RU2449196C2

RU2449196C2 - High pressure valve

Info

Publication number: RU2449196C2
Application number: RU2010127602/06A
Authority: RU
Inventors: Руслан Сергеевич Барышников (RU); Руслан Сергеевич Барышников; Михаил Викторович Макарьянц (RU); Михаил Викторович Макарьянц; Артем Владимирович Фролов (RU); Артем Владимирович Фролов; Анатолий Иванович Юркин (RU); Анатолий Иванович Юркин
Priority date: 2010-07-02
Filing date: 2010-07-02
Publication date: 2012-04-27
Also published as: RU2010127602A

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: in valve body there arranged is gate with discharge channel of small cross section and radial holes for pressure drop equalisation at "inlet-outlet" of connection pipes with elastic ring as a seal; at that, gate is moved with a screw interacting with the body, and inside the screw there arranged is additional screw, with radial and axial holes for working medium passage, which interacts through pack of plate washers with shutoff needle that in its turn interacts with discharge channel, and on the other side the additional screw interacts with flywheel stock by means of a tip in which there made are axial and radial holes for working medium passage in order to equalise pressure drop at the connection pipe inlet and after screw; at that, stock is borne against thrust bearing.

EFFECT: improving reliability, service life and serviceability of valve when high pressure working medium is supplied in any direction.

1 dwg

Description

Изобретение относится к ручным вентилям высокого давления, предназначенным для использования в пневмогидравлических системах.The invention relates to manual high pressure valves intended for use in pneumohydraulic systems.

Известен вентиль (см. патент RU 2210695), содержащий поворотный шпиндель с двумя резьбовыми участками и двумя уплотнительными устройствами «затвор-седло) в виде двух резьбовых втулок, перемещающихся по резьбовым участкам шпинделя, взаимодействующих с подпружиненными седлами, которые обеспечивают две ступени герметизации.Known valve (see patent RU 2210695), containing a rotary spindle with two threaded sections and two sealing devices "shutter-seat" in the form of two threaded bushings moving along the threaded sections of the spindle, interacting with the spring-loaded seats, which provide two stages of sealing.

Недостатком известного вентиля является его сложность и то, что при высоком давлении рабочей среды потребуется пружина сжатия на большое усилие, и обеспечить поворот шпинделя маховиком вручную для сжатия пружины может оказаться недостаточным и возникнет сложность в обеспечении герметичности обоими затворами.A disadvantage of the known valve is its complexity and the fact that with a high pressure of the working medium a compression spring will be required for a large force, and manually turning the spindle by the handwheel to compress the spring may be insufficient and it will be difficult to ensure tightness with both valves.

Известен вентиль с разгруженным запорном органом - золотником (авт. свид. 4872677), содержащий золотник, разгруженный по давлению за счет выполнения в нем разгрузочных отверстий с уплотнением сильфоном и отрезком сильфона, перемещающимся по внутреннему диаметру корпуса.A known valve with an unloaded locking element - a spool (author's certificate. 4872677), containing a spool unloaded by pressure due to discharge holes in it with a bellows seal and a bellows segment moving along the inner diameter of the housing.

Недостатком известного вентиля является то, что при высоком давлении требуется большая жесткость сильфона, а следовательно, большое усилие на маховике для перемещения шпинделя и невозможность подачи рабочей среды в обоих направлениях.A disadvantage of the known valve is that at high pressure requires greater rigidity of the bellows, and therefore, a large force on the flywheel to move the spindle and the inability to supply the working medium in both directions.

Известен вентиль с разгруженным запорным органом (авт. свид. 985535) - прототип, содержащий запорный орган в виде плунжера с уплотнительными кольцами по обеим сторонам разгрузочного канала и с упором торца осевого разгрузочного канала на выступ, перекрывающий осевой разгрузочный канал.A known valve with an unloaded locking element (author certificate. 985535) is a prototype containing a locking element in the form of a plunger with sealing rings on both sides of the discharge channel and with an emphasis on the end face of the axial discharge channel on the protrusion that overlaps the axial discharge channel.

Недостатком известного вентиля является то, что при подводе рабочей среды высокого давления к патрубку со стороны выступа, перекрывающего осевой разгрузочный канал, для первоначального малого перемещения плунжера потребуется значительное усилие на маховике, вызываемое силой от высокого давления рабочей среды, действующего на площадь плунжера и приводящего к повышенному трению в резьбе штока, при этом при попадании уплотнительных колец с одной стороны плунжера в зону бокового патрубка при полном открытии вентиля разгрузочный эффект исчезает и на резьбу штока так же начинает действовать усилие от высокого давления рабочей среды, что приводит к увеличению усилия на маховике из-за трения в резьбе штока и, следовательно, к снижению долговечности, надежности и удобства эксплуатации.A disadvantage of the known valve is that when the high-pressure medium is supplied to the nozzle from the side of the protrusion that overlaps the axial unloading channel, the initial small displacement of the plunger will require considerable force on the flywheel caused by the force from the high pressure of the working medium acting on the plunger’s area and leading to increased friction in the stem thread, in this case, when the o-rings on one side of the plunger get into the area of the side pipe with the valve fully open, the discharge effect and it also starts to act on the stem thread due to the high pressure of the working medium, which leads to an increase in the force on the flywheel due to friction in the stem thread and, consequently, to a decrease in durability, reliability and ease of use.

Задачей предложенного технического решения является повышение надежности, долговечности и удобства эксплуатации вентиля при подводе рабочей среды высокого давления в любом направлении.The objective of the proposed technical solution is to increase the reliability, durability and ease of operation of the valve when supplying a high pressure medium in any direction.

Поставленная задача решается тем, что в корпусе вентиля размещен затвор с разгрузочным каналом малого сечения и радиальными отверстиями для выравнивания перепада давления на «входе - выходе» патрубков с уплотнением эластичным кольцом, при этом затвор перемещается винтом, взаимодействующим с корпусом, а внутри винта размещен дополнительный винт с радиальными и осевым отверстиями для прохода рабочей среды, который через пакет тарельчатых пружин взаимодействует с запорной иглой, которая в свою очередь взаимодействует с разгрузочным каналом, а с другой стороны дополнительный винт взаимодействует со штоком маховика посредством наконечника, в котором выполнены осевой и радиальные отверстия для прохода рабочей среды с целью выравнивания перепада давления на входе в патрубок и за винтом, при этом шток опирается на упорный подшипник.The problem is solved in that a valve with a discharge channel of small cross-section and radial openings is located in the valve body to equalize the differential pressure at the inlet / outlet of the nozzles with a seal with an elastic ring, while the shutter is moved by a screw interacting with the case, and an additional one is placed inside the screw a screw with radial and axial holes for the passage of the working medium, which through a package of Belleville springs interacts with a locking needle, which in turn interacts with the discharge channel scrap, and on the other hand an additional screw cooperates with rod tip flywheel means, wherein an axial and radial apertures for the passage of the working medium in order to equalize the pressure drop in the inlet pipe and the screw, wherein the rod is supported on a thrust bearing.

На чертеже изображен разрез общего вида вентиля. Вентиль содержит корпус 1, взаимодействующий с затвором 2, имеющим разгрузочный канал 3, радиальные отверстия 4 с уплотняемым эластичным кольцом 5, при этом затвор 2 перемещается винтом 6, внутри которого размещен дополнительный винт 7 с радиальными 8 и осевым 9 отверстиями для прохода рабочей среды, который через пакет тарельчатых пружин 10 взаимодействует с запорной иглой 11 разгрузочного канала 3 и со штоком 12 маховика 13 посредством наконечника штока 12, в котором выполнены радиальные 14 и осевой отверстия 15 для прохода рабочей среды и выравнивания перепада давления на входе в патрубок и за винтом 6, при этом шток 12 опирается на упорный подшипник 16, что в целом обеспечивает легкое управление вращением маховика 13 вручную при полном открытии затвора 2 винтом 6 до упора во втулку 17, при этом открытие начинается после соприкосновения с упором 18 дополнительного винта 7.The drawing shows a section of a General view of the valve. The valve comprises a housing 1 interacting with a shutter 2 having an unloading channel 3, radial holes 4 with a sealed elastic ring 5, while the shutter 2 is moved by a screw 6, inside which an additional screw 7 with radial 8 and axial 9 openings is placed for the passage of the working medium, which through a package of Belleville springs 10 interacts with the locking needle 11 of the discharge channel 3 and with the rod 12 of the flywheel 13 through the tip of the rod 12, in which there are radial 14 and axial holes 15 for the passage of the working medium and leveling differential pressure at the inlet to the pipe and behind the screw 6, while the rod 12 is supported by a thrust bearing 16, which generally provides easy control of the rotation of the flywheel 13 manually when the shutter 2 is completely opened by the screw 6 until it stops in the sleeve 17, and the opening begins after contacts with an emphasis 18 of the additional screw 7.

Вентиль работает следующим образом.The valve operates as follows.

При полностью открытом вентиле дополнительный винт 7 вывернут маховиком 13 до соприкосновения с упором 18, а винт 6 вывернут до соприкосновения с неподвижной втулкой 17.With the valve fully open, the additional screw 7 is turned out by the flywheel 13 until it contacts the stop 18, and the screw 6 is turned out until it contacts the stationary sleeve 17.

При закрытии вентиля вращением маховика 13 по часовой стрелке дополнительный винт 7, перемещаясь вместе с пакетом тарельчатых пружин 10 по внутренней резьбе винта 6 и по квадратному наконечнику штока 12, взаимодействующего с квадратным отверстием дополнительного винта 7, прижимается к торцу 19 винта 6 пакетом тарельчатых пружин 10, подобранных по усилию сжатия таким образом, чтобы их деформация для перекрытия разгрузочного канала 3 запорной иглой 11 начиналась после сжатия эластичного кольца 5 для обеспечения герметичности затвора 2 по конической поверхности корпуса 1.When closing the valve by rotating the handwheel 13 clockwise, the additional screw 7, moving together with the package of Belleville springs 10 along the internal thread of the screw 6 and along the square tip of the rod 12, interacting with the square hole of the additional screw 7, is pressed against the end face 19 of the screw 6 by the package of Belleville springs 10 selected by the compression force so that their deformation to block the discharge channel 3 by the locking needle 11 begins after compression of the elastic ring 5 to ensure the closure of the shutter 2 conically surface of the housing 1.

В закрытом положении затвор 2 занимает крайнее нижнее положение с уплотнением эластичным кольцом 5, при этом запорная игла 11 перекрывает разгрузочный канал 3 малого сечения сжатием пакета тарельчатых пружин 10 дополнительным винтом 7.In the closed position, the shutter 2 is in its lowest position with a seal with an elastic ring 5, while the locking needle 11 overlaps the discharge channel 3 of small cross section by compressing the disk spring package 10 with an additional screw 7.

При подводе рабочей среды высокого давления к патрубку вентиля со стороны разгрузочного канала 3 при открытии вентиля вращением маховика 13 против часовой стрелки дополнительный винт 7, перемещаясь по внутренней резьбе винта 6 и квадратному наконечнику штока 12 до соприкосновения с упором 18, перемещает взаимодействующую с ним запорную иглу 11 и открывает разгрузочный канал 3, при этом давление рабочей среды через радиальные 4, 8, 14 и осевые отверстия 9, 15 поступает за затвор 2, за винт 6 и перепад давления в «выходном - входном» патрубках вентиля и за винтом 6 выравнивается, разгружая его от осевой силы, вызываемой первоначальным перепадом давления и приводящий к повышению силы трения в резьбовой паре «винт 6 - корпус 1»When a high-pressure medium is supplied to the valve nozzle from the discharge channel 3, when the valve is opened by rotating the flywheel 13 counterclockwise, the additional screw 7, moving along the internal thread of the screw 6 and the square tip of the rod 12 until it contacts the stop 18, moves the locking needle interacting with it 11 and opens the discharge channel 3, while the pressure of the working medium through the radial 4, 8, 14 and axial holes 9, 15 enters the shutter 2, the screw 6 and the pressure drop in the "outlet - inlet" valve nozzles and behind the screw 6 is leveled, unloading it from the axial force caused by the initial pressure drop and leading to an increase in the friction force in the screw pair “screw 6 - case 1”

При дальнейшем вращении маховика 13 винт 6 вместе с дополнительным винтом 7 и пакетом тарельчатых пружин 10 перемещаются относительно корпуса 1 до соприкосновения винта 6 с неподвижной втулкой 17, сообщая полностью «вход - выход» вентиля без перепада давления на винте 6, и, следовательно, без повышения силы трения в резьбовой паре на всем ходе винта 6, а осевая сила от давления рабочей среды, действующая на шток 12, передается на упорный подшипник 16, обеспечивая в целом легкое вращение маховика 13 вручную при наличии высокого давления рабочей среды, подведенной к вентилю.With a further rotation of the flywheel 13, the screw 6 together with the additional screw 7 and the disk spring package 10 are moved relative to the housing 1 until the screw 6 contacts the stationary sleeve 17, completely informing the valve “inlet – outlet” without pressure drop on the screw 6, and therefore without increase the friction force in the threaded pair over the entire course of the screw 6, and the axial force from the pressure of the working medium acting on the rod 12 is transmitted to the thrust bearing 16, providing generally easy rotation of the flywheel 13 manually in the presence of a high pressure of the working medium, led to the valve.

При подводе рабочей среды к боковому патрубку выравнивание перепада давления на «входе - выходе» вентиля обеспечивается через разгрузочный канал 3 при открытии запорной иглы 11.When the working medium is supplied to the lateral branch pipe, the differential pressure equalization at the “inlet - outlet” of the valve is provided through the discharge channel 3 when the locking needle 11 is opened.

Предложенное техническое решение по снижению силы трения в резьбовой паре и по торцу штока 12 приводит к повышению надежности, долговечности, уменьшению габаритов маховика и удобству эксплуатации вентиля при высоком давлении рабочей среды.The proposed technical solution to reduce the friction force in the threaded pair and along the end face of the rod 12 leads to increased reliability, durability, reduced flywheel dimensions and ease of operation of the valve at high pressure of the working medium.

Claims

A high-pressure valve, in the case of which there is a shutter with a discharge channel of small cross-section and radial openings to equalize the differential pressure at the "inlet-outlet" of the nozzles with an elastic ring seal, the shutter is moved by a screw interacting with the case, characterized in that the screw is located inside the screw additional screw with radial and axial holes for the passage of the working medium, which through a package of Belleville springs interacts with a locking needle, which, in turn, interacts with the discharge dressing channel, and on the other hand, additional screw cooperates with rod tip flywheel means, wherein an axial and radial apertures for the passage of the working medium in order to equalize the pressure drop in the inlet pipe and the screw, wherein the rod is supported on a thrust bearing.