RU2443923C2

RU2443923C2 - Valve with linear actuator

Info

Publication number: RU2443923C2
Application number: RU2010121594/06A
Authority: RU
Inventors: Владислав Сергеевич Черников (RU); Владислав Сергеевич Черников
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Технопроект"
Priority date: 2010-05-27
Filing date: 2010-05-27
Publication date: 2012-02-27
Also published as: RU2010121594A

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: invention can be used to control the flows of liquid and gaseous media in pipelines. In the valve with linear actuator, which contains the body with flow-through part, inlet and outlet connection pipes, movable control element in the form of a tube with a seat, sealing element, which are located on one axis, linear actuator, actuator stock performing back-and-forth movement, and return spring, the connection of actuator stock to control element is performed by means of flexible low-elastic element with possibility of moving the control element towards the sealing element and back.

EFFECT: improving the valve reliability at control of flows of working media containing considerable amount of foreign inclusions.

1 dwg

Description

Предполагаемое устройство относится к машиностроению, и в частности к арматуростроению. Оно может быть использовано для управления потоками жидких и газообразных сред в трубопроводах.The proposed device relates to mechanical engineering, and in particular to valve manufacturing. It can be used to control the flow of liquid and gaseous media in pipelines.

Известны клапаны с линейным приводом, содержащие корпус с седлом, входным и выходным патрубками, запорный орган, расположенный концентрично седлу корпуса, линейный привод.Known valves with a linear actuator, comprising a housing with a seat, inlet and outlet nozzles, a locking member located concentrically to the housing saddle, a linear actuator.

В патенте РФ №2143563, МПК F01D 17/10, F16K 31/143 описан пневмоклапан, содержащий корпус с седлом, клапан с уплотнителем (управляющим элементом), проточную часть, поршневой пневмопривод (линейный привод) с щелевым уплотнением поршня и штока, установленный непосредственно в проточную часть и управляемый с помощью рабочей среды.The RF patent No. 2143563, IPC F01D 17/10, F16K 31/143 describes a pneumatic valve comprising a housing with a seat, a valve with a seal (control element), a flow part, a piston pneumatic actuator (linear actuator) with a slotted piston and rod seal installed directly into the flow part and controlled by the working medium.

В патенте РФ №30908, МПК F16K 1/12 описан запорный клапан, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, запорный орган (управляющий элемент) с пневмоприводом (линейным приводом), выполненным в виде размещенного в силовой полости, образованной в корпусе, поршня и взаимодействующего с ним штока.In the patent of the Russian Federation No. 30908, IPC F16K 1/12, a shut-off valve is described, comprising a body with inlet and outlet nozzles, a shut-off element (control element) with a pneumatic actuator (linear actuator) made in the form of a piston located in the power cavity formed in the housing, and stem interacting with it.

Из всех устройств аналогичного назначения самым близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является золотниковый клапан, описанный в патенте WO 02/086361, A1 F16K 1/12, 17.04.2002. Он содержит корпус с проточной частью, входной и выходной патрубки, подвижную герметизирующую трубу (управляющий элемент) с седлом, уплотнительный элемент, привод (линейный привод), рычаг для перемещения герметизирующей трубы (управляющего элемента).Of all devices of a similar purpose, the closest in technical essence to the proposed invention is the spool valve described in patent WO 02/086361, A1 F16K 1/12, 04.17.2002. It comprises a housing with a flow part, the inlet and outlet, a movable sealing tube (control element) from the valve seat, the seal member, the actuator (linear motor), a lever for moving the sealing tube (control element).

Данный клапан достаточно надежен, однако связь линейного привода с управляющим элементом посредством рычага накладывает на конструкцию клапана существенное ограничение, а именно ось линейного привода должна быть параллельна оси управляющего элемента. В противном случае происходит увеличение нагрузки на шарнир, вокруг которого поворачивается рычаг, в результате чего данный шарнир быстро изнашивается, а клапан перестает выполнять свое функциональное назначение, т.е. в устройстве не достигается технический результат, выраженный в повышении надежности клапана.This valve is quite reliable, however, the connection of the linear actuator with the control element by means of a lever imposes a significant restriction on the valve design, namely, the axis of the linear actuator must be parallel to the axis of the control element. Otherwise, the load on the hinge increases, around which the lever rotates, as a result of which the hinge wears out quickly, and the valve ceases to fulfill its functional purpose, i.e. the device does not achieve a technical result, expressed in increasing the reliability of the valve.

Технический результат, достигаемый при осуществлении предлагаемого изобретения, - повышение надежности клапана при управлении потоками рабочих сред, содержащих значительное количество посторонних включений, за счет применения предлагаемой связи между штоком привода и управляющим элементом, исключающей влияние шарнира на надежность клапана.The technical result achieved by the implementation of the invention is to increase the reliability of the valve when controlling the flow of working media containing a significant number of foreign impurities, through the use of the proposed connection between the actuator stem and the control element, eliminating the effect of the hinge on the reliability of the valve.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном клапане с линейным приводом, содержащем корпус с проточной частью, входной и выходной патрубки, подвижный управляющий элемент в виде трубы с седлом, уплотнительный элемент, расположенные на одной оси, линейный привод, шток привода, совершающий возвратно-поступательное движение, возвратную пружину, связь штока привода с управляющим элементом выполнена посредством гибкого малорастяжимого элемента с возможностью перемещения управляющего элемента к уплотнительному элементу и обратно.The specified technical result is achieved by the fact that in the known valve with a linear actuator comprising a housing with a flow part, inlet and outlet nozzles, a movable control element in the form of a pipe with a seat, a sealing element located on the same axis, a linear actuator, the actuator rod, which returns - translational movement, return spring, the connection of the actuator rod with the control element is made by means of a flexible low-extensible element with the possibility of moving the control element to the sealing element u and back.

В результате проведенного поиска по источникам научно-технической и патентной информации не были обнаружены конструкторские решения, совокупность существенных признаков которых аналогична предлагаемому изобретению и обеспечивает достижение такого же технического результата. Реализация заявленного клапана с линейным приводом реально осуществима в условиях обычного машиностроительного предприятия. Таким образом, можно отметить, что предлагаемое изобретение представляет собой решение технической задачи, является новым, обеспечивает промышленную применимость и обладает изобретательским уровнем.As a result of a search on the sources of scientific, technical and patent information, no design solutions were found, the set of essential features of which is similar to the invention and ensures the achievement of the same technical result. The implementation of the inventive valve with linear actuator is feasible in a conventional engineering enterprise. Thus, it can be noted that the present invention is a solution to the technical problem, is new, provides industrial applicability and has an inventive step.

Суть предлагаемого изобретения поясняется на нижеследующей фигуре.The essence of the invention is illustrated in the following figure.

На фигуре изображено устройство клапана с линейным приводом в разрезе.The figure shows a valve device with a linear actuator in section.

Клапан с линейным приводом (фиг.) содержит корпус 1 с проточной частью, входной 11 и выходной 12 патрубки, линейный привод 2. Внутри корпуса 1 установлены управляющий элемент 3 с выполненным на нем седлом, уплотнительный элемент 4, уплотнительные кольца 5, возвратная пружина 7. Внутри линейного привода 2 установлен поршень 6 со штоком 9 привода. Шток 9 привода связан с управляющим элементом 3 посредством гибкой струны 10, перекинутой через направляющий ролик 6. Патрубок 8 предназначен для подачи управляющей среды в линейный привод 2.A valve with a linear drive (FIG.) Comprises a housing 1 with a flow part, the inlet 11 and outlet tubes 12, linear actuator 2. Inside the housing 1 mounted control element 3 with a seat formed thereon, a sealing member 4, the sealing ring 5, the return spring 7 A piston 6 is installed inside the linear actuator 2 with the actuator stem 9. The rod 9 of the actuator is connected to the control element 3 by means of a flexible string 10 thrown through the guide roller 6. A pipe 8 is designed to supply a control medium to the linear actuator 2.

Клапан работает следующим образом. В полость 11 входного патрубка корпуса 1 клапана подается рабочая среда. Пружина 7 прижимает управляющий элемент 3 к уплотнительному элементу 4, чем разобщает полости 11 и 12. Уплотнительные кольца 5 обеспечивают герметизацию в соединении корпус 1 - управляющий элемент 3. При подаче управляющей среды в патрубок 8 поршень 6 со штоком 9 привода совершает поступательное движение и посредством гибкой струны 10, перекинутой через направляющий ролик 6, перемещает управляющий элемент 3 от уплотнительного элемента 4, сжимая при этом возвратную пружину 7. Рабочая среда из полости 11 входного патрубка перетекает в полость 12 выходного патрубка. При сбросе управляющей среды из линейного привода 2 через патрубок 8 возвратная пружина 7 перемещает управляющий элемент 3, поршень 6 и шток 9 привода в исходное положение. Полости 11 и 12 разобщаются.The valve operates as follows. A working medium is supplied into the cavity 11 of the inlet pipe of the valve body 1. The spring 7 presses the control element 3 against the sealing element 4, thereby separating the cavities 11 and 12. The sealing rings 5 provide sealing in the connection of the housing 1 - control element 3. When the control medium is supplied to the pipe 8, the piston 6 with the actuator rod 9 performs translational motion and flexible string 10 slung over the guide roller 6, moves the actuating element 3 of the sealing member 4 while compressing the return spring 7. The working environment of the cavity inlet 11 flows into the cavity 12 output th nozzle. When resetting the control medium from the linear actuator 2 through the pipe 8, the return spring 7 moves the control element 3, the piston 6 and the rod 9 of the actuator to its original position. Cavities 11 and 12 are separated.

Именно такая конструкция клапана с линейным приводом, содержащая корпус с проточной частью, входной и выходной патрубки, подвижный управляющий элемент в виде трубы с седлом, уплотнительный элемент, расположенные на одной оси, линейный привод, шток привода, совершающий возвратно-поступательное движение, возвратную пружину, а связь штока привода с управляющим элементом выполнена посредством гибкого малорастяжимого элемента с возможностью перемещения управляющего элемента к уплотнительному элементу и обратно, обеспечивает технический результат, направленный на повышение надежности клапана при управлении потоками рабочих сред, содержащих значительное количество посторонних включений.It is such a design of a valve with a linear actuator, comprising a housing with a flowing part, an inlet and an outlet nozzle, a movable control element in the form of a pipe with a seat, a sealing element located on one axis, a linear actuator, a actuator stem reciprocating, a return spring and the connection of the actuator rod with the control element is made by means of a flexible low-extensible element with the possibility of moving the control element to the sealing element and vice versa, provides technical Performan aimed at improving the reliability of the valve in controlling fluid flow, comprising a substantial amount of foreign inclusions.

Для проверки работоспособности клапан с линейным приводом был установлен в систему очистки воды установки для мойки автомобилей. До этого в систему был установлен клапан марки КЭО. Замена его была обусловлена частыми жалобами обслуживающего персонала на недостаточную надежность клапана при работе с водой со значительным содержанием посторонних включений. В результате опытной эксплуатации не было выявлено ни одного случая отказа клапана с линейным приводом описанной конструкции, что подтверждает правильность предложенного технического решения.To test the operability, a valve with a linear actuator was installed in the water treatment system of a car wash installation. Prior to this, a KEO brand valve was installed in the system. Its replacement was due to frequent complaints by maintenance personnel about the insufficient reliability of the valve when working with water with a significant content of foreign matter. As a result of trial operation, not a single case of a valve failure with a linear actuator of the described design was detected, which confirms the correctness of the proposed technical solution.

В качестве примеров конкретного выполнения можно сообщить следующее: корпусные части клапана могут быть изготовлены из стали 40X13, 08Х18Н10Т. Реализация клапана с линейным приводом возможна в условиях обычного машиностроительного предприятия на универсальном оборудовании.As examples of specific performance, the following can be reported: valve body parts can be made of steel 40X13, 08X18H10T. The implementation of a valve with a linear actuator is possible in a conventional machine-building enterprise with universal equipment.

Как видно из вышеописанного, именно конструктивные особенности предлагаемого изобретения способствуют повышению надежности клапана при управлении потоками рабочих сред, содержащих значительное количество посторонних включений.As can be seen from the above, it is the design features of the present invention that improve the reliability of the valve when controlling the flow of working media containing a significant number of foreign impurities.

Claims

A valve with a linear actuator, comprising a housing with a flow part, an inlet and an outlet nozzle, a movable control element in the form of a pipe with a seat, a sealing element located on the same axis, a linear actuator, a actuator stem reciprocating, a return spring, characterized in that the connection of the actuator rod with the control element is made by means of a flexible low-extensible element with the possibility of moving the control element to the sealing element and vice versa.