RU2250407C2

RU2250407C2 - Valve

Info

Publication number: RU2250407C2
Application number: RU2003116824/06A
Authority: RU
Inventors: А.Н. Коблев (RU); А.Н. Коблев; И.Л. Коновалов (RU); И.Л. Коновалов; А.В. Ушенин (RU); А.В. Ушенин
Original assignee: Открытое акционерное общество "НПО "Промавтоматика"
Priority date: 2003-06-04
Filing date: 2003-06-04
Publication date: 2005-04-20

Abstract

FIELD: valving.

SUBSTANCE: valve has a housing. The housing is provided with inlet and outlet passages and receives two valve gates connected with the rod, which is set in motion by an actuator. The first relief valve gate is made of a step bushing-plunger, which embraces the rod. The bushing-plunger is mounted for permitting axial motion and locking in the end positions. The relief valve gate and valve control gate are axially aligned. The relief valve gate cooperates with the sealing member in the end position and overlaps the relief opening in the control valve gate. The control valve gate is provided with the sealing surface and is mounted in the seat with the sealing member. The seat is piping and is provided with beveled openings. The openings are extended downstream up to the sealing member. The inner diameter of the piping part of the seat is mating with the outer diameter of the control valve gate. The control valve gate is mounted for permitting movements through the relief valve gate along the piping section of the seat from the sealing member. Downstream of the sealing surface, the control valve gate is piping, is provided with radial openings, and connects the inlet passage with the outlet passage.

EFFECT: simplified design and enhanced reliability.

1 dwg

Description

Изобретение относится к трубопроводной арматуре, а именно к отключающим устройствам с запорным элементом, совершающим скользящее движение вдоль седловой поверхности, имеющей форму поверхности тел вращения, и может быть использовано для установки на технологических линиях газовых промыслов для перекрытия и регулирования транспортируемой среды.The invention relates to pipe fittings, and in particular to shut-off devices with a locking element that makes a sliding motion along a saddle surface having the shape of the surface of bodies of revolution, and can be used to install gas fields on production lines to shut off and control the transported medium.

Известно запорно-регулирующее устройство, в корпусе которого с проходным отверстием в седле установлены плоский шибер с уплотнительными поверхностями и отверстием и поворотный запорный элемент, фиксируемый в открытом положении, причем поворотный запорный элемент установлен вне зоны проходного отверстия, а уплотнительные поверхности шибера и седла герметизированы на всем диапазоне регулирования, при этом шток снабжен охватывающей его ступенчатой втулкой, установленной с возможностью осевого перемещения и фиксации ее в крайних положениях, причем на ступени меньшего диаметра выполнен паз, поворотный запорный орган установлен с возможностью взаимодействия с указанным пазом (а.с. №1203295, МПК 4 кл. F 16 К 3/00, приор. 05.07.84).A locking and regulating device is known, in the housing of which a flat gate with sealing surfaces and a hole and a rotary locking element fixed in the open position are installed with a passage opening in the saddle, the rotary locking element installed outside the zone of the passage opening, and the sealing surfaces of the gate and saddle are sealed on the entire control range, while the rod is equipped with a stepped sleeve enclosing it, mounted with the possibility of axial movement and fixing it in extreme positions at the steps of a smaller diameter, a groove is made, a rotary locking element is installed with the possibility of interaction with the specified groove (AS No. 1203295, IPC 4 class F 16 K 3/00, prior. 05.07.84).

Известно запорно-регулирующее устройство, содержащее корпус с входным и выходным каналами и седло с отверстием, в котором установлены управляемые воздействием передвижного штока, соединенного с приводом, регулирующий затвор в виде плоского шибера с отверстием и уплотнительными поверхностями и поворотный запорный затвор, соединенный со штоком и представляющий собой две заслонки, одна из которых - глухая с уплотнительной поверхностью, а другая - разгрузочная с уплотнительной поверхностью и отверстием (патент СССР №1753142 А2, кл. F 16 К 3/00, 07.08.92).Known locking and regulating device comprising a housing with input and output channels and a saddle with a hole in which are installed controlled by the action of a movable rod connected to the actuator, a shutter in the form of a flat gate with a hole and sealing surfaces and a rotary shutter connected to the rod and consisting of two dampers, one of which is blind with a sealing surface, and the other is unloading with a sealing surface and a hole (USSR patent No. 1753142 A2, class F 16 K 3/00, 08/07/09 2).

Недостатком этих запорно-регулирующих устройств является сложность поворотного запорного органа, снижающая надежность его работы.The disadvantage of these locking and regulating devices is the complexity of the rotary locking element, which reduces the reliability of its operation.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков, выбранным в качестве прототипа, является клапан запорно-регулирующий, содержащий корпус с входным и выходным каналами, в котором размещены два затвора: регулирующий, соединенный со штоком, перемещаемым приводом, и запорный, связанный со штоком, при этом клапан снабжен дополнительным затвором, седло которого закреплено в нижней части корпуса соосно с штоком, а запорный затвор выполнен тарельчатым, размещен на полом удлинении штока ниже регулирующего затвора по ходу потока среды и его седло закреплено в корпусе соосно с штоком, причем в полом удлинении штока выполнены радиальные отверстия, расположенные над тарельчатым затвором (патент РФ №2162179, 7 МПК F 16 К 1/44, 22.05.2000).The closest set of essential features selected as a prototype is a shut-off and control valve, comprising a housing with input and output channels, in which there are two shutters: a control valve connected to a rod, a movable actuator, and a shut-off valve connected to the rod, while the valve is equipped with an additional valve, the seat of which is fixed in the lower part of the body coaxially with the stem, and the locking valve is disk-shaped, placed on the hollow extension of the rod below the control valve in the direction of the medium flow and e the saddle is fixed in the housing coaxially with the stem, and in the hollow extension of the stem there are made radial holes located above the poppet valve (RF patent No. 2162179, 7 IPC F 16 K 1/44, 05.22.2000).

Недостатком клапана запорно-регулирующего является сложность конструкции, обусловленная наличием трех затворов: одного регулирующего и двух запорных, причем дополнительный (разгрузочный) затвор выполнен таким образом, что при использовании клапана с электроприводом для обеспечения герметичности затвора требуется точная настройка конечного выключателя электропривода.The drawback of the shutoff-regulating valve is the design complexity due to the presence of three shutters: one control and two shutter, and the additional (discharge) shutter is made in such a way that when using a valve with an electric actuator, to ensure the tightness of the shutter, it is necessary to fine-tune the limit switch of the electric actuator.

Задача, достигаемая изобретением, состоит в том, чтобы создать такое техническое решение, при использовании которого упрощалась бы конструкция устройства и повышалась надежность его работы.The problem achieved by the invention is to create such a technical solution, using which would simplify the design of the device and increase the reliability of its operation.

Для достижения названного технического результата в корпусе клапана запорно-регулирующего с входным и выходным каналами размещены два затвора, связанные с штоком, перемещаемым приводом.To achieve the named technical result, two shutters are placed in the valve body of the shut-off-regulating valve with input and output channels, connected with a rod moved by the drive.

Заявляемый клапан запорно-регулирующий отличается от прототипа тем, что первый затвор - разгрузочный - выполнен в виде охватывающей шток ступенчатой втулки-плунжера, установленной с возможностью осевого перемещения и фиксации ее в крайних положениях, причем разгрузочный затвор расположен соосно внутри второго - запорно-регулирующего затвора и в крайнем нижнем положении взаимодействует с уплотнительным элементом и перекрывает разгрузочное отверстие в запорно-регулирующем затворе, который выполнен с уплотнительной поверхностью и размещен в седле с уплотнительным элементом, выполненном трубчатым с косыми отверстиями, расположенными до уплотнительного элемента по ходу потока среды, причем внутренний диаметр трубчатой части седла до уплотнительного элемента сопрягается с наружным диаметром запорно-регулирующего затвора, при этом последний установлен с возможностью осевого перемещения штоком через разгрузочный затвор вдоль трубчатой части седла от уплотнительного элемента, причем запорно-регулирующий затвор за уплотнительной поверхностью выполнен трубчатым с радиальными отверстиями, через которые входной канал соединяется с выходным при открытом запорно-регулирующем затворе.The inventive shut-off and control valve differs from the prototype in that the first shutter — unloading — is made in the form of a stepped plunger-sleeve covering the rod, which is mounted with the possibility of axial movement and its fixation in extreme positions, and the unloading shutter is coaxially inside the second — shutter-control shutter and in the lowermost position interacts with the sealing element and closes the discharge hole in the locking-regulating valve, which is made with a sealing surface and size still in the saddle with a sealing element made tubular with oblique openings located upstream of the sealing element along the medium flow, the inner diameter of the tubular part of the saddle being connected to the sealing element mating with the outer diameter of the shut-off and control valve, the latter being axially movable by the rod through an unloading lock along the tubular part of the seat from the sealing element, and the locking-regulating lock behind the sealing surface is made tubular with ialnymi holes through which the input channel connected to the output at the open shut-off and control valve.

Предлагаемое изобретение изображено на чертеже, продольный разрез клапана в закрытом положении.The invention is shown in the drawing, a longitudinal section of the valve in the closed position.

Клапан содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 каналами. Внутри корпуса размещены два затвора (в сборе), связанные с штоком 4, управляемым приводом 5. Шток выполнен ступенчатым с уплотнительным элементом 6 и буртом 7. Первый затвор - разгрузочный - выполнен в виде охватывающей шток ступенчатой втулки-плунжера 8 с уплотнительным элементом 9 и уплотнительной поверхностью 10, выполненной с разными эффективными площадями сечения на торцах, в результате чего ступенчатая втулка-плунжер имеет возможность осевого перемещения совместно со штоком, в котором имеется канал 11, сообщенный с атмосферой. Подвижность ступенчатой втулки-плунжера ограничена крайними положениями перемещения (верхним и нижним).The valve comprises a housing 1 with input 2 and output 3 channels. Inside the housing there are two shutters (assembled) connected to the stem 4, controlled by the actuator 5. The rod is made stepwise with a sealing element 6 and a collar 7. The first shutter - unloading - is made in the form of a stepped plug-sleeve plug 8 with a sealing element 9 and a sealing surface 10 made with different effective cross-sectional areas at the ends, as a result of which the stepped sleeve-plunger has the possibility of axial movement together with the rod, in which there is a channel 11 in communication with the atmosphere. The mobility of the stepped plunger sleeve is limited by the extreme travel positions (upper and lower).

Ступенчатая втулка-плунжер расположена соосно внутри второго - запорно-регулирующего затвора 12 (в сборе) с уплотнительным элементом 13, разгрузочным отверстием 14, уплотнительной поверхностью 15 и трубчатой частью 16 с радиальными отверстиями 17, расположенной за уплотнительной поверхностью по ходу потока транспортируемой среды.The stepped bushing-plunger is located coaxially inside the second locking and regulating shutter 12 (assembled) with a sealing element 13, a discharge hole 14, a sealing surface 15 and a tubular part 16 with radial holes 17 located behind the sealing surface along the flow of the transported medium.

В крайнем нижнем положении ступенчатая втулка-плунжер взаимодействует своей уплотнительной поверхностью с уплотнительным элементом и перекрывает разгрузочное отверстие, а в крайнем верхнем ограничена запорно-регулирующим затвором.In the lowermost position, the stepped bushing-plunger interacts with its sealing surface with the sealing element and closes the discharge opening, and in the uppermost position it is limited by a locking-regulating shutter.

Запорно-регулирующий затвор размещен в седле 18 с уплотнительным элементом 19, выполненном трубчатым с косыми отверстиями 20, расположенными до уплотнительного элемента по ходу потока транспортируемой среды. Внутренний диаметр трубчатой части седла до уплотнительного элемента и наружный диаметр запорно-регулирующего затвора до уплотнительной поверхности выполнены сопрягаемыми. Запорно-регулирующий затвор установлен с возможностью осевого перемещения штоком через ступенчатую втулку-плунжер вдоль трубчатой части седла от уплотнительного элемента и фиксации его в крайнем нижнем положении. В крайнем нижнем положении он взаимодействует своей уплотнительной поверхностью с уплотнительным элементом седла и отделяет выходной от входного канала клапана.The locking and regulating valve is located in the seat 18 with a sealing element 19, made tubular with oblique openings 20 located up to the sealing element along the flow of the transported medium. The inner diameter of the tubular part of the saddle to the sealing element and the outer diameter of the locking-regulating valve to the sealing surface are mated. The locking and regulating shutter is installed with the possibility of axial movement of the rod through the stepped bushing-plunger along the tubular part of the saddle from the sealing element and fixing it in the lowest position. In its lowest position, it interacts with its sealing surface with the sealing element of the seat and separates the outlet from the valve inlet.

Клапан работает следующим образом. В исходном положении (закрыто) шток 4 находится в своем крайнем нижнем положении внутри ступенчатой втулки-плунжера 8, имея с ней зазоры как со стороны торца, так и со стороны бурта 7.The valve operates as follows. In the initial position (closed), the rod 4 is in its lowest position inside the stepped sleeve-plunger 8, having gaps with it both on the side of the end and on the side of the shoulder 7.

Запорно-регулирующий затвор 12 под действием давления транспортируемой среды своей уплотнительной поверхностью 15 прижимается к уплотнительному элементу 19 седла 18, герметично перекрывая поток транспортируемой среды из входного канала 2 в выходной 3.The locking and regulating shutter 12 under the pressure of the transported medium with its sealing surface 15 is pressed against the sealing element 19 of the seat 18, hermetically blocking the flow of the transported medium from the input channel 2 to the output 3.

Ступенчатая втулка-плунжер 8 под действием давления транспортируемой среды из-за разных эффективных площадей сечения на торцах своей уплотнительной поверхностью 10 прижимается к уплотнительному элементу 13 запорно-регулирующего затвора 12, герметично перекрывая разгрузочное отверстие 14.The step sleeve-plunger 8 under the influence of the pressure of the transported medium due to different effective cross-sectional areas at the ends with its sealing surface 10 is pressed against the sealing element 13 of the locking-regulating shutter 12, hermetically closing the discharge opening 14.

При необходимости открытия клапана и регулирования расхода транспортируемой среды подают соответствующий сигнал на привод 5, который начинает перемещать шток 4 вверх до упора в ступенчатую втулку-плунжер 8. После этого шток 4 совместно с ней перемещается до момента соприкосновения ступенчатой втулки-плунжера 8 с запорно-регулирующим затвором 12 от уплотнительного элемента 13, открывая разгрузочное отверстие 14 для прохода среды, находящейся над запорно-регулирующим затвором 12, для его разгрузки. При дальнейшем движении шток 4 со ступенчатой втулкой-плунжером 8 перемещают запорно-регулирующий затвор 12 вдоль трубчатой части седла 18 от уплотнительного элемента 19, открывая проход транспортируемой среде из входного канала 2 через косые отверстия 20 и далее через радиальные отверстия 17 трубчатой части 16 в выходной канал 3. Регулирование расхода транспортируемой среды осуществляется перемещением штока 4 до необходимого положения и его остановкой. Каждому положению штока 4 соответствует определенное положение запорно-регулирующего затвора 12, обеспечивающее соответствующий расход транспортируемой среды через косые отверстия 20 и радиальные отверстия 17. Сопряжение наружного диаметра запорно-регулирующего затвора 12 и внутреннего диаметра седла 18 позволяет дросселировать поток транспортируемой среды через косые отверстия 20 седла 18 и радиальные отверстия 17 трубчатой части 16 запорно-регулирующего затвора 12 одновременно, при этом перепад давления оптимально распределяется между обеими ступенями по всему ходу запорно-регулирующего затвора 12.If it is necessary to open the valve and regulate the flow rate of the transported medium, a corresponding signal is supplied to the actuator 5, which starts to move the rod 4 up to the stop in the step sleeve-plunger 8. After that, the rod 4 together with it moves until the step sleeve of the plunger 8 comes into contact with the locking the regulating shutter 12 from the sealing element 13, opening the discharge opening 14 for the passage of the medium located above the shut-off and regulating shutter 12, for its discharge. With further movement, the rod 4 with a stepped bushing-plunger 8 moves the locking and regulating shutter 12 along the tubular part of the seat 18 from the sealing element 19, opening the passage of the transported medium from the inlet channel 2 through the oblique holes 20 and then through the radial holes 17 of the tubular part 16 to the output channel 3. The flow rate of the transported medium is controlled by moving the rod 4 to the desired position and stopping it. Each position of the rod 4 corresponds to a certain position of the shut-off and regulating shutter 12, which ensures the corresponding flow rate of the transported medium through oblique openings 20 and radial openings 17. Coupling the outer diameter of the shut-off and regulating shutter 12 and the inner diameter of the seat 18 allows throttling the flow of the transported medium through the oblique openings 20 of the saddle 18 and the radial holes 17 of the tubular part 16 of the shutter-regulating shutter 12 at the same time, while the pressure drop is optimally distributed between with its steps throughout the course of the shutter-control shutter 12.

При необходимости перекрытия потока транспортируемой среды подают соответствующий сигнал на привод 5, который начинает перемещать шток 4 вниз. Ступенчатая втулка-плунжер 8 под действием давления транспортируемой среды из-за разных эффективных площадей сечения на торцах перемещается вниз вместе со штоком 4. В свою очередь, запорно-регулирующий затвор 12 под действием перепада давления среды также перемещается вниз вместе со штоком 4 и ступенчатой втулкой–плунжером 8. Их совместное перемещение продолжается до тех пор, пока запорно-регулирующий затвор 12 своей уплотнительной поверхностью 15 не достигнет уплотнительного элемента 19 седла 18, герметично перекрывая его, а шток 4 и ступенчатая втулка-плунжер 8 продолжат свое движение вниз. Их совместное перемещение продолжается до тех пор, пока ступенчатая втулка-плунжер 8 своей уплотнительной поверхностью 10 не достигнет уплотнительного элемента 13, герметично перекрывая разгрузочное отверстие 14 запорно-регулирующего затвора 12, а шток 4 продолжит свое движение вниз. Перемещение штока 4 продолжается до тех пор, пока он не достигнет своего крайнего нижнего положения, соответствующего выключенному приводу.If it is necessary to shut off the flow of the transported medium, a corresponding signal is supplied to the actuator 5, which begins to move the rod 4 down. The step sleeve-plunger 8 under the pressure of the transported medium due to different effective cross-sectional areas at the ends moves down together with the rod 4. In turn, the shut-off and regulating shutter 12 under the action of the pressure drop of the medium also moves down together with the rod 4 and the step sleeve –Plunger 8. Their joint movement continues until the locking and regulating shutter 12 with its sealing surface 15 reaches the sealing element 19 of the seat 18, hermetically closing it, and the rod 4 and the step This plug-plunger 8 will continue its downward movement. Their joint movement continues until the stepped sleeve-plunger 8 with its sealing surface 10 reaches the sealing element 13, hermetically blocking the discharge opening 14 of the locking and regulating shutter 12, and the rod 4 continues its downward movement. The movement of the rod 4 continues until it reaches its extreme lower position corresponding to the switched off drive.

Благодаря упрощению конструкции клапана обеспечивается повышение надежности его работы.By simplifying the design of the valve, it provides increased reliability.

Claims

The shut-off and control valve, in the case of which two shutters are placed with an input and output channels, connected with a rod, a movable actuator, characterized in that the first shutter, unloading, is made in the form of a stepped ram-plug sleeve, which is mounted with the possibility of axial movement and fixing it in extreme positions, and the discharge valve is located coaxially inside the second, locking and regulating valve and in the lowermost position interacts with the sealing element and overlaps the discharge opening a shut-off-regulating shutter, which is made with a sealing surface and placed in the saddle with a sealing element made tubular with oblique openings located upstream of the sealing element along the medium flow, the inner diameter of the tubular part of the seat to the sealing element mating with the outer diameter of the locking a control valve, the latter being installed with the possibility of axial movement of the rod through the discharge valve along the tubular part of the saddle from the sealing element, moreover, the locking-regulating shutter behind the sealing surface is made tubular with radial holes through which the inlet channel is connected to the output with the shut-off-regulating shutter open.