RU2374539C1 - Valve - Google Patents
Valve Download PDFInfo
- Publication number
- RU2374539C1 RU2374539C1 RU2008113502/06A RU2008113502A RU2374539C1 RU 2374539 C1 RU2374539 C1 RU 2374539C1 RU 2008113502/06 A RU2008113502/06 A RU 2008113502/06A RU 2008113502 A RU2008113502 A RU 2008113502A RU 2374539 C1 RU2374539 C1 RU 2374539C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- plunger
- valve
- bellows
- housing
- liner
- Prior art date
Links
Landscapes
- Details Of Valves (AREA)
- Lift Valve (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к трубопроводной арматуре и предназначено для управления потоком рабочей среды в трубопроводах преимущественно высокого давления при больших расходах рабочей среды в качестве запорного клапана или запорно-регулирующего клапана.The invention relates to pipe fittings and is intended to control the flow of the working medium in pipelines of predominantly high pressure at high flow rates of the working medium as a shut-off valve or shut-off and control valve.
Известен клапан (см. Д.Ф.Гуревич и др. «Арматура ядерных энергетических установок» М., Атомиздат, 1978, рис.3.25), содержащий корпус с входным и выходным отверстиями, седло клапана и запорный элемент, выполнен в виде диска.A known valve (see DF Gurevich and others. "Armature of nuclear power plants" M., Atomizdat, 1978, Fig. 3.25), containing a housing with inlet and outlet openings, a valve seat and a locking element, is made in the form of a disk.
Недостатком данного клапана является необходимость приложения больших усилий к запорному элементу при его открытии или закрытии, необходимых для преодоления сил давления рабочей среды на запорный элемент.The disadvantage of this valve is the necessity of applying great efforts to the locking element when it is opened or closed, necessary to overcome the pressure forces of the working medium on the locking element.
Указанное обстоятельство затрудняет использование клапана при больших давлениях рабочей среды и больших диаметральных габаритах пропускного сечения клапана, так как сила, действующая на клапан от давления рабочей среды, увеличивается прямо пропорционально от указанных параметров. Другим существенным недостатком является неуравновешенность запорного элемента в высокоскоростном потоке рабочей среды, что сопровождается значительными вибрациями золотника, повышенным износом направляющих поверхностей и неустойчивостью в работе, особенно в запорно-регулирующем клапане.This circumstance complicates the use of the valve at high pressures of the working medium and large diametrical dimensions of the passage section of the valve, since the force acting on the valve from the pressure of the working medium increases in direct proportion to these parameters. Another significant drawback is the imbalance of the shut-off element in the high-speed flow of the working medium, which is accompanied by significant spool vibrations, increased wear of the guide surfaces and instability in operation, especially in the shut-off and control valve.
Известны конструкции запорно-регулирующих клапанов фирмы «Фишер» (см. Д.Ф.Гуревич и др. «Арматура ядерных энергетических установок» М., Атомиздат, 1978, рис.4.6, стр.89). Проточная часть корпуса этого клапана выполнена в виде полого цилиндра с профилированными окнами. Поступательное перемещение полого цилиндрического плунжера внутри цилиндра корпуса регулирует расход рабочей среды. Отверстиями в верхней части плунжера он разгружен от статического давления, а тонкостенный корпус плунжера минимизирует гидродинамические усилия потока. Все это благоприятствует устойчивой работе клапана, уменьшает вибрацию затвора плунжера и существенно снижает усилие при регулировании и полном перекрытии потока. В этой конструкции герметизация плунжера относительно седла осуществляется набивочными уплотнительными кольцами по его наружному диаметру и посадкой плунжера на седло клапана. Основным недостатком данной конструкции является невозможность герметичности клапана в закрытом положении при температуре рабочей среды свыше 200°C. Уплотнительные набивочные кольца подвижных соединений могут быть герметичны только из материалов типа резины и фторопласта, применение которых и определяет указанный выше температурный предел.Known designs of shut-off and control valves of the company "Fisher" (see DF Gurevich and others. "Armature of nuclear power plants" M., Atomizdat, 1978, Fig. 4.6, p. 89). The flow part of the valve body is made in the form of a hollow cylinder with profiled windows. The progressive movement of the hollow cylindrical plunger inside the cylinder of the housing controls the flow rate of the working medium. The holes in the upper part of the plunger unload it from static pressure, and a thin-walled plunger body minimizes the hydrodynamic forces of the flow. All this favors the stable operation of the valve, reduces the vibration of the shutter of the plunger and significantly reduces the force when regulating and completely blocking the flow. In this design, the sealing of the plunger relative to the seat is carried out by the packing o-rings along its outer diameter and by fitting the plunger on the valve seat. The main disadvantage of this design is the impossibility of tightness of the valve in the closed position at a temperature of the working medium above 200 ° C. O-ring packing rings of movable joints can be sealed only from materials such as rubber and fluoroplastic, the use of which determines the above temperature limit.
Известно техническое решение клапана, содержащего корпус с входным и выходным отверстиями, седло клапана, разгруженный запорный элемент, выполненный в виде плунжера, установленного в корпусе, с возможностью возвратно-поступательного движения относительно поверхности цилиндрического вкладыша, закрепленного в корпусе клапана, уплотнительные элементы, обеспечивающие герметичное перемещение плунжера, соединенного с приводом, при этом в цилиндре вкладыша выполнены отверстия, обеспечивающие соединение полостей входного и выходного отверстий клапана (см. RU 2200265 С1, кл. F16К 3/24, 03.10.2003).A technical solution is known for a valve comprising a housing with inlet and outlet openings, a valve seat, an unloaded locking element made in the form of a plunger installed in the housing, with the possibility of reciprocating movement relative to the surface of a cylindrical liner fixed in the valve body, sealing elements that provide a tight moving the plunger connected to the drive, while holes are made in the cylinder of the liner to connect the cavities of the input and output holes valve height (see RU 2200265 C1, class F16K 3/24, 03.10.2003).
Недостатком данного технического решения является температурное ограничение использования клапана до 200°C рабочей среды.The disadvantage of this technical solution is the temperature limitation of the use of the valve to 200 ° C of the working environment.
Наиболее близким техническим решением является конструкция клапана по патенту РФ №2298127.The closest technical solution is the design of the valve according to the patent of the Russian Federation No. 2298127.
Данная конструкция клапана содержит корпус с входным и выходным отверстиями, седло клапана, цилиндрический вкладыш с отверстиями, обеспечивающими соединение полостей входного и выходного отверстий, выемную часть, герметично установленную в корпус клапана с возможностью возвратно-поступательного движения плунжера относительно вкладыша, состоящая из двух одинаковых сильфонов, коаксиально установленных относительно корпуса выемной части и последовательно друг за другом, герметично соединенных между собой резьбовой втулкой через концевые детали сильфонов, одна из которых является плунжером с уплотнительной поверхностью, нижний торец нижнего сильфона соединен с заглушкой, а верхний конец верхнего сильфона герметично соединен с корпусом выемной части, при этом внутренние полости сильфонов сообщены между собой и внешней средой, а плунжер разгружен от давления рабочей среды и его перемещение обеспечивается приводом через шток, соединенный с резьбовой втулкой.This valve design includes a housing with inlet and outlet openings, a valve seat, a cylindrical liner with openings for connecting the cavities of the inlet and outlet openings, a removable part hermetically installed in the valve body with the possibility of reciprocating movement of the plunger relative to the liner, consisting of two identical bellows coaxially mounted relative to the housing of the extraction part and sequentially one after another, hermetically connected to each other by a threaded sleeve through a con bellows components, one of which is a plunger with a sealing surface, the lower end of the lower bellows is connected to the plug, and the upper end of the upper bellows is hermetically connected to the housing of the extraction part, while the internal cavities of the bellows are communicated with each other and the external environment, and the plunger is unloaded from pressure the working medium and its movement is provided by the drive through the rod connected to the threaded sleeve.
Недостатками данного технического решения являются ограничение возможностей по режимам и параметрам работы клапана, а также невысокая надежность клапана при определенных условиях работы.The disadvantages of this technical solution are the limited possibilities for the modes and parameters of the valve, as well as the low reliability of the valve under certain operating conditions.
Указанные недостатки выражаются в следующем:These disadvantages are expressed in the following:
- нельзя обеспечить большой перепад давлений сложным вкладышем (тримом) с соблюдением требований по малошумности и кавитации;- it is impossible to provide a large pressure drop with a complex liner (trim) in compliance with the requirements for low noise and cavitation;
- нельзя обеспечить оптимальное усилие привода за счет выполнения необходимого среднего диаметра уплотнительной поверхности седла и плунжера;- it is impossible to ensure optimal drive force due to the required average diameter of the sealing surface of the seat and plunger;
- при выбранном диаметре сильфона нельзя увеличить пропускную способность клапана в открытом положении;- with the selected diameter of the bellows it is impossible to increase the throughput of the valve in the open position;
- резьбовое соединение вкладыша с корпусом клапана не позволяет обеспечить высокую надежность герметичного соединения седла с корпусом, особенно при высоких температурах рабочей среды из-за релаксации резьбы.- the threaded connection of the liner with the valve body does not allow for high reliability of the tight connection of the seat to the body, especially at high temperatures of the working environment due to relaxation of the thread.
Задачей изобретения является создание конструкции клапана с расширенными режимами и параметрами работы с высокой надежностью при всех условиях работы.The objective of the invention is to create a valve design with advanced modes and operation parameters with high reliability under all operating conditions.
Технический результат достигается за счет того, что вкладыш установлен между корпусом выемной части и седлом, обеспечивая осевое направление плунжера при его перемещении по внутренней цилиндрической поверхности вкладыша, заглушка выполнена в виде удлиненного стакана, установленного коаксиально внутри сильфонов, верхний конец стакана неподвижно соединен с установленным фланцем, который в свою очередь герметично соединен с корпусом выемной части, а неподвижное соединение конца штока привода с резьбовой втулкой обеспечивается соединительным элементом, для перемещения которого в стакане выполнены пазы, длина которых больше рабочего хода плунжера.The technical result is achieved due to the fact that the liner is installed between the housing of the withdrawn part and the seat, providing the axial direction of the plunger when moving along the inner cylindrical surface of the liner, the plug is made in the form of an elongated cup mounted coaxially inside the bellows, the upper end of the cup is fixedly connected to the mounted flange which, in turn, is hermetically connected to the housing of the withdrawable part, and the fixed connection of the end of the actuator stem with the threaded sleeve is provided by connecting an element for moving which grooves are made in the glass, the length of which is greater than the working stroke of the plunger.
На чертеже изображен общий вид клапана.The drawing shows a General view of the valve.
Клапан содержит корпус 1 с выполненными в нем входным 2 и выходным 3 отверстиями. Корпус 1 имеет седло 4. Изображение выходного отверстия в нижней части корпуса является условным, так как клапан сохраняет работоспособность при любом положении выходного отверстия. Внутри корпуса 1 установлен цилиндрический вкладыш (трим) 5 с многочисленными отверстиями, обеспечивая соединение входного 2 и выходного 3 отверстий. Выемная часть состоит из двух одинаковых сильфонов 6, 7, коаксиально расположенных относительно корпуса 8 выемной части и последовательно установленных друг за другом, герметично соединенных между собой резьбовой втулкой 9 через концевые детали сильфонов, одна из которых является плунжером 10. Нижний торец сильфона 7 герметично соединен с заглушкой 11, выполненной в виде удлиненного стакана и установленного внутри сильфонов 6, 7. Верхний конец заглушки 11 неподвижно соединен с фланцем 12. Верхний конец сильфона 6 герметично соединен с корпусом 8 выемной части. Вкладыш 5 неподвижно установлен между корпусом 8 и седлом 4, а седло расположено между вкладышем 5 и корпусом 1. Между корпусом 8 и вкладышем 5 установлен уплотнительный элемент 13. Герметичность между седлом 4 и корпусом 1 обеспечивает уплотнительный элемент 14, а герметичность между корпусами 1 и 8 обеспечивается уплотнительным элементом 15. Герметизация фланца 12 обеспечивается уплотнительными элементами 16. Неподвижное соединение конца штока 17 привода с резьбовой втулкой 9 обеспечивается соединительным элементом, например, пальцем 18. Для поступательного перемещения пальца 18 в заглушке 11 выполнены пазы 19. Герметизация уплотнительных элементов 13, 14, 15 происходит усилием затяжки крепежа 20. Между сильфоном 7 и плунжером 10 имеется полость А. Между сильфоном 6 и корпусом 8 - полость Б. Внутренняя полость сильфонов 6, 7 соединены между собой и имеют сообщение с внешней средой, образуя полость С, которая на аварийный случай разрыва сильфона может быть герметично перекрыта поджатием сальника 21 к штоку 17.The valve comprises a housing 1 with inlet 2 and outlet 3 openings made therein. The housing 1 has a seat 4. The image of the outlet in the lower part of the housing is conditional, since the valve remains operational at any position of the outlet. Inside the housing 1 is installed a cylindrical liner (trim) 5 with numerous holes, providing a connection of the input 2 and output 3 holes. The extraction part consists of two identical bellows 6, 7, coaxially located relative to the housing 8 of the extraction part and sequentially installed one after another, tightly interconnected by a threaded sleeve 9 through the end parts of the bellows, one of which is a plunger 10. The lower end of the bellows 7 is hermetically connected with a plug 11, made in the form of an elongated glass and installed inside the bellows 6, 7. The upper end of the plug 11 is fixedly connected to the flange 12. The upper end of the bellows 6 is hermetically connected to the housing 8 withdrawal part. The liner 5 is fixedly mounted between the housing 8 and the seat 4, and the saddle is located between the liner 5 and the housing 1. Between the housing 8 and the liner 5 is installed a sealing element 13. The tightness between the saddle 4 and the housing 1 provides a sealing element 14, and the tightness between the housing 1 and 8 is provided by the sealing element 15. The sealing of the flange 12 is provided by the sealing elements 16. A fixed connection of the end of the actuator rod 17 with the threaded sleeve 9 is provided by a connecting element, for example, a finger 18. For post the finger 18 is moved in the plug 11, the grooves 19 are made. The sealing elements 13, 14, 15 are sealed by the tightening force of the fasteners 20. There is a cavity A between the bellows 7 and the plunger 10. There is a cavity B between the bellows 6 and the housing 8. The inner cavity of the bellows 6, 7 are interconnected and have a communication with the external environment, forming a cavity C, which in the event of an emergency rupture of the bellows can be hermetically sealed by pressing the gland 21 to the rod 17.
Конструктивное отличие запорного клапана от запорно-регулирующего отличается только в конструктивном исполнении вкладыша 5.The design difference of the shut-off valve from the shut-off and control valve differs only in the design of the liner 5.
Клапан работает следующим образом.The valve operates as follows.
В открытом положении клапана плунжер 10, перемещаясь по внутренней цилиндрической поверхности вкладыша 5, поднят вверх, сильфон 6 сжат на величину рабочего хода и его сжатие определено жестким упором концевой детали сильфона в уступ корпуса 8. Сильфон 7 находится в свободном состоянии, полости А и Б находятся под давлением рабочей среды.In the open position of the valve, the plunger 10, moving along the inner cylindrical surface of the liner 5, is raised upward, the bellows 6 is compressed by the size of the stroke and its compression is determined by the hard stop of the end part of the bellows in the ledge of the housing 8. The bellows 7 is in a free state, cavities A and B are under pressure of the working environment.
Плунжер 10 полностью разгружен от давления рабочей среды, шток привода 17 воспринимает только незначительные усилия от сжатия сильфона 6. Основное усилие от давления рабочей среды, воздействующей на эффективную площадь сильфонов 6, 7, воспринимает заглушка 11, которая передает усилие сжатия через резьбовые соединения во фланце 12 на корпус 8 выемной части и на корпус 1 через крепеж 20.The plunger 10 is completely unloaded from the pressure of the working medium, the actuator stem 17 takes only insignificant efforts from the compression of the bellows 6. The main force from the pressure of the working medium acting on the effective area of the bellows 6, 7, takes the plug 11, which transfers the compression force through the threaded connections in the flange 12 to the housing 8 of the withdrawal part and to the housing 1 through the fasteners 20.
Таким образом, также как и в прототипе, усилие от давления среды на сильфоны 6, 7 гасится на корпусе 1 клапана, но только через другую цепочку деталей, что позволило освободить полость под плунжером и, тем самым, получить следующий положительный эффект:Thus, as well as in the prototype, the force from the pressure of the medium on the bellows 6, 7 is extinguished on the valve body 1, but only through another chain of parts, which made it possible to free the cavity under the plunger and thereby obtain the following positive effect:
- при перемещении штока 17 вниз плунжер 10 перекрывает сечение входного отверстия корпуса 2, приближаясь к седлу,- when moving the rod 17 downward, the plunger 10 overlaps the cross section of the inlet of the housing 2, approaching the saddle,
- если обеспечить герметизацию вкладыша 5 с корпусом 8 элементом 13, то давление при этом за вкладышем 5 падает и, в отличии от прототипа, наружное давление на оба сильфона будет уменьшаться. Все это повышает надежность работы сильфонов и клапана в целом в процессе регулировки клапана,- if you ensure the sealing of the liner 5 with the housing 8 by the element 13, then the pressure then falls behind the liner 5 and, unlike the prototype, the external pressure on both bellows will decrease. All this increases the reliability of the bellows and the valve as a whole in the process of adjusting the valve,
- изменением среднего диаметра уплотнительных поверхностей затвора Дср. упл. появилась возможность оптимального подбора усилия привода,- a change in the average diameter of the sealing surfaces of the shutter D cf. rep. there is the possibility of optimal selection of drive forces,
- направление плунжера по внутреннему диаметру относительно вкладыша позволило применять вкладыш более сложной конструкции для получения более высокого перепада давления при регулировании и при этом достигнута возможность работы клапана без кавитационных процессов и уменьшена шумность работы,- the direction of the plunger along the inner diameter relative to the liner made it possible to use the liner of a more complex design to obtain a higher pressure drop during regulation and at the same time, the valve was able to operate without cavitation processes and the noise level was reduced,
- в предлагаемой конструкции достигнута возможность одновременно увеличить площадь проходного сечения внутри вкладыша, что позволило расширить пропускную способность клапана, по сравнению с прототипом,- in the proposed design, it was possible to simultaneously increase the area of the bore inside the liner, which allowed to expand the throughput of the valve, compared with the prototype,
- использование осевого усилия поджатая крепежа 20 для герметичной установки вкладыша 5 и седла 4 с двухсторонним уплотнением повышает технологичность конструкции, облегчает ремонт седла и клапана в целом.- the use of axial force preloaded fasteners 20 for tight installation of the liner 5 and seat 4 with a double-sided seal increases the manufacturability of the structure, facilitates the repair of the seat and valve as a whole.
Промышленная применимость очевидна. Опытное изготовление предлагаемой конструкции доказало ее эффективность.Industrial applicability is obvious. Experimental manufacturing of the proposed design has proven its effectiveness.
Клапан, управляемый существующими приводами малой мощности в автоматическом режиме, может использоваться как отсечной клапан. Закрытие клапана происходит за короткий промежуток времени, благодаря разгруженному плунжеру. Клапан обеспечивает высокую герметичность в затворе (класс А) и герметичность относительно внешней среды при работе в интервале рабочих температур от - 260°C до 550°C.The valve, controlled by existing low-power actuators in automatic mode, can be used as a shut-off valve. The valve closes in a short period of time, thanks to the unloaded plunger. The valve provides high tightness in the valve (class A) and tightness with respect to the external environment when operating in the range of operating temperatures from - 260 ° C to 550 ° C.
Запорно-регулирующий клапан в отличие от существующих конструкций клеточного типа с разгруженным плунжером способен обеспечить в закрытом положении класс герметичности А и герметичность относительно внешней среды при работе в интервале рабочих температур от -260°C до 550°C.The shut-off and control valve, unlike existing cell-type constructions with an unloaded plunger, is able to provide a closed class of tightness A and tightness with respect to the external environment when operating in the range of operating temperatures from -260 ° C to 550 ° C.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008113502/06A RU2374539C1 (en) | 2008-04-10 | 2008-04-10 | Valve |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008113502/06A RU2374539C1 (en) | 2008-04-10 | 2008-04-10 | Valve |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2374539C1 true RU2374539C1 (en) | 2009-11-27 |
Family
ID=41476780
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008113502/06A RU2374539C1 (en) | 2008-04-10 | 2008-04-10 | Valve |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2374539C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2489626C1 (en) * | 2012-02-20 | 2013-08-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации | Valve |
| RU2641183C1 (en) * | 2017-02-13 | 2018-01-16 | Акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" | Valve (versions) |
-
2008
- 2008-04-10 RU RU2008113502/06A patent/RU2374539C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2489626C1 (en) * | 2012-02-20 | 2013-08-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации | Valve |
| RU2641183C1 (en) * | 2017-02-13 | 2018-01-16 | Акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" | Valve (versions) |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2305215C2 (en) | Control drive valve for use in well, solenoid used in this valve, method of control of main valve in well using proposed valve and method of changing of liquid flow velocities in well | |
| US20110036415A1 (en) | Internal relief valve for a valve actuator | |
| RU2673636C1 (en) | Ball valve saddles control non-return valves | |
| RU2374539C1 (en) | Valve | |
| RU2619435C1 (en) | Regulating direct valve | |
| RU2301932C1 (en) | Control valve | |
| RU2298128C2 (en) | Multipurpose valve | |
| RU2285852C2 (en) | Ball cock | |
| RU2347128C1 (en) | Multipurpose valve | |
| RU2626803C1 (en) | Direct-flow control valve with hydraulic actuator | |
| RU2447346C1 (en) | Stop valve with unloaded stop | |
| RU69954U1 (en) | FLOW REGULATOR | |
| KR20200008167A (en) | Actuators, valves and semiconductor manufacturing equipment | |
| RU2298127C1 (en) | Valve | |
| RU2386880C1 (en) | Isolation stop and control valve | |
| RU2495309C1 (en) | Control valve | |
| RU2495310C1 (en) | Control valve | |
| RU2355929C1 (en) | Glove valve | |
| KR102239202B1 (en) | Actuators, valves, fluid supply systems and semiconductor manufacturing equipment | |
| RU2255262C1 (en) | Stop control valve | |
| RU2319881C1 (en) | Valve | |
| RU2334147C1 (en) | Multipurpose valve | |
| RU2338941C1 (en) | Shutoff-and-control valve | |
| RU2336452C1 (en) | Miltipurpose valve | |
| RU2584044C1 (en) | Valve |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160411 |