RU2495308C1

RU2495308C1 - Control valve

Info

Publication number: RU2495308C1
Application number: RU2012109630/06A
Authority: RU
Inventors: Владимир Дмитриевич Гриценко; Александр Петрович Шевцов; Иван Георгиевич Лачугин; Владимир Викторович Черниченко; Геннадий Львович Лаунин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью Финансово-промышленная компания "Космос-Нефть-Газ"
Priority date: 2012-03-15
Filing date: 2012-03-15
Publication date: 2013-10-10
Also published as: RU2012109630A

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: control valve includes at least a body with supply and discharge branch pipes and a cage shutoff assembly installed inside it, which consists of a sleeve, in the walls of which there are mainly radial holes, and on inner surface there is a support sealing surface of the seat, and a plunger that is installed so that it can be moved axially inside the above sleeve and interacts with the above support surface of the sleeve. Sleeve is closed on one side and installed in a supply branch pipe of the valve. Supply branch pipe has the possibility of changing its configuration, preferably from a straight-line to an angular one, and vice versa.

EFFECT: simplifying the design and enlarging functional capabilities of a control valve.

9 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности к регулирующей трубопроводной арматуре, предназначенной для перекрытия и регулирования потока проходящей среды, и может быть использовано при разработке прямоточных регулирующих клапанов.The invention relates to mechanical engineering, in particular to control valves, designed to shut off and control the flow of a passing medium, and can be used in the development of direct-flow control valves.

Известен регулирующий клапан, содержащий корпус со смещенными входным и выходным патрубками, помещенную в него гильзу с профильными отверстиями, установленный внутри гильзы с возможностью перемещения полый плунжер с симметрично расположенными отверстиями с перфорированным диском на торце (пат.№2189512, МПК F16K 1/54). Недостатком данного клапана является непродолжительный срок работы запорного элемента вследствие его быстрого износа.A known control valve comprising a housing with offset inlet and outlet nozzles, a sleeve with profile holes placed inside it, mounted inside the sleeve with the ability to move a hollow plunger with symmetrically located holes with a perforated disk at the end (US Pat. No. 2189512, IPC F16K 1/54) . The disadvantage of this valve is the short life of the locking element due to its rapid wear.

Известен запорно-регулирующий клапан, содержащий корпус с входящим и выходящим патрубками, внутри которого расположен клетковый запорный узел, состоящий из гильзы с двумя рядами отверстий и с седловой поверхностью, внутри которой установлен стаканообразный запорный элемент с продольными отверстиями в верхнем торце, а нижний торец которого имеет поверхность, идентичную поверхности седла. Запорный элемент закреплен на штоке, имеющем привод (Каталог фирмы "РУСТ").Known shut-off and control valve, comprising a housing with inlet and outlet nozzles, inside of which is a cellular locking unit, consisting of a sleeve with two rows of holes and with a saddle surface, inside which there is a glass-shaped locking element with longitudinal holes in the upper end, and the lower end of which has a surface identical to that of the saddle. The locking element is mounted on a rod having a drive (Catalog of the company "RUST").

Недостатками данного клапана являются быстрый износ запирающей кромки запорного элемента, небольшой диапазон в регулировании величины расхода транспортируемой среды.The disadvantages of this valve are the rapid wear of the locking edge of the locking element, a small range in regulating the flow rate of the transported medium.

Известен регулирующий клапан, содержащий корпус с подводящим и отводящим патрубками, с установленным внутри него клетковым запорным узлом, состоящим из гильзы, на внутренней стороне которой выполнена опорная уплотнительная поверхность седла и радиальные отверстия, а внутри установлен с возможностью осевого перемещения плунжер, закрепленный на штоке и соединенный с приводом, при этом плунжер выполнен в виде полого цилиндра с идентичными торцевыми поверхностями, соответствующими ответной уплотнительной поверхности седла, и установлен на штоке при помощи гайки и втулок с торцевыми буртами, в которых выполнены продольные каналы, соединяющие полость входного патрубка с полостью над плунжером, расположенных внутри него навстречу друг другу с торцевым зазором, объем пространства, образованного торцами втулок с буртом и внутренней полостью полого цилиндра, не менее объема продольного канала нижней втулки с буртом, при этом верхняя втулка с торцевым буртом опирается своим буртом на торцевую поверхность полого цилиндра, нижняя - на кольцевой выступ, выполненный внутри полого цилиндра и расположенный в центральной его части, кроме того, длина полого цилиндра равна не менее одного хода запорного элемента, а гильза имеет не менее двух рядов радиальных отверстий (Патент РФ№ 2308627, МПК: F16K1/54, F16K 47/04 - прототип).A control valve is known, comprising a housing with inlet and outlet pipes, with a cellular locking assembly installed inside it, consisting of a sleeve, on the inside of which a supporting sealing surface of the seat and radial holes are made, and a plunger mounted on the rod and mounted axially movable connected to the drive, while the plunger is made in the form of a hollow cylinder with identical end surfaces corresponding to the mating sealing surface of the seat, and installed on the rod with a nut and bushings with end collars, in which longitudinal channels are made connecting the cavity of the inlet pipe with a cavity above the plunger, located inside it towards each other with the end gap, the amount of space formed by the ends of the bushings with the collar and the inner cavity of the hollow cylinder, not less than the volume of the longitudinal channel of the lower sleeve with a shoulder, while the upper sleeve with an end shoulder rests with its shoulder on the end surface of the hollow cylinder, the lower one on the annular protrusion made inside the canopy about the cylinder and located in its central part, in addition, the length of the hollow cylinder is at least one stroke of the locking element, and the liner has at least two rows of radial holes (RF Patent No. 2308627, IPC: F16K1 / 54, F16K 47/04 - prototype )

Указанный клапан работает следующим образом.The specified valve operates as follows.

Транспортируемая среда поступает во входной патрубок. Во время работы привод перемещает шток с плунжером вверх или вниз. В крайнем нижнем положении плунжера торцевая кромка полого цилиндра плотно прилегает к седловой поверхности. Клапан закрыт, так как наружная поверхность полого цилиндра герметично перекрывает радиальные отверстия. При включении привода шток вместе с плунжером начинает движение вверх, приоткрывая радиальные отверстия в зависимости от заданной величины расхода транспортируемой среды. Величина поднятия плунжера, а следовательно, степень приоткрытия радиальных отверстий определяется величиной расхода транспортируемой среды и отслеживается по линейному позиционному датчику расхода.The transported medium enters the inlet pipe. During operation, the actuator moves the stem with the plunger up or down. In the lowermost position of the plunger, the end edge of the hollow cylinder fits snugly against the saddle surface. The valve is closed since the outer surface of the hollow cylinder seals the radial openings. When the drive is turned on, the rod together with the plunger begins to move upward, opening the radial holes depending on the set value of the flow rate of the transported medium. The magnitude of the rise of the plunger, and therefore, the degree of ajar of the radial holes is determined by the flow rate of the transported medium and is monitored by a linear positional flow sensor.

Основными недостатками указанного клапана является значительная сложность конструкции, низкая надежность работы, обусловленная сложностью конструкции, значительные габариты и масса, возможность применения только с одним типом привода и использования только для угловых трубопроводов.The main disadvantages of this valve is the significant complexity of the design, low reliability due to the complexity of the design, significant dimensions and weight, the possibility of using only one type of actuator and use only for corner pipelines.

Задачей предложенного изобретения является устранение указанных недостатков и расширение функциональных возможностей регулирующего клапана.The objective of the proposed invention is to remedy these disadvantages and expand the functionality of the control valve.

Решение указанной задачи достигается тем, что предложенный регулирующий клапан, согласно изобретению, содержит, как минимум, корпус с подводящим и отводящим патрубками и установленным внутри него клетковым запорным узлом, состоящим из гильзы, в стенках которой выполнены преимущественно радиальные отверстия, а на внутренней поверхности - опорная уплотнительная поверхность седла, и плунжера, установленного с возможностью осевого перемещения внутри упомянутой гильзы и взаимодействующего с указанной опорной поверхностью гильзы, при этом гильза выполнена закрытой с одной стороны и установлена в подводящем патрубке клапана, причем подводящий патрубок выполнен с возможностью изменения его конфигурации, предпочтительно, с прямолинейной на угловую и наоборот.The solution to this problem is achieved by the fact that the proposed control valve, according to the invention, contains at least a housing with inlet and outlet pipes and a cellular locking unit installed inside it, consisting of a sleeve, the walls of which are made mainly of radial holes, and on the inner surface - the supporting sealing surface of the seat, and the plunger mounted with the possibility of axial movement inside the mentioned sleeve and interacting with the specified supporting surface of the sleeve, the sleeve is closed on one side and installed in the inlet of the valve, and the inlet of the pipe is configured to change its configuration, preferably from straight to angular and vice versa.

В варианте исполнения, на корпусе плунжера выполнены упоры для обеспечения возможности его возвратно-поступательного перемещения, взаимодействующие с исполнительным механизмом привода клапана.In an embodiment, stops are made on the plunger body to provide for the possibility of its reciprocating movement, interacting with the valve actuator.

В варианте исполнения, входной патрубок выполнен с возможностью изменения его конфигурации путем его замены с прямолинейного на угловой и наоборот.In an embodiment, the inlet pipe is configured to change its configuration by replacing it from straight to angular and vice versa.

В варианте исполнения, входной патрубок выполнен в виде тройника, предпочтительно Т-образного, установленного таким образом, что выходной конец его прямолинейного участка взаимодействует с корпусом клапана, при этом два других входных конца указанного тройника выполнены с возможностью их поочередного перекрытия, предпочтительно, при помощи заглушки.In an embodiment, the inlet nozzle is made in the form of a tee, preferably a T-shaped, mounted in such a way that the output end of its straight section interacts with the valve body, while the other two inlet ends of the specified tee are made with the possibility of their alternate overlap, preferably using stubs.

В варианте исполнения, исполнительный механизм привода клапана соединен с линейным позиционным датчиком расхода, установленным, предпочтительно, на корпусе клапана.In an embodiment, the valve actuator is connected to a linear positional flow sensor mounted preferably on the valve body.

В варианте исполнения, привод исполнительного механизма клапана выполнен гидравлическим.In an embodiment, the actuator actuator of the valve is made hydraulic.

В варианте исполнения, привод исполнительного механизма клапана выполнен пневматическим.In an embodiment, the actuator actuator of the valve is pneumatic.

В варианте исполнения, привод исполнительного механизма клапана выполнен электрическим.In an embodiment, the actuator actuator of the valve is electric.

В варианте исполнения, привод исполнительного механизма клапана выполнен электромагнитным.In an embodiment, the actuator actuator of the valve is electromagnetic.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показан предложенный регулирующий клапан в угловом исполнении, на фиг.2 - предложенный регулирующий клапан в прямоточном исполнении, на фиг.3 - предложенный регулирующий клапан в прямоточно-угловом исполнении, на фиг.4 - поперечный разрез клапана. Штрихпунктирной линией с двумя точками показано расположение элементов, изменяющих свое расположение.The invention is illustrated by drawings, in which Fig. 1 shows the proposed control valve in an angled design, Fig. 2 - the proposed control valve in a straight-through design, Fig. 3 - the proposed control valve in a straight-angled design, in Fig. 4 - transverse valve section. The dash-dot line with two dots shows the location of the elements that change their location.

Предложенный регулирующий клапан содержит корпус 1 с подводящим 2 и отводящим патрубками 3, внутри которого установлен клетковый запорный узел 4. Клетковый запорный узел 4 состоит из гильзы 5, в стенках которой выполнены преимущественно радиальные отверстия 6, а на внутренней поверхности - опорная уплотнительная поверхность 7 седла и плунжера 8. Плунжер 8 установлен с возможностью осевого перемещения внутри упомянутой гильзы 5 и взаимодействует одним концом с опорной уплотнительной поверхностью 7 гильзы 5. Гильза 5 выполнена закрытой с одной стороны и установлена в подводящем патрубке 2 клапана.The proposed control valve comprises a housing 1 with inlet 2 and outlet pipes 3, inside which a cellular locking assembly 4 is installed. The cellular locking assembly 4 consists of a sleeve 5, the walls of which are made mainly of radial holes 6, and on the inner surface there is a supporting sealing surface 7 of the saddle and the plunger 8. The plunger 8 is mounted with the possibility of axial movement inside the mentioned sleeve 5 and interacts at one end with the supporting sealing surface 7 of the sleeve 5. The sleeve 5 is made closed with one torons and installed in the inlet pipe 2 valves.

На плунжере установлены упоры 9, взаимодействующие через кронштейны 10 с приводом 11, установленным снаружи корпуса клапана. Привод, в данном случае, гидравлический, состоит из поршня 12, камеры подачи рабочего тела 13 и пружины 14. В поршне 12 установлен шток 15, связанный с линейным позиционным датчиком расхода 16, размещенным на корпусе клапана. В зависимости от положения штока 15, определяемого, в конечном итоге, расходом транспортируемой среды через клапан, сила тока через линейный позиционный датчик расхода 16 изменяется от 4 до 20 мА.Stops 9 are mounted on the plunger, interacting through brackets 10 with an actuator 11 mounted outside the valve body. The drive, in this case, is hydraulic, consists of a piston 12, a supply chamber for the working fluid 13 and a spring 14. A piston 15 is mounted in the piston 12 and is connected to a linear positional flow sensor 16 located on the valve body. Depending on the position of the rod 15, determined ultimately by the flow rate of the transported medium through the valve, the current through the linear positional flow sensor 16 varies from 4 to 20 mA.

Подводящий патрубок 2 клапана выполнен с возможностью изменения его конфигурации, предпочтительно, с прямолинейной на угловую и наоборот.The inlet pipe 2 of the valve is configured to change its configuration, preferably from straight to angular and vice versa.

В варианте исполнения, для получения прямоточного регулирующего клапана устанавливается прямой патрубок 17. Для получения углового регулирующего клапана, прямой патрубок 17 снимается и устанавливается угловой патрубок 18.In an embodiment, to obtain a direct-flow control valve, a straight pipe 17 is installed. To obtain an angular control valve, a straight pipe 17 is removed and an angular pipe 18 is installed.

В варианте исполнения, в качестве подводящего патрубка 2 устанавливается тройник 19, содержащий прямой 20 и угловой 21 входы, которые выполнены с возможностью их поочередного перекрытия при помощи заглушки 22. В этом случае, для получения прямоточного клапана, при помощи заглушки 22 заглушается угловой вход 21, и клапан работает как прямоточный регулирующий клапан.In the embodiment, a tee 19 is installed as a supply pipe 2, containing a straight line 20 and an angular 21 inputs, which are made with the possibility of their alternate overlapping using the plug 22. In this case, to obtain a direct-flow valve, using the plug 22, the angular inlet 21 is plugged , and the valve acts as a direct-flow control valve.

Для получения, в случае необходимости, углового регулирующего клапана, заглушка 22 снимается с углового входа 21 и устанавливается на прямой вход 20. В этом случае, клапан работает как угловой регулирующий клапан.To obtain, if necessary, an angular control valve, the plug 22 is removed from the angular inlet 21 and installed on the direct inlet 20. In this case, the valve acts as an angular control valve.

Предложенный клапан работает следующим образом.The proposed valve operates as follows.

В зависимости от условий обвязки и работы клапана, на входную часть клапана устанавливается либо прямой патрубок 17, либо угловой патрубок 18, либо тройник 19 с заглушенным прямым 20 или угловым входами 21. Транспортируемая среда поступает во входной патрубок 2 корпуса 1, роль которого могут выполнять либо прямой патрубок 17, либо угловой патрубок 18, либо тройник 19 с заглушенным прямым 20 или угловым входами 21.Depending on the conditions of the strapping and operation of the valve, either a straight pipe 17, or a corner pipe 18, or a tee 19 with a damped straight 20 or corner inputs 21 is installed on the valve inlet part. The transported medium enters the inlet pipe 2 of the housing 1, the role of which can be performed either a straight pipe 17, or a corner pipe 18, or a tee 19 with a damped straight 20 or corner inputs 21.

В закрытом положении клапана радиальные отверстия 6 перекрыты плунжером 8, который находится в крайнем правом положении под действием пружины 14. В этом положении конец плунжера 8 взаимодействует с опорной уплотнительной поверхностью 7, перекрывая тем самым расход газа, проходящего по кольцевому зазору между внутренней поверхностью гильзы 5 и наружной поверхностью плунжера 8.In the closed position of the valve, the radial holes 6 are blocked by a plunger 8, which is in the extreme right position under the action of the spring 14. In this position, the end of the plunger 8 interacts with the supporting sealing surface 7, thereby blocking the flow of gas passing through the annular gap between the inner surface of the sleeve 5 and the outer surface of the plunger 8.

При открытии клапана, рабочее тело подается в камеру подачи рабочего тела 13 и начинает воздействовать на поршень 12, который, в свою очередь, смещается вверх и сжимает при этом пружину 14. Один конец кронштейна 10 при этом поднимается вверх, другой - перемещается вправо и смещает плунжер 8 в сторону от радиальных отверстий 6. Конец плунжера 8 отходит от уплотнительной поверхности гильзы 7 и открывает радиальные отверстия 6. Транспортируемая среда начинает поступать через радиальные отверстия 6 внутрь полости плунжера 8 и далее - к выходному патрубку 3. Величина расхода транспортируемой среды через клапан определяется степенью открытия радиальных отверстий 6 и соответствует определенной величине силы тока линейного позиционного датчика расхода 16.When the valve is opened, the working fluid is supplied to the supply chamber of the working fluid 13 and begins to act on the piston 12, which, in turn, shifts upward and compresses the spring 14. At the same time, one end of the bracket 10 rises, the other moves to the right and biases the plunger 8 away from the radial holes 6. The end of the plunger 8 moves away from the sealing surface of the sleeve 7 and opens the radial holes 6. The transported medium begins to flow through the radial holes 6 into the cavity of the plunger 8 and then to the outlet pipe 3. The flow rate of the transported medium through the valve is determined by the degree of opening of the radial openings 6 and corresponds to a certain magnitude of the current strength of the linear positional flow sensor 16.

При перемещении поршня 12 вверх/вниз происходит перемещение вверх/вниз штока 15, связанного с линейным позиционным датчиком расхода 16, размещенным на корпусе клапана. По величине силы тока линейного позиционного датчика расхода 16 определяется расход газа через клапан и, при необходимости, производится его регулирование.When the piston 12 is moved up / down, the rod 15 is moved up / down associated with the linear positional flow sensor 16 located on the valve body. The magnitude of the current linear positional flow sensor 16 determines the flow of gas through the valve and, if necessary, is its regulation.

Для закрытия клапана давление рабочего тела сбрасывается, при этом давление в камере подачи рабочего тела 13 уменьшается и пружина 14 возвращает поршень 12 в исходное положение. При перемещении поршня 12 вниз один конец кронштейна 10, связанный с приводом, также перемещается вниз, другой конец кронштейна при этом перемещается влево, к подводящему патрубку 2, и перемещает при этом плунжер 8, перекрывая при этом радиальные отверстия 6. После установки входного конца плунжера 8 на опорную уплотнительную поверхность 7 клапан полностью закрывается.To close the valve, the pressure of the working fluid is relieved, while the pressure in the feed chamber of the working fluid 13 decreases and the spring 14 returns the piston 12 to its original position. When the piston 12 moves down, one end of the bracket 10 associated with the drive also moves down, the other end of the bracket moves to the left, to the inlet pipe 2, and moves the plunger 8, blocking the radial holes 6. After installing the input end of the plunger 8 on the supporting sealing surface 7, the valve is completely closed.

Использование предложенного технического решения позволит упростить конструкцию регулирующего клапана и создать прямоточный регулирующий клапан для прямолинейных участков трубопроводов.Using the proposed technical solution will simplify the design of the control valve and create a direct-flow control valve for straight sections of pipelines.

Claims

1. A control valve, characterized in that it contains at least a housing with inlet and outlet nozzles and a cellular locking assembly installed inside it, consisting of a sleeve, the walls of which are made mainly of radial holes, and on the inner surface there is a supporting sealing surface of the seat and a plunger installed with the possibility of axial movement inside said sleeve and interacting with said supporting surface of the sleeve, the sleeve being made closed on one side and installed It claimed in the supply pipe of the valve, wherein the supply pipe is capable of changing its configuration, preferably on a rectilinear corner and vice versa.

2. The control valve according to claim 1, characterized in that the stops are made on the plunger body to enable its reciprocating movement, interacting with the valve actuator.

3. The control valve according to claim 1, characterized in that the inlet pipe is configured to change its configuration by replacing it from straight to angular and vice versa.

4. The control valve according to claim 1, characterized in that the inlet pipe is made in the form of a tee, preferably T-shaped, installed in such a way that the output end of its straight section interacts with the valve body, while the two other input ends of the specified tee are made with the possibility of their alternate overlap, preferably with a plug.

5. The control valve according to claim 1, characterized in that the valve actuator is connected to a linear positional flow sensor, preferably mounted on the valve body.

6. The control valve according to claim 2, characterized in that the actuator actuator of the valve is made hydraulic.

7. The control valve according to claim 2, characterized in that the actuator actuator of the valve is made pneumatic.

8. The control valve according to claim 2, characterized in that the actuator actuator of the valve is electric.

9. The control valve according to claim 2, characterized in that the actuator actuator of the valve is electromagnetic.