RU2351832C2

RU2351832C2 - Valve

Info

Publication number: RU2351832C2
Application number: RU2007118204/06A
Authority: RU
Inventors: Игорь Олегович Будько (RU); Игорь Олегович Будько; Юрий Фатекович Кутдюсов (RU); Юрий Фатекович Кутдюсов
Original assignee: Игорь Олегович Будько; Юрий Фатекович Кутдюсов
Priority date: 2007-05-16
Filing date: 2007-05-16
Publication date: 2009-04-10
Also published as: RU2007118204A

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: present invention pertains to power engineering and is meant for use in valves and piping of thermal and atomic power stations, working at high differential pressure of actuating medium. The valve has housing with inlet and outlet pipes. A seat and a coupling rod with a shutting-off device are fitted in series inside the housing. The shutting off device is made with gate arranged in series on the number on seats. The seats are on the inner surface of a bushing. The bushing is coaxially fitted in the housing, forming an outlet cavity. At the bottom of the bushing, there are outlet windows. The outlet pipe is in the upper area of the outlet cavity. The shutting off device is in form of a step-plunger - rod with cylindrical gates. The diameter of the latter is greater than the diameter of the rod. The throttle-working part of the cylindrical gates is made with tapered, expanding towards the bottom - to the outlet along the flow of actuating medium, triangular grooves with a rectangular cross section, open on the butt end.

EFFECT: increased reliability and service life of the valve.

2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано для повышения надежности работы запорно-регулирующей арматуры тепловых и атомных электростанций, работающей при больших перепадах давлений рабочей среды, преимущественно воды или пара.The invention relates to the field of energy and can be used to improve the reliability of shut-off and control valves of thermal and nuclear power plants, operating at large pressure differences of the working environment, mainly water or steam.

Из уровня техники известен редукционный клапан, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, в котором последовательно расположены седла, шток с запорным органом, выполненный с последовательно расположенными по числу седел запорными элементами (SU 257240, F16K 1/38, 1969). Основным недостатком данного конструктивного решения является наличие кавитации рабочей среды при дросселировании потока, что приводит к изнашиванию поверхности седла и запорных элементов и, соответственно, к снижению надежности работы и срока службы клапана.A pressure reducing valve is known from the prior art, comprising a housing with inlet and outlet nozzles, in which saddles are arranged in series, a stem with a locking element, made with locking elements sequentially arranged in the number of saddles (SU 257240, F16K 1/38, 1969). The main disadvantage of this design solution is the presence of cavitation of the working medium during throttling of the flow, which leads to wear of the surface of the seat and locking elements and, accordingly, to a decrease in the reliability and service life of the valve.

Изобретение направлено на повышение надежности работы и срока службы клапана.The invention is aimed at improving the reliability and service life of the valve.

Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в клапане, содержащем корпус с входным и выходным патрубками, в котором последовательно расположены седла, шток с запорным органом, выполненный с последовательно расположенными по числу седел запорными элементами, согласно изобретению седла выполнены на внутренней поверхности втулки, соосно установленной в корпусе с образованием выходной полости, при этом в нижней части втулки выполнены выходные окна, а выходной патрубок расположен в верхней зоне выходной полости, запорный орган выполнен в виде ступенчатого плунжера - стержня с цилиндрическими запорными элементами, диаметр которых больше диаметра стержня, а дроссельная - рабочая часть цилиндрических запорных элементов выполнена с клиновидными расширяющимися к низу - к выходу по ходу рабочей среды трехгранными пазами прямоугольного профиля, выходящими на торец.The solution to this problem is provided by the fact that in the valve containing the housing with inlet and outlet nozzles, in which the seats are sequentially located, the stem with a locking element, made with locking elements sequentially arranged in the number of seats, according to the invention, the seats are made on the inner surface of the sleeve, coaxially mounted in the housing with the formation of the outlet cavity, while in the lower part of the sleeve exit windows are made, and the outlet pipe is located in the upper zone of the outlet cavity, ying a stepped plunger - rod with cylindrical locking elements of a diameter greater than the diameter of the rod and throttle - working part of the cylindrical locking element is formed with wedge-shaped widening towards the bottom - to the output during the working medium trihedral recesses rectangular profile facing the end face.

Кроме того, клиновидные трехгранные пазы в соседних запорных элементах симметрично смещены в поперечной плоскости относительно друг друга.In addition, the wedge-shaped trihedral grooves in adjacent locking elements are symmetrically offset in the transverse plane relative to each other.

Выполнение запорного органа в виде ступенчатого плунжера - стержня с цилиндрическими запорными элементами, дроссельная - рабочая часть которых снабжена клиновидными расширяющимися и выходящими на торец трехгранными пазами прямоугольного профиля, плавно направляющими дросселируемый поток в расширяющуюся полость между запорными элементами, практически исключает кавитацию рабочей среды, что существенно повышает надежность работы и срок службы клапана. Кроме того, наличие выходной полости, образованной между втулкой, на внутренней поверхности которой выполнены седла, и корпусом, снижает неравномерность температурного расширения элементов клапана, что также повышает надежность работы и срок службы клапана.The implementation of the locking body in the form of a stepped plunger - a rod with cylindrical locking elements, the throttle - the working part of which is equipped with wedge-shaped expanding and facing trihedral rectangular grooves, smoothly guiding the throttled flow into the expanding cavity between the locking elements, practically eliminates cavitation of the working medium, which substantially eliminates improves reliability and valve life. In addition, the presence of an outlet cavity formed between the sleeve, on the inner surface of which the seats are made, and the body, reduces the unevenness of the thermal expansion of the valve elements, which also increases the reliability and service life of the valve.

На чертеже представлен общий вид клапана.The drawing shows a General view of the valve.

Клапан содержит корпус 1 с входным и выходным патрубками 2 и 3, втулку 4 с несколькими, преимущественно тремя, последовательно расположенными седлами 5, 6, и 7, соосно установленную в корпусе 1 с образованием выходной полости 8, в нижней части которой выполнены выходные окна 9, шток 10 с запорным органом в виде ступенчатого плунжера - стержня 11 с цилиндрическими запорными элементами 12, 13 и 14, дроссельная - рабочая часть которых выполнена с клиновидными расширяющимися к низу - к выходу по ходу рабочего тела трехгранными пазами 15, 16 и 17 прямоугольного профиля, выходящими на торец соответствующих цилиндрических запорных элементов 12, 13, 14. При этом диаметр «D» цилиндрических запорных элементов 12, 13, 14 больше диаметра «d» стержня 11, а клиновидные трехгранные пазы 15, 16, 17 в соседних запорных элементах 12, 13, 14 симметрично смещены в поперечной плоскости относительно друг друга. Возможно выполнение цилиндрических запорных элементов 12, 13, 14 с различным количеством симметрично расположенных клиновидных трехгранных пазов 15, 16 и 17 и с разным углом «α» наклона внутренней грани 18, 19, 20 к торцевой поверхности запорных элементов 12, 13, 14.The valve comprises a housing 1 with inlet and outlet nozzles 2 and 3, a sleeve 4 with several, mainly three, sequentially located seats 5, 6, and 7, coaxially mounted in the housing 1 with the formation of the outlet cavity 8, in the lower part of which the outlet windows 9 are made , rod 10 with a locking body in the form of a stepped plunger - rod 11 with cylindrical locking elements 12, 13 and 14, a throttle - the working part of which is made with wedge-shaped expanding to the bottom - to the exit along the working fluid with trihedral grooves 15, 16 and 17 of rectangular rectangular profiles, facing the end of the corresponding cylindrical locking elements 12, 13, 14. The diameter "D" of the cylindrical locking elements 12, 13, 14 is larger than the diameter "d" of the rod 11, and the wedge-shaped trihedral grooves 15, 16, 17 in adjacent locking elements 12, 13, 14 are symmetrically offset in the transverse plane relative to each other. It is possible to perform cylindrical locking elements 12, 13, 14 with a different number of symmetrically arranged wedge-shaped trihedral grooves 15, 16 and 17 and with a different angle “α” of inclination of the inner face 18, 19, 20 to the end surface of the locking elements 12, 13, 14.

Клапан работает как запорно-регулирующий следующим образом.The valve operates as a shut-off and control as follows.

Рабочая среда, например вода высокого давления, поступает в клапан через входной патрубок 2.The working medium, such as high pressure water, enters the valve through the inlet pipe 2.

В закрытом положении все регулируемые проходы через седла 5, 6, 7 закрыты, при этом седло 5 перекрыто верхней конической частью 21 запорного элемента 12.In the closed position, all adjustable passages through the saddles 5, 6, 7 are closed, while the saddle 5 is blocked by the upper conical part 21 of the locking element 12.

При открывании клапана в регулируемом положении выходящий из клиновидных расширяющихся по ходу рабочей среды трехгранных пазов 15, 16 и 17 дросселируемый поток рабочей среды плавно направляется в расширяющуюся полость между запорными элементами 12, 13, 14, что практически исключает кавитацию рабочей среды и разрушение рабочих поверхностей седел и запорных элементов. Поток рабочей среды, пройдя сечение седла 7, через выходные окна 9 поступает в выходную полость 8, проходя по которой к выходному патрубку 3, равномерно нагревает корпус 1 и втулку 4, что существенно снижает неравномерность температурного расширения и термические напряжения, возникающие в теле корпуса 1 и втулке 4, улучшает рабочие характеристики клапана и повышает надежность его работы в целом.When the valve is opened in an adjustable position, the throttled flow of the working medium emerging from the wedge-shaped expanding along the working medium trihedral grooves 15, 16 and 17 is smoothly directed into the expanding cavity between the locking elements 12, 13, 14, which practically eliminates cavitation of the working medium and the destruction of the working surfaces of the seats and locking elements. The flow of the working medium, passing through the cross section of the seat 7, through the outlet windows 9 enters the outlet cavity 8, passing through which to the outlet pipe 3, heats the case 1 and sleeve 4 evenly, which significantly reduces the unevenness of thermal expansion and thermal stresses that arise in the body of the case 1 and sleeve 4, improves the performance of the valve and increases the reliability of its operation as a whole.

Claims

1. A valve comprising a housing with inlet and outlet nozzles, in which the seats are sequentially located, a stem with a locking member, made with locking elements sequentially arranged in the number of seats, characterized in that the seats are made on the inner surface of the sleeve coaxially mounted in the housing to form the outlet cavity, while in the lower part of the sleeve exit windows are made, and the outlet pipe is located in the upper zone of the outlet cavity, the shut-off element is made in the form of a stepped plunger - a rod with a cylinder cal locking elements a diameter greater than the diameter of the rod and throttle - working part of the cylindrical locking element is formed with wedge-shaped widening towards the bottom - to the output during the working medium trihedral recesses rectangular profile facing the end face.

2. The valve according to claim 1, characterized in that the wedge-shaped expanding towards the bottom - towards the exit along the working medium, the trihedral grooves in the adjacent locking elements are symmetrically offset in the transverse plane relative to each other.