RU2326275C1

RU2326275C1 - Globe valve

Info

Publication number: RU2326275C1
Application number: RU2006134373/06A
Authority: RU
Inventors: Александр Нухович Коблев (RU); Александр Нухович Коблев
Original assignee: Открытое акционерное общество "НПО "Промавтоматика"
Priority date: 2006-09-27
Filing date: 2006-09-27
Publication date: 2008-06-10

Abstract

FIELD: mechanic engineering.

SUBSTANCE: invention is related to pipeline valves and designed for installation in process lines of gas fields to shut off and control flow rate of transferred medium. There are two gates connected to driven rod in globe valve body with inlets and outlets. The first gate is in the form of rod with piston provided with holes and sealing surface. The second gate is a stepped bushing with sealing surface surrounding piston. Bushing is installed so that it can be displaced along axis and fixed at both ends. The first gate is situated in axial alignment to a seat with sealing surface and sealing element. The second gate can be displaced by piston in axial pin direction from sealing seat surface. Sealing surface of pin piston interacts with sealing element in its lowermost position. Sealing surface of stepped bushing interacts with sealing seat surface. The first gate is a globe-type gate with hollow profiled ram stretching to sealing surface and located in the seat till sealing element and in the direction of medium flow. Outer ram diameter is mated with inner seat diameter. The second gate is a shut-off gate. Outer gate stages are mated with stages inside valve body.

EFFECT: simplification of design; improvement of reliability and increase of valve operation durability.

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 расхода транспортируемой среды.The invention relates to pipe fittings, and in particular to disconnecting devices with a locking element that makes a sliding motion along a saddle surface having the shape of a surface of bodies of revolution, and can be used to install gas fields on production lines to shut off and control the flow rate of the transported medium.

Известно запорно-регулирующее устройство, в корпусе которого с проходным каналом и отверстием в седле установлены плоский шибер с уплотнительной поверхностью и отверстием, соединенный со штоком привода, и поворотный запорный орган, состоящий из двух сопряженных друг с другом заслонок, одна из которых глухая, а другая - разгрузочная с отверстием, расположенный на оси вне зоны проходного канала и фиксируемый в открытом положении, 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, а поворотный запорный орган установлен с возможностью взаимодействия с указанным пазом, при этом глухая заслонка выполнена в виде вильчатого рычага, а паз на ступенчатой втулке выполнен сквозным и расположен на торцевой поверхности, причем на штоке привода со стороны шибера выполнены выступы с возможностью взаимодействия с вильчатым рычагом, а сам шток привода выполнен составным из собственно штока и дополнительного штока, соединенных через упругий элемент (патент РФ №2238466, 7 МПК F16K 3/02, 23.10.2002 г.).A locking and regulating device is known, in the housing of which a flat gate with a sealing surface and a hole is connected to the actuator stem and a rotary locking element, consisting of two dampers connected to each other, one of which is blind, and the other is unloading with a hole, located on an axis outside the zone of the passage channel and fixed in the open position, while the rod is equipped with a stepped sleeve surrounding it, mounted with the possibility of axial movement fixing it in the extreme positions, with a groove made on the step of a smaller diameter, and a rotary locking member mounted to interact with the specified groove, while the blind shutter is made in the form of a fork lever, and the groove on the stepped sleeve is made through and located on the end surface, and protrusions are made on the drive rod from the gate side to interact with the fork lever, and the drive rod itself is made up of the rod itself and the additional rod connected through an elastic ment (RF patent №2238466, 7 IPC F16K 3/02, 23.10.2002 city).

Известен 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 со 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 со штоком, причем в полом удлинении штока выполнены радиальные отверстия, расположенные над тарельчатым затвором (патент РФ №2162179, 7 МПК кл. F16K 1/44, 22.05.2000).Known shut-off valve, comprising a housing with input and output channels, in which two shutters are located: a control valve connected to a rod, a movable actuator, and a shut-off valve connected to a rod, while the valve is equipped with an additional valve, the seat of which is fixed in the lower part of the housing coaxially with the rod, and the locking valve is plate-shaped, placed on the hollow extension of the stem below the control shutter in the direction of the medium flow and its seat is fixed in the housing coaxially with the stem, and in the hollow extension of the stem adialnye openings located above the poppet gate (RF patent №2162179, 7 IPC Cl. F16K 1/44, 22.05.2000).

Недостатком известных устройств является сложность конструкции, снижающая надежность их работы.A disadvantage of the known devices is the design complexity, which reduces the reliability of their work.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков, выбранным в качестве прототипа, является клапан запорно-регулирующий, в корпусе которого с входным и выходным каналами размещены два затвора, связанные со штоком, перемещаемым приводом, при этом первый затвор, запорный, выполнен в виде штока со ступенчатым поршнем с отверстиями и уплотнительной поверхностью, а второй, запорно-регулирующий затвор, выполнен в виде охватывающей поршень ступенчатой втулки-плунжера с уплотнительной поверхностью, установленной с возможностью осевого перемещения и фиксации ее в крайних положениях, причем запорно-регулирующий затвор расположен соосно в седле с уплотнительной поверхностью и уплотнительным элементом, выполненным трубчатым с отверстиями, расположенными после уплотнительного элемента и уплотнительной поверхности по ходу потока среды, причем внутренний диаметр трубчатой части седла после уплотнительной поверхности сопрягается с наружным диаметром запорно-регулирующего затвора, при этом последний установлен с возможностью осевого перемещения ступенчатым поршнем штока вдоль трубчатой части седла от уплотнительной поверхности, причем в крайнем нижнем положении ступенчатый поршень штока своей уплотнительной поверхностью взаимодействует с уплотнительным элементом, а ступенчатая втулка-плунжер своей уплотнительной поверхностью - с уплотнительной поверхностью седла (патент РФ №2267682, МПК F16K 3/24, 47/04, 17.05.2004).The closest set of essential features selected as a prototype is a shut-off and control valve, in the case of which two shutters are connected with an input and output channels, connected with a rod, a movable actuator, while the first shutter is made in the form of a rod with a step a piston with holes and a sealing surface, and the second locking-regulating shutter is made in the form of a stepped plug-plunger spanning the piston with a sealing surface mounted with the possibility of axial its movement and fixation in extreme positions, the locking-regulating valve being located coaxially in the seat with a sealing surface and a sealing element made tubular with holes located after the sealing element and sealing surface along the medium flow, the inner diameter of the tubular part of the saddle after the sealing surface mates with the outer diameter of the locking and regulating shutter, while the latter is installed with the possibility of axial movement by a step piston along the tubular part of the seat from the sealing surface, and in the lowermost position, the stepped piston of the rod interacts with the sealing element with its sealing surface, and the stepped sleeve-plunger with its sealing surface interacts with the sealing surface of the saddle (RF patent No. 2267682, IPC F16K 3/24, 47/04, 05.17.2004).

Недостатком известного клапана является сложность конструкции, снижающая надежность его работы.A disadvantage of the known valve is the design complexity, which reduces the reliability of its operation.

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

Для достижения названного технического результата, в корпусе клапана запорно-регулирующего с входным и выходным каналами размещены два затвора, связанные со штоком, перемещаемым приводом, причем первый затвор выполнен в виде штока с поршнем с отверстиями и уплотнительной поверхностью, а второй затвор выполнен в виде охватывающей поршень ступенчатой втулки с уплотнительной поверхностью, установленной с возможностью осевого перемещения и фиксации ее в крайних положениях, при этом первый затвор расположен соосно в седле с уплотнительной поверхностью и уплотнительным элементом, а второй установлен с возможностью осевого перемещения поршнем штока от уплотнительной поверхности седла, причем в крайнем нижнем положении поршень штока своей уплотнительной поверхностью взаимодействует с уплотнительным элементом, а ступенчатая втулка своей уплотнительной поверхностью - с уплотнительной поверхностью седла.To achieve the technical result, in the valve body of the shutoff-regulating valve with input and output channels two shutters are placed, connected with the rod, the actuator moves, and the first shutter is made in the form of a rod with a piston with holes and a sealing surface, and the second shutter is made in the form of covering the piston of the stepped sleeve with a sealing surface mounted with the possibility of axial movement and fixing it in extreme positions, while the first shutter is located coaxially in the saddle with sealing surface and the sealing member, and the second is mounted for axial movement on the piston rod a sealing seat surface, wherein in the lowest position of its piston rod sealing surface interacts with the sealing member, and its speed hub sealing surface - with the sealing seat surface.

Заявляемый клапан запорно-регулирующий отличается от прототипа тем, что первый затвор выполнен запорно-регулирующим с полым профилированным плунжером, расположенным до уплотнительной поверхности, и размещенным в седле до уплотнительного элемента по ходу потока среды, причем наружный диаметр плунжера сопрягается с внутренним диаметром седла, а второй затвор выполнен запорным, причем его наружные ступени сопрягаются со ступенями, выполненными в корпусе.The inventive shut-off valve differs from the prototype in that the first shutter is made shut-regulating with a hollow profiled plunger located up to the sealing surface and placed in the seat up to the sealing element along the medium flow, with the outer diameter of the plunger mating with the inner diameter of the seat, and the second shutter is made shut, and its outer steps mate with the steps made in the housing.

Предлагаемое изобретение изображено на чертеже, где показан продольный разрез клапана в закрытом положении.The invention is shown in the drawing, which shows 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, связанные со штоком 4, перемещаемым приводом 5.The valve comprises a housing 1 with input 2 and output 3 channels. Inside the housing there are two shutters associated with the rod 4, movable actuator 5.

Первый затвор - запорно-регулирующий выполнен в виде штока 6 с поршнем 7 с отверстиями 8, уплотнительной поверхностью 9 и полым профилированным плунжером 10.The first shutter - locking and regulating is made in the form of a rod 6 with a piston 7 with holes 8, a sealing surface 9 and a hollow profiled plunger 10.

Второй затвор - запорный выполнен в виде охватывающей поршень ступенчатой втулки 11 с уплотнительной поверхностью 12, причем ее наружные ступени сопрягаются со ступенями, выполненными в корпусе. Втулка выполнена с разными эффективными площадями сечения на торцах, в результате чего она имеет возможность осевого перемещения с поршнем штока, а в корпусе между ступенями имеется канал 13, сообщенный с атмосферой. Подвижность ступенчатой втулки ограничена крайними положениями перемещения (верхним и нижним).The second shutter-lock is made in the form of a stepped sleeve 11 that encompasses the piston with a sealing surface 12, and its outer steps mate with the steps made in the housing. The sleeve is made with different effective cross-sectional areas at the ends, as a result of which it has the possibility of axial movement with the piston rod, and in the case between the steps there is a channel 13 in communication with the atmosphere. The mobility of the stepped sleeve is limited by the extreme travel positions (upper and lower).

Первый затвор расположен в седле 14 с уплотнительной поверхностью 15 и уплотнительным элементом 16, при этом его полый профилированный плунжер размещен до уплотнительного элемента по ходу потока среды, а наружный диаметр плунжера сопрягается с внутренним диаметром седла.The first shutter is located in the seat 14 with the sealing surface 15 and the sealing element 16, while its hollow profiled plunger is placed up to the sealing element along the medium flow, and the outer diameter of the plunger is mated with the inner diameter of the saddle.

Второй затвор установлен с возможностью осевого перемещения поршнем штока от уплотнительной поверхности седла, причем в крайнем нижнем положении поршень штока своей уплотнительной поверхностью взаимодействует с уплотнительным элементом, а ступенчатая втулка своей уплотнительной поверхностью - с уплотнительной поверхностью седла, перекрывая его и отделяя выходной от входного канала клапана.The second shutter is installed with the possibility of axial movement by the piston of the stem from the sealing surface of the seat, and in the lowermost position, the piston of the stem interacts with the sealing element with its sealing surface, and the stepped sleeve with its sealing surface interacts with the sealing surface of the seat, blocking it and separating the outlet from the valve inlet .

Клапан работает следующим образом. В исходном положении (закрыто) шток 4 находится в своем крайнем нижнем положении и прижимает поршень 7 штока 6 уплотнительной поверхностью 9 к уплотнительному элементу 16 седла 14, герметично перекрывая поток транспортируемой среды из входного канала 2 в выходной 3. Одновременно с этим ступенчатая втулка 11 под действием давления транспортируемой среды из-за разных эффективных площадей сечения на торцах своей уплотнительной поверхностью 12 прижимается к уплотнительной поверхности 15 седла 14, перекрывая возможные утечки транспортируемой среды из входного канала 2 в выходной 3.The valve operates as follows. In the initial position (closed), the rod 4 is in its lowest position and presses the piston 7 of the rod 6 with the sealing surface 9 against the sealing element 16 of the seat 14, hermetically shutting off the flow of the transported medium from the inlet channel 2 to the outlet 3. At the same time, the step sleeve 11 under due to the pressure of the transported medium, due to different effective cross-sectional areas at the ends, its sealing surface 12 is pressed against the sealing surface 15 of the seat 14, blocking possible leaks of the transported medium from input channel 2 to output 3.

При необходимости открытия клапана и регулирования расхода транспортируемой среды подают соответствующий сигнал на привод 5, который начинает перемещать шток 4 вместе со штоком 6 с поршнем 7 вверх от уплотнительного элемента 16 седла 14 до упора поршнем 7 в ступенчатую втулку 11, защищая уплотнительную поверхность 9 поршня 7 от действия потока транспортируемой среды. После этого поршень 7 штока 6 перемещает ступенчатую втулку 11 от уплотнительной поверхности 15 седла 14, открывая проход транспортируемой среде из входного канала 2 через полый профилированный плунжер 10 в выходной канал 3. Регулирование расхода транспортируемой среды осуществляется перемещением поршня 7 штока 6 со ступенчатой втулкой 11 до необходимого положения и его остановкой. Каждому положению штока 4 соответствует определенное положение полого профилированного плунжера 10 поршня 7 штока 6 относительно седла 14, обеспечивающее соответствующий расход транспортируемой среды.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 together with the rod 6 with the piston 7 upwards from the sealing element 16 of the seat 14 up to the stop by the piston 7 into the step sleeve 11, protecting the sealing surface 9 of the piston 7 from the action of the flow of the transported medium. After that, the piston 7 of the rod 6 moves the step sleeve 11 from the sealing surface 15 of the seat 14, opening the passage of the transported medium from the input channel 2 through the hollow profiled plunger 10 to the output channel 3. The flow rate of the transported medium is carried out by moving the piston 7 of the rod 6 with the step sleeve 11 to necessary position and its stop. Each position of the rod 4 corresponds to a certain position of the hollow profiled plunger 10 of the piston 7 of the rod 6 relative to the seat 14, providing the corresponding flow rate of the transported medium.

При необходимости перекрытия потока транспортируемой среды подают соответствующий сигнал на привод 5, который начинает перемещать шток 4 вместе со штоком 6 с поршнем 7 вниз. Ступенчатая втулка 11 под действием давления транспортируемой среды из-за разных эффективных площадей сечения на торцах перемещается вниз вместе с поршнем 7 штока 6. Совместное их перемещение продолжается до тех пор, пока ступенчатая втулка 11 своей уплотнительной поверхностью 12 не достигнет уплотнительной поверхности 15 седла 14, перекрывая поток транспортируемой среды из входного канала 2 в выходной 3, а поршень 7 штока 6 продолжит свое движение вниз. Перемещение поршня 7 штока 6 продолжается до тех пор, пока он своей уплотнительной поверхностью 9 не достигнет уплотнительного элемента 16 седла 14, герметично перекрывая проход транспортируемой среде из входного канала 2 в выходной 3.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 together with the rod 6 with the piston 7 down. The step sleeve 11 under the pressure of the transported medium, due to different effective cross-sectional areas at the ends, moves down together with the piston 7 of the rod 6. Their joint movement continues until the step sleeve 11 with its sealing surface 12 reaches the sealing surface 15 of the seat 14, blocking the flow of the transported medium from the input channel 2 to the output 3, and the piston 7 of the rod 6 will continue its downward movement. The movement of the piston 7 of the rod 6 continues until it with its sealing surface 9 reaches the sealing element 16 of the seat 14, hermetically blocking the passage of the transported medium from the input channel 2 to the output 3.

Благодаря упрощению конструкции повышается надежность и увеличивается долговечность работы клапана.By simplifying the design, reliability is increased and the durability of the valve increases.

Claims

The shut-off and control valve, in the case of which there are two shutters connected to the rod, which is moved by the actuator, are located in the housing with the input and output channels, the first shutter being made in the form of a rod with a piston with holes and a sealing surface, and the second shutter is made in the form of a step sleeve enclosing the piston with a sealing surface mounted with the possibility of axial movement and fixing it in extreme positions, while the first valve is located coaxially in the saddle with the sealing surface and the sealing element, and the second is installed with the possibility of axial movement by the piston of the rod from the sealing surface of the seat, and in the lowermost position, the piston of the rod interacts with the sealing element with its sealing surface, and the stepped sleeve with its sealing surface interacts with the sealing surface of the saddle, characterized in that the first shutter is made locking regulating with a hollow profiled plunger located up to the sealing surface and placed in the saddle to the sealing element along the flow environment, wherein the outer diameter of the plunger mates with the inner diameter of the seat, and the second shut-off valve is formed, and its outer stage interfaced with steps performed in the housing.