maintenance. At the same time, the rigid fastening of the seat welded to the outer body complicates the repair of the valve itself, because When dismantling the valve, the welding areas of the seat are cut off, and to install the seat, its shape must be restored again.

Известен также осесимметричный регулирующий клапан, содержащий корпус и внутренний корпус-обтекатель, формирующие кольцевой проходной канал, соединенный с входным и выходным патрубками, и расположенный во внутреннем корпусе реечный механизм перемещения запирающего элемента, выполненного в виде, разгруженного отверстиями на торце, поршня, расположенного внутри гильзы - сепаратора с отверстиями, закрепленной в выходном патрубке седлом и прижимной втулкой. Поршень установлен на ведомом штоке реечного механизма и закреплен концевой гайкой, а ведущий шток последнего соединен с приводом (Фиг. 1 и описание к патенту на ПМ 190691 по кл. F16K 3/30, F16K 3/36, опубликовано, 09.07.2019 г.).An axisymmetric control valve is also known, containing a housing and an inner housing-fairing, forming an annular passage channel connected to the inlet and outlet pipes, and a rack-and-pinion mechanism located in the inner body for moving a locking element, made in the form of a piston, unloaded by holes at the end, located inside sleeve - separator with holes, fixed in the outlet pipe with a seat and a pressure sleeve. The piston is installed on the driven rod of the rack and pinion mechanism and secured with an end nut, and the driving rod of the latter is connected to the drive (Fig. 1 and description of the patent for PM 190691 according to class F16K 3/30, F16K 3/36, published on 07/09/2019 ).

Недостатком клапана является возможность ослабления узлов крепления рабочих органов, в частности, ослабление крепления поршня концевой гайкой, подвергающейся осевым и вибрационным нагрузкам, нарушает связь между поршнем и штоком, что снижает надежность клапана.The disadvantage of the valve is the possibility of loosening the attachment points of the working parts, in particular, loosening the piston end nut, which is subjected to axial and vibration loads, disrupts the connection between the piston and the rod, which reduces the reliability of the valve.

Наиболее близким к заявляемому в качестве полезной модели осесимметричному регулирующему клапану является регулирующий клапан, содержащий корпус и внутренний корпус-обтекатель, формирующие кольцевой проходной канал, соединенный с входным и выходным патрубками, и, расположенный во внутреннем корпусе, реечный механизм перемещения запирающего элемента, выполненного в виде поршня, расположенного внутри гильзы с отверстиями, которая в одном режиме обеспечивает сообщение полости входного патрубка с полостью выходного патрубка, а в другом положении - перекрытие упомянутых отверстий гильзы, которая установлена в корпусе и выходном патрубке и поджата установочным элементом - седлом, установленным с возможностью демонтажа последних, при этом ведомый шток соединен с ведущим штоком зубчато-реечного механизма (Описание к патенту на ПМ 77007, по кл. F16K 3/14, опубликовано 10.10.2008 г.). Поршень установлен на ведомом штоке зубчато-реечного механизма с возможностью удобного монтажа и демонтажа, и закреплен на штоке посредством концевой гайки.The closest to the axisymmetric control valve claimed as a utility model is a control valve containing a housing and an internal fairing housing, forming an annular passage channel connected to the inlet and outlet pipes, and, located in the inner housing, a rack and pinion mechanism for moving the locking element, made in in the form of a piston located inside a sleeve with holes, which in one mode ensures communication between the cavity of the inlet pipe and the cavity of the outlet pipe, and in another position - the overlap of the said holes of the sleeve, which is installed in the body and the outlet pipe and is pressed by an installation element - a saddle, installed with the possibility dismantling the latter, while the driven rod is connected to the driving rod of the rack and pinion mechanism (Description of the patent for PM 77007, according to class F16K 3/14, published on October 10, 2008). The piston is mounted on the driven rod of the rack and pinion mechanism with the possibility of convenient installation and dismantling, and is secured to the rod by means of an end nut.

Недостатком известного клапана является возможность ослабления креплений элементов его конструкции, в частности, при работе клапана при высоких скоростях потока и вибрационных нагрузках возможно изменение положения концевой гайки вплоть до ее отвинчивания (что подтверждается практикой эксплуатации клапанов с аналогичным креплением поршня на ведомом штоке). Ослабление крепления поршня на ведомом штоке нарушает их связь, становится возможным сдвиг поршня и его проворот на ведомом штоке, что снижает точность регулирования и надежность клапана.A disadvantage of the known valve is the possibility of loosening the fastenings of its structural elements, in particular, when the valve operates at high flow rates and vibration loads, it is possible to change the position of the end nut up to its unscrewing (which is confirmed by the practice of operating valves with a similar piston fastening on the driven rod). Loosening the piston on the driven rod disrupts their connection, it becomes possible for the piston to shift and rotate on the driven rod, which reduces the control accuracy and reliability of the valve.

Технической задачей, решаемой при создании полезной модели, является обеспечение надежной работы регулирующего клапана.The technical problem solved when creating a utility model is to ensure reliable operation of the control valve.

Техническим результатом, обусловленным заявляемым в качестве полезной модели усовершенствованием конструкции осесимметричного регулирующего клапана, является повышение надежности крепления поршня на ведомом штоке.The technical result, due to the improvement in the design of an axisymmetric control valve claimed as a utility model, is to increase the reliability of fastening the piston to the driven rod.

Для достижения указанного технического результата в заявляемом осесимметричном регулирующем клапане, содержащем корпус с входным и выходным патрубками и размещенный внутри корпуса обтекатель с образованием кольцевого канала, в выходной части которого установлены с возможностью демонтажа перфорированная отверстиями цилиндрическая гильза, закрепленная кольцевым седлом, размещенным в выходном патрубке и размещенный в цилиндрической гильзе с возможностью осевого перемещения внутри нее цилиндрический поршень, зафиксированный на ведомом штоке зубчато-реечного приводного механизма концевой гайкой, согласно полезной модели, фиксирующая поршень на ведомом штоке концевая гайка зафиксирована винтом или винтами, установленными в выполненные в ней проходные резьбовые отверстия, продолженные отверстиям на торце поршня, который от проворачивания на штоке зафиксирован шпонкой или винтом, установленным в высверленное отверстие в резьбовой поверхности гайки и штока.To achieve the specified technical result in the inventive axisymmetric control valve containing a housing with inlet and outlet pipes and a fairing placed inside the body to form an annular channel, in the outlet part of which a cylindrical sleeve perforated with holes is installed with the possibility of dismantling, secured by an annular seat located in the outlet pipe and a cylindrical piston placed in a cylindrical sleeve with the possibility of axial movement inside it, fixed on the driven rod of the rack and pinion drive mechanism with an end nut, according to the utility model, the end nut fixing the piston on the driven rod is fixed with a screw or screws installed in the through threaded holes made in it, extended to the holes at the end of the piston, which is secured from turning on the rod by a key or a screw installed in a drilled hole in the threaded surface of the nut and rod.

Отличительными признаками заявляемой в качестве полезной модели конструкции осесимметричного регулирующего клапана являются наличие дополнительной фиксации поршня на ведомом штоке от отвинчивания и от проворачивания.Distinctive features of the axisymmetric control valve design claimed as a utility model are the presence of additional fixation of the piston on the driven rod against unscrewing and against turning.

Фиксация поршня на ведомом штоке от отвинчивания осуществляется фиксацией концевой гайки винтом или винтами, устанавливаемыми в проходные резьбовые отверстия, выполненные в теле гайки и продолженные при монтаже в торцевой поверхности поршня, а фиксация поршня от проворачивания на ведомом штоке, осуществляется шпонкой или винтом, устанавливаемым в выполненное после фиксации концевой гайки отверстие в резьбовой поверхности гайки и штока, что исключает возможность смещения как самой концевой гайки, так и поршня и повышает надежность регулирующего клапана.The piston is secured on the driven rod from unscrewing by fixing the end nut with a screw or screws installed in the through threaded holes made in the body of the nut and continued during installation in the end surface of the piston, and the piston is secured from turning on the driven rod by a key or screw installed in a hole made after fixing the end nut in the threaded surface of the nut and rod, which eliminates the possibility of displacement of both the end nut itself and the piston and increases the reliability of the control valve.

Пример выполнения заявляемого регулирующего клапана поясняется эскизами.An example of the proposed control valve is illustrated with sketches.

На фиг. 1 приведен общий вид клапана в разрезе.In fig. Figure 1 shows a general cross-sectional view of the valve.

На фиг. 2 представлена выноска А на фиг. 1 - крепление поршня на ведомом штоке от проворачивания шпонкой.In fig. 2 shows callout A in FIG. 1 - securing the piston to the driven rod from turning with a key.

На фиг. 3 показана фиксация поршня на ведомом штоке от проворачивания винтом.In fig. Figure 3 shows the piston being secured to the driven rod against rotation by a screw.

Регулирующий клапан содержит корпус 1 с входным 2 и выходным патрубком 3 и установленный в полости корпуса посредством пилона 4 обтекатель 5, формирующие проходной кольцевой канал 6, на выходе из которого установлена гильза 7 с радиальными отверстиями 8, закрепленная седлом 9 и втулкой 10 в выходном патрубке 3. Внутри гильзы 7, с возможностью осевого перемещения, установлен поршень 11. Полость 12 поршня 11 сообщается с полостью выходного патрубка 3 посредством отверстий 13, выполненных в торце поршня, что обеспечивает выравнивание давления с обеих сторон поршня, тем самым разгружая его. Механизм перемещения поршня включает привод (на чертеже не показан), и зубчато-реечный механизм, содержащий ведущий шток 14, посредством косозубого зацепления взаимодействующий с ведомым штоком 15, на торце которого в зоне гильзы 7 установлен поршень 11, закрепленный концевой гайкой 16, дополнительно зафиксированной винтом (винтами) 17, установленными в проходных резьбовых отверстиях 18 (на фиг. 2), выполненных в концевой гайке и продолженных отверстиями 19 в торце поршня, который зафиксирован на штоке от проворачивания (на фиг. 2) шпонкой 20 или винтом 21 (на фиг. 3), устанавливаемым в отверстие 22, выполненное при монтаже в резьбовой поверхности 23 зафиксированной концевой гайки и ведомого штока.The control valve contains a housing 1 with an inlet 2 and an outlet pipe 3 and a fairing 5 installed in the body cavity by means of a pylon 4, forming a flow-through annular channel 6, at the outlet of which a sleeve 7 with radial holes 8 is installed, secured by a seat 9 and a sleeve 10 in the outlet pipe 3. Inside the sleeve 7, with the possibility of axial movement, a piston 11 is installed. The cavity 12 of the piston 11 communicates with the cavity of the outlet pipe 3 through holes 13 made in the end of the piston, which ensures pressure equalization on both sides of the piston, thereby unloading it. The mechanism for moving the piston includes a drive (not shown in the drawing), and a rack and pinion mechanism containing a drive rod 14, which interacts with a driven rod 15 by means of helical gearing, at the end of which in the area of the sleeve 7 a piston 11 is installed, secured by an end nut 16, additionally fixed screw(s) 17 installed in through threaded holes 18 (in Fig. 2), made in the end nut and extended by holes 19 in the end of the piston, which is fixed on the rod from turning (in Fig. 2) with a key 20 or screw 21 (in Fig. 3), installed in the hole 22, made during installation in the threaded surface 23 of the fixed end nut and the driven rod.

Работает клапан следующим образом.The valve works as follows.

Регулируемая среда поступает во входной патрубок 2 и, проходя кольцевым каналом 6, сформированным корпусом 1 и обтекателем 5, через отверстия 8 гильзы 7 поступает в выходной патрубок 3. При необходимости уменьшения объема регулируемой среды (при закрывании клапана), поршень 11, посредством ведомого штока 15 и ведущего штока 14, смещается приводом (на чертежах не показан) в правое положение, перекрывая отверстия 8 гильзы 7. Объем проходящей регулируемой среды определяется числом открытых отверстий 8 в гильзе 7. При полностью перекрытых отверстиях гильзы клапан закрыт.The controlled medium enters the inlet pipe 2 and, passing through the annular channel 6 formed by the body 1 and the fairing 5, through the holes 8 of the sleeve 7 enters the outlet pipe 3. If it is necessary to reduce the volume of the controlled medium (when closing the valve), the piston 11, by means of a driven rod 15 and the drive rod 14, is shifted by the drive (not shown in the drawings) to the right position, blocking the holes 8 of the sleeve 7. The volume of the passing controlled medium is determined by the number of open holes 8 in the sleeve 7. When the holes of the sleeve are completely blocked, the valve is closed.

Открывание клапана производится приводом, задающим движение ведущему штоку 14, соединенному посредством косозубого зацепления с ведомым штоком 15, который перемещает в левое положение поршень 11, открывая отверстия 8 гильзы 7.The valve is opened by a drive that sets the movement of the driving rod 14, connected by helical gearing to the driven rod 15, which moves the piston 11 to the left position, opening the holes 8 of the sleeve 7.

Благодаря креплению поршня 11 на ведомом штоке 15 концевой гайкой 16, дополнительно зафиксированной винтом или винтами 17, установленными в проходных резьбовых отверстиях 18 (на фиг. 2), выполненных при монтаже в концевой гайке и продолженных отверстиями 19 в торце поршня, исключается ослабление соединения концевой гайки и ведомого штока и осевое смещение поршня.Thanks to the fastening of the piston 11 on the driven rod 15 with an end nut 16, additionally fixed with a screw or screws 17 installed in the through threaded holes 18 (in Fig. 2), made during installation in the end nut and extended by holes 19 in the end of the piston, loosening of the end connection is eliminated nuts and driven rod and axial displacement of the piston.

Фиксация поршня на штоке шпонкой 20 или винтом 21, устанавливаемым в отверстие 22, выполненное при монтаже в резьбовой поверхности 23 зафиксированной концевой гайки и ведомого штока, исключают проворачивание поршня относительно ведомого штока.Fixing the piston on the rod with a key 20 or a screw 21 installed in the hole 22, made when installing the fixed end nut and driven rod in the threaded surface 23, prevents rotation of the piston relative to the driven rod.

Таким образом, выполнение осесимметричного регулирующего клапана с фиксацией поршня на ведомом штоке от отвинчивания путем дополнительной фиксации концевой гайки и самого поршня от проворачивания повышает надежность и долговечность клапана.Thus, making an axisymmetric control valve with fixing the piston on the driven rod from unscrewing by additionally securing the end nut and the piston itself from turning increases the reliability and durability of the valve.

Claims

1. An axisymmetric control valve containing a housing with inlet and outlet pipes and a fairing placed inside the body to form an annular channel, the outlet part of which is blocked by a removably installed cylindrical sleeve perforated with holes, connected to an annular seat located in the outlet pipe, and placed in the cylindrical sleeve with the possibility of axial movement inside it, a cylindrical piston fixed on the driven rod of the rack and pinion drive mechanism with an end nut, characterized in that the end nut fixing the piston on the driven rod is secured from unscrewing by a screw installed in a threaded through hole made in it during installation , continued by a hole at the end of the piston.

2. An axisymmetric control valve according to claim 1, characterized in that the end nut is additionally fixed with several screws installed in the through threaded holes made in it during installation, extended by holes at the end of the piston.

3. An axisymmetric control valve according to claim 1, characterized in that the piston is secured by a key to prevent rotation on the driven rod.

4. An axisymmetric control valve according to claim 1, characterized in that the piston is secured from rotation on the driven rod by a screw installed in a hole drilled after fixing the nut in the threaded surface of the nut and rod.